高立霞

【摘 要】大直徑鋼筋混凝土虹吸管為封閉型薄壁圓管結(jié)構(gòu)，其模板及支撐系統(tǒng)、鋼筋制作與安裝以及混凝土現(xiàn)澆施工都具有一定的獨(dú)特性。本文結(jié)合工程實(shí)際闡述了模板及模板支撐系統(tǒng)的施工經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】虹吸管；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；模板及其支撐

1.工程簡(jiǎn)況及設(shè)計(jì)

倒虹吸工程是全干渠施工技術(shù)難度較大的工程之一。其中虹吸管的施工技術(shù)是工程施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是控制該工程施工的關(guān)鍵性技術(shù)之一。

虹吸管設(shè)計(jì)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土圓形結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑為Ф3.3m，外徑Φ4.3m，過(guò)水?dāng)嗝?.55m2，壁厚50cm，內(nèi)外兩層鋼筋結(jié)構(gòu)。每節(jié)管長(zhǎng)13m，管端接口處設(shè)計(jì)有橡膠止水。管身混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)C30，防滲標(biāo)號(hào)S6，抗凍D200。其中跨河水平段座于跨河排架橋上，排架橋高度達(dá)8m。斜坡段管座于上下游漿砌石基座上。

2.虹吸管施工技術(shù)

2.1虹吸管施工特點(diǎn)及難點(diǎn)

由于虹吸管是過(guò)水建筑物，施工工藝及施工質(zhì)量要求都比較高。虹吸管的鋼筋綁扎、模板支立、混凝土澆筑均一次成型，混凝土澆筑過(guò)程中不能出現(xiàn)任何施工冷縫，以免滲水。虹吸管是封閉圓形結(jié)構(gòu)，其模板及模板支撐系統(tǒng)在整個(gè)虹吸管施工中顯得尤為關(guān)鍵，也是施工中的最難點(diǎn)之一。同時(shí)，由于管壁較薄，鋼筋成型直徑較大，混凝土的入倉(cāng)布料、倉(cāng)內(nèi)振搗及鋼筋的彎曲加工成型也是難點(diǎn)之一。

2.2模板及支撐系統(tǒng)

2.2.1模板

模板選型考慮從鋼模板和木模板兩種方案中選型其一。經(jīng)過(guò)分析比較，由于木模板易于變形，工程質(zhì)量不易得到充分保證，而且在施工中存在著損耗高，周轉(zhuǎn)次數(shù)少，回收利用率低等特點(diǎn)，前期還要投入一定量的人工加工費(fèi)等，投資上不經(jīng)濟(jì)，最后確定采用建筑定型鋼模板。每節(jié)虹吸管內(nèi)壁兩端部設(shè)計(jì)有一寬15cm，深1cm用于鑲貼橡膠止水的預(yù)留槽，建筑鋼模板無(wú)法解決這一技術(shù)問(wèn)題，故端口內(nèi)模采用定型木模板，于木模板上按預(yù)留槽設(shè)計(jì)寬度尺寸鑲釘厚1cm的膠合板，其余內(nèi)模仍采用建筑鋼模板。

建筑鋼模板的寬度是影響虹吸管圓弧曲率的最主要因素，當(dāng)內(nèi)模、外模分別采用寬100mm和150mm的鋼模板時(shí)，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，弧弦最大偏差點(diǎn)偏差值分別為0.8mm和1.3mm，可以忽略不計(jì)，完全能夠滿足圓弧曲率要求。公式如下：

為節(jié)約資金，降低工程施工投入，減少加固模板用占筋、方木支撐等用量，在滿足模板剛強(qiáng)度要求的前提下，鋼模板長(zhǎng)度宜選用大些的鋼模板。經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，選用長(zhǎng)1500mm的鋼模板。綜述以上，內(nèi)模鋼模板選型為1500mm×100mm，外模鋼模板選型為1500mm×150mm。

2.2.2模板支撐系統(tǒng)

根據(jù)虹吸管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，支撐系統(tǒng)共分為管內(nèi)部支撐和外部支撐兩大部分。內(nèi)部支撐采用“米”字型支撐結(jié)構(gòu)。外部支撐根據(jù)開(kāi)挖槽的地形及地勢(shì)，支撐方木直接頂座于巖基上。支撐共分為占筋、圍檁和支撐方木三大部分。

（1）占筋：占筋主要起到定位模板，加固模板，保證模板的剛強(qiáng)度能夠滿足施工要求等作用。結(jié)合虹吸管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，外模占筋對(duì)嵌固外模，使外模在荷載作用下不易漲開(kāi)變形起著很重要的作用；內(nèi)模占筋主要起支撐作用。由于內(nèi)外模占筋為圓弧型，為便于加工制作及安裝，占筋選材選用紅松木質(zhì)結(jié)構(gòu)，占筋厚5cm，內(nèi)模占筋采用8塊拼裝式，外模占筋采用16塊拼裝式，內(nèi)部支撐采用“米”字型結(jié)構(gòu)。外（內(nèi)）模占筋加工直徑尺寸為“設(shè)計(jì)管外（內(nèi)）直徑±2倍模板厚度”。占筋拼裝連接采用夾板法，即在占筋上鉆打螺栓孔，兩側(cè)上鋼夾板緊固連接，夾板采用厚5mm鋼板。根據(jù)抗剪受力計(jì)算，螺栓采用Ф16螺栓。為保證受力不集中于一直線上，螺栓孔的鉆打呈梅花型。

占筋布置方式為每節(jié)鋼模板三道，兩端模板接口處一道，模板中間布設(shè)一道。為保證占筋受力均勻分布，管內(nèi)部占筋拼接處置一10cm×10cm方木圍檁，圍檁與占筋采用耙釘連接。

（2）支撐系統(tǒng)。根據(jù)“鋼筋混凝土自重+模板自重+施工荷載”計(jì)算并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，支撐選用10cm×10cm方木。內(nèi)部支撐采用“米”字形，每道占筋處布設(shè)一道。具體施工操作為：模板、占筋安裝完成后，先打水平撐，再打豎撐，然后依序打4道斜撐。為便于調(diào)整模板尺寸及校核模板，方便方木拆除施工，支撐方木與圍檁接觸處置調(diào)整木楔。支撐方木與圍檁的連接及方木間的連接采用耙釘連接。

外部支撐每占筋處布設(shè)一道，利用周圍地勢(shì)將支撐方木座墊于巖基上，管兩側(cè)均勻布設(shè)。對(duì)于跨河段水平管，其底部支撐采用搭設(shè)滿堂腳手架，根據(jù)荷載計(jì)算，腳手架管布置間距為50cm×50cm。鋼管上置20cm×20cm方木，外模板占筋直接座于方木上。

對(duì)于圓管腰線上部分，外部支設(shè)方木支撐條件不再具備條件，而且在腰線處施工荷載及上半部的混凝土重力對(duì)外模的漲撐力很大，對(duì)此我們采用了在腰線處兩側(cè)加設(shè)對(duì)拉螺栓，在管內(nèi)部用花籃螺絲把對(duì)拉螺栓連接起來(lái)。使內(nèi)外模形成一個(gè)整體，對(duì)于分散荷載對(duì)外模的向外漲力起到了很大作用。

（3）模板倉(cāng)口開(kāi)設(shè)。模板倉(cāng)口主要起到混凝土入倉(cāng)及入倉(cāng)振搗的作用。根據(jù)布料方式，共開(kāi)設(shè)三道倉(cāng)口。為保證兩側(cè)混凝土均勻下料，在管兩側(cè)腰線處各開(kāi)設(shè)一道。倉(cāng)口尺寸能滿足下料強(qiáng)度及內(nèi)部振搗人員的出入，倉(cāng)口尺寸為60cm×60cm，倉(cāng)口間距為2.5m。對(duì)于管上半部下料入倉(cāng)，則在管正上方開(kāi)設(shè)一道倉(cāng)口，尺寸與間距同腰線處倉(cāng)口。倉(cāng)口的封堵最初曾采用木模板，由于封堵木模板和主體鋼模板不好結(jié)合，倉(cāng)口處曾出現(xiàn)漏漿、錯(cuò)臺(tái)和混凝土表面不光潔現(xiàn)象。后改用小塊鋼模板封堵，效果很好。為便于倉(cāng)口封堵，倉(cāng)口預(yù)留一定要控制好尺寸，否則會(huì)出現(xiàn)因倉(cāng)口小封堵不上或倉(cāng)口大封堵不嚴(yán)等現(xiàn)象。

2.3混凝土工程

由于虹吸管為封閉圓形結(jié)構(gòu)，管壁較薄，其施工對(duì)混凝土的技術(shù)特性、混凝土的振搗及布料方式要求比較高。混凝土塌落度采用S=18～20。為保證混凝土具有高流動(dòng)性及和易性，在混凝土拌合時(shí)摻入木鈣緩凝劑，延緩混凝土的初凝時(shí)間。為保證管身在澆筑過(guò)程中不發(fā)生移位，兩側(cè)要特別控制好均勻下料，布料方式為從中間倉(cāng)口向兩端倉(cāng)口逐漸推進(jìn)?；炷翝仓裂€處，封堵腰線處倉(cāng)口，然后從頂部倉(cāng)口均勻布料。為保證混凝土振搗到位，混凝土振搗采用長(zhǎng)管振搗棒，從入倉(cāng)口下棒振搗。

2.4鋼筋工程

由于虹吸管主筋成型直徑較大，無(wú)法在彎曲機(jī)上面直接彎曲成型。對(duì)于鋼筋加工，我們制作了特種加工模具，一個(gè)加工模具，一個(gè)校核模具。模具采用Φ25鋼筋按設(shè)計(jì)直徑彎曲成型。在圓形筋內(nèi)側(cè)每隔30cm電焊一高15cm的鋼筋，切斷后的鋼筋用人工纏繞于其上加工成型，然后用校核模具進(jìn)行校核。在進(jìn)行鋼筋安裝時(shí)，由于內(nèi)模重量支撐于底部?jī)?nèi)層鋼筋上，原設(shè)計(jì)內(nèi)、外層鋼筋支撐強(qiáng)度不夠，為保證內(nèi)層鋼筋不產(chǎn)生下陷變形，施工時(shí)在底部?jī)?nèi)外層鋼筋間增加了一定數(shù)量的鋼筋馬鐙以增加其支撐強(qiáng)度。

2.5其它改進(jìn)措施

在施工中，由于混凝土塌落度大，內(nèi)模受園曲率影響，個(gè)別模板拼縫不嚴(yán)，曾出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，局部接縫處混凝土表面出現(xiàn)麻面。對(duì)此，我們采用了堵塞袋裝水泥紙的方法，使廢棄的水泥紙得到了再利用，并取得了很好的效果。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]水利水電工程模板施工規(guī)范.（DL/T5009-1999）.

[2]水工混凝土施工規(guī)范.（DL/T 5144-2001）.