南水北调中线草场沟倒虹吸混凝土浇筑施工与质量控制

□申红旗（河南科源水利建设工程检测有限公司）

1.工程概况

草场沟排水倒虹吸工程位于河南省中牟县三官庙乡草场村东约600m处，是南水北调中线总干渠与草场沟之交叉建筑物，河渠交叉点处总干渠桩号为SH（3）157+158.0。河渠交叉点以上流域面积2.9km2。50年一遇天然洪峰流量16m3/s、200年一遇天然洪峰流量23m3/s；工程修建后沟道50年一遇洪峰流量14m3/s、200年一遇洪峰流量16m3/s；工程交叉处总干渠设计流量305m3/s，加大流量365m3/s。建筑物总长174.84m，由进口段连接段、管身段、出口消能防冲段组成，其中洞身段长104.84m，孔数1孔、孔径为2.0m×2.0m（宽×高）。

草场沟排水倒虹吸主要合同工程量包括：土方开挖2.97万m3，水泥土换填0.01万m3，土方填筑2.37万m3，砌石工程0.047万 m3，混凝土工程 0.11万 m3，钢筋80.52t。

2.混凝土工程施工方法

2.1 拌和

一是拌和采用JS1500型搅拌站集中拌制，该型设备为电脑自动化控制，计量精确；二是拌制现场浇筑混凝土时，严格按照该标段现场试验室提供并经监理工程师批准的混凝土配料单进行配料，确保所拌混凝土质量符合相关规范要求；三是混凝土拌和程序和时间均通过试验确定，其纯拌和时间不少于表1及其他施工规范的规定；四是如有个别拌和批次，因混凝土拌和及配料不当，或拌和时间过长而报废的混凝土则弃置在监理工程师指定的场地。

表1 混凝土纯拌和时间（min）表

2.2 运输、入仓

一是为保证混凝土拌和完毕后迅速运达浇筑地点，运输中不产生分离、漏浆和严重泌水现象,拟采用MR4500型混凝土搅拌运输车进行水平运输，垂直运输采用溜槽、吊车相结合的方法，并确保入仓的强度和速度，以满足混凝土施工进度和工艺质量要求。当浇筑工作面较低时可用混凝土罐车或溜槽直接入仓浇筑；当不能直接入仓浇筑时，计划采用QY25型汽车起重机吊配混凝土吊罐或简易输送带入仓浇筑。二是混凝土入仓时，为防止离析，按照招标文件的要求限制混凝土的垂直落距，对混凝土自由倾落高度超过2.0m的应采取加挂串筒的缓冲措施。不合格的混凝土严禁入仓，已入仓的不合格混凝土必须予以清除，并按监理工程师的指示弃置在指定地点。三是如果混凝土运输及入仓方式调整时将报经监理工程师批准后实施。

2.3 浇筑

一是混凝土开始浇筑前，项目部将首先按照“三检制”对各工序进行验收，验收合格后再通知监理工程师对浇筑部位的准备工作进行检查，检查内容包括：基础处理、已浇筑混凝土面的清理以及模板、钢筋、插筋、预埋件、止水和观测仪器等设施的埋设和安装等；二是混凝土浇筑前，对施工缝的已浇筑混凝土表面进行凿毛，冲洗干净，并保持湿润，但无积水。经验收合格后，再进行混凝土浇筑；三是混凝土分层浇筑时，应满足浇筑层容许间隔时间的要求，一般控制在初凝前；四是混凝土浇筑层厚度根据搅拌、运输和浇筑能力、振捣器性能及气温因素确定，并要满足相关技术规范的要求，计划控制在30～50cm之间;五是浇筑混凝土时，严禁在仓内加水，如发现混凝土和易性较差，则采取加强振捣等措施，以保证质量；六是底板浇筑时，按照设计图纸划定的分仓块，跳仓浇筑。从块体短边一端向另一端铺料，采用斜层台阶法浇筑法，一次性浇筑完整块底板。其铺料顺序如图1所示；七是倒虹吸管身段分两次浇筑完成，第一次浇筑完成底板，第二次浇筑完成墩墙和顶板。墩墙浇筑采用分层厚度30cm，均衡上升。顶板采用水平分层浇筑，每次铺料厚度30cm；八是混凝土入仓后采用人工平仓，插入式振捣器振捣，振捣器选用变频插入式，振捣须避免直接接触止水带、钢筋、模板，对有止水的地方适当延长振捣时间。水平止水带一定要在止水带下部混凝土填满后再进行上部浇筑，施工时现场需设专人看护；垂直止水带两边同时受料，避免出现止水带扭曲、歪斜和位移;九是振捣棒的插入深度，在振捣第一层混凝土时，以振捣器头部不碰到基岩或老混凝土面，但相距不超过5cm为宜；振捣上层混凝土时，则插入下层混凝土5cm左右，使上下两层结合良好。振捣时间以混凝土不再显著下沉、水分和气泡不再逸出并开始泛浆为准，不得长期在下料口处振捣；在管身底部拐角处采取加强振捣的方法以保证此薄若处的质量，但也不能过振。振捣器的插入间距控制在振捣器有效作用半径1.5倍以内。振捣混凝土时严防漏振现象的发生，同时避免振捣过度，振捣操作严格遵循施工规范要求。十是对于混凝土底板过水道，表面采用平板振捣器，人工收平，浇筑时严格控制浇筑面高程。在气温较高时，可架设遮阳网避免太阳直射使得混凝土表面失水过快，造成混凝土表面开裂。十一是浇筑过程中，安排专人负责检查振捣部位模板、钢筋、混凝土泌水排除情况、止水带变形位移情况，混凝土浇筑保持连续性，若间歇超过允许时间，则按施工缝处理。混凝土浇筑结束后，保证顶面平整，高程符合图纸要求（见图2）。

图1 台阶法铺料浇筑底板示意图

图2 管身段分仓分层浇筑示意图

2.4 抹面和养护

一是混凝土振捣密实以后，拉线检查，及时补料，先用木泥抹收面2次，再用铁泥抹收光，直至初凝结束。二是在平均气温5℃条件下，用适当的材料覆盖混凝土并适当洒水，大面积结构采用塑料薄膜覆盖，小面积结构用草袋覆盖养护。使混凝土在规定时间内有足够的湿润状态，并符合下列规定。

开始养护时间：由温度决定，当最高气温低于25℃时，浇筑完毕12h内覆盖并洒水养护。当最高气温高于25℃时，浇筑完毕6h内覆盖并洒水养护。

洒水养护时间：对于普通水泥或矿渣水泥拌制的混凝土，不少于14昼夜。对掺有缓凝性外加剂或有抗渗要求的混凝土，不少于28d。

洒水次数：以能保持足够的湿润状态为准，养护初期水泥水化作用较快，洒水次数要多。气温高时，要相应增加洒水次数。

混凝土必须养护至强度达到2.5MPa以上，方准在其上行人或组织下一工序的施工。

2.5 结合面处理

水平施工缝处理是在新浇筑混凝土达到一定强度后进行（一般要达到2.5MPa以上），方可开始采用人工凿毛或冲毛的方式进行处理。待清除掉已硬化混凝土表面的水泥乳皮并用水冲洗干净，经监理工程师验收合格后方可进行下道工序施工。

在施工缝上浇筑混凝土时，每次浇筑前都要对结合面洒水润湿，并铺一层水泥砂浆、小级配混凝土或同强度等级的富砂浆混凝土，保证新老混凝土的结合质量。

3.混凝土浇筑质量控制措施

3.1 拌和管理

严格按试验室开具的、并经监理人批准的混凝土配料单进行配料，如使用外加剂，要提前做不同种类外加剂的适配性试验，严格控制外加剂的掺量。根据砂石料含水量、气温变化、混凝土运输距离等因素的变化，及时调整用水量，以确保混凝土入仓坍落度满足配合比的要求。定期检查、校正拌和机的称量系统，确保称量准确，且误差控制在规范允许范围内；保证混凝土拌和时间满足规范要求。所有混凝土拌和记录要做到真实、准确、完整，以便存档或追溯。

3.2 现场施工管理

成立混凝土施工专业班子，施工前进行系统专业培训，持证上岗，混凝土入仓后及时进行平仓振捣，振捣插点要均匀，不欠振、不漏振、不过振；振捣器根据浇筑部位的混凝土特性来选择，靠近模板的部位采用软管振捣器振捣。混凝土浇筑施工时，做到吃饭、交接班不停产、浇筑不中断，以免造成冷缝；混凝土浇筑时，掌握好脱模时间，并在脱模后及时进行表面处理，消除表面的机械损伤、早期裂隙、微通道等，提高混凝土外观质量。

3.3 专职人员管理

混凝土浇筑时安排专职质检人员旁站，对混凝土浇筑全过程质量进行指导、检查、监督和记录。

3.4 温控管理

高温季节混凝土施工时，采用分时段浇筑作业，尽量在早上、晚间及利用阴天进行混凝土浇筑作业，确保混凝土的入仓温度。

4.结语

混凝土工程是草场沟倒虹吸工程的重要组成部分，其浇筑施工过程及控制的合理性与科学性对整体质量起着重要作用。