（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 山西太原030024）

1 工程概況

武鄉(xiāng)縣東干線供水工程位于山西省長(zhǎng)治市武鄉(xiāng)縣東部，自關(guān)河水庫(kù)下游調(diào)壓塔處設(shè)分水閥室取水，經(jīng)過(guò)2 級(jí)泵站提水，采用壓力管道輸水至莊里橋附近的3#事故調(diào)蓄水池，沿途設(shè)分水口供工農(nóng)業(yè)和生活用水，最終形成農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)和生活供水網(wǎng)絡(luò)。

本工程建成后可為故縣鄉(xiāng)、賈豁鄉(xiāng)、大有鄉(xiāng)、蟠龍鎮(zhèn)四鄉(xiāng)鎮(zhèn)共計(jì)1 667 hm2農(nóng)業(yè)提供灌溉供水；為蟠龍鎮(zhèn)、韓北鄉(xiāng)所轄51 個(gè)行政村及蟠洪工業(yè)園區(qū)2.35 萬(wàn)人口提供86.4 萬(wàn)m3生活供水；為蟠洪循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)園區(qū)企業(yè)提供633.6 萬(wàn)m3工業(yè)用水。工程等別為Ⅳ等，工程規(guī)模為?。?）型。

東干線供水工程線路全長(zhǎng)136.78 km，其中供水干線長(zhǎng)度為44.98 km，灌溉支線長(zhǎng)91.80 km，干線管材采用涂塑復(fù)合鋼管和球墨鑄鐵管，灌溉支線主要以涂塑復(fù)合鋼管和PE 管為主。供水干線建筑物主要包括取水建筑物、李峪一級(jí)和中村二級(jí)加壓泵站、供水管線及事故調(diào)蓄水池等；灌區(qū)工程包括石佛溝加壓泵站和支線加壓點(diǎn)、灌溉支線和出水池等。

2 大型水池發(fā)展現(xiàn)狀

傳統(tǒng)調(diào)蓄水池設(shè)計(jì)按照《給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》（CECS138-2002）規(guī)定，土基上建造的地下鋼筋混凝土水池超過(guò)30 m 時(shí)需要設(shè)置永久性伸縮縫，采用貫通式分縫設(shè)計(jì)，由止水帶、填縫板和嵌縫材料組成，防止結(jié)構(gòu)因周邊溫度改變使得結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫造成破壞。

根據(jù)以往多項(xiàng)工程實(shí)例驗(yàn)證水池結(jié)構(gòu)中伸縮縫設(shè)置往往弊大于利，設(shè)置伸縮縫后會(huì)存在下列缺點(diǎn)：

1）設(shè)置伸縮縫位置構(gòu)造復(fù)雜，施工難度大，振搗不易到位，易導(dǎo)致達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；

2）降低結(jié)構(gòu)的整體性，環(huán)境較差時(shí)，因地基不均勻沉降而造成伸縮縫處破壞；

3）抗震性能會(huì)受到較大影響；

4）伸縮縫部位使用材料要求嚴(yán)格，后期維修更換困難；

5）伸縮縫雖然能協(xié)調(diào)溫度和收縮產(chǎn)生的變形，但不均勻沉降引起的變形往往沒(méi)有規(guī)律，沉降位置不易預(yù)測(cè)，且止水帶在變形后處于受力狀態(tài)，都易造成混凝土結(jié)構(gòu)滲漏。

因此，近年來(lái)我國(guó)提出在超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)控制措施，采取不設(shè)縫的超長(zhǎng)水池結(jié)構(gòu)。

3 調(diào)蓄水池設(shè)計(jì)

根據(jù)工程沿線工礦企業(yè)分布情況，在供水干線沿途共設(shè)3 個(gè)事故調(diào)蓄水池，容積均為1 萬(wàn)m3，平面單邊尺寸均超過(guò)30 m，基礎(chǔ)均為土基，布置形式相似。本文以1#事故調(diào)蓄水池為例，探討大型事故調(diào)蓄水池混凝土無(wú)縫設(shè)計(jì)方案。

3.1 地質(zhì)條件

1#事故調(diào)蓄水池位于蟠龍鎮(zhèn)西北約1 km 處的潘洪河河谷左岸，站址布置在河谷左側(cè)的凹岸段。本段河道已經(jīng)過(guò)整治，現(xiàn)主河槽靠右側(cè)，左側(cè)漿砌石防護(hù)堤外為蟠洪工業(yè)大道，出水池位于工業(yè)大道的外側(cè)，站址區(qū)地形平坦，地面高程964～969 m。出露地層為第四系全新統(tǒng)洪沖積物（Q4pal），巖性表層為淡黃色低液限粉土，結(jié)構(gòu)松散，厚度0～2.0 m；其下為卵石混合土夾級(jí)配不良砂和（含礫）低液限黏土，厚度0～3.5 m。

3.2 布置形式

調(diào)蓄水池平面尺寸為46 m×42 m×4.8 m（長(zhǎng)×寬×高），設(shè)計(jì)水深4.6 m。為了縮小水池的溫度變化幅度，降低溫度變形的影響，水池采用地埋式，頂蓋上覆土0.5 m 厚保溫。水池平面形狀近似為矩形，平面及剖面見圖1、圖2。

圖1 調(diào)蓄水池剖面圖

水池頂板、底板厚度分別為200 mm、500 mm，側(cè)墻厚由上到下為250 mm 至400 mm，池內(nèi)布置立柱，平面尺寸為350 mm×350 mm，柱間距5.17 m×5.5 m，柱頂設(shè)橫梁（300 mm×600 mm），底板下設(shè)0.5 m 厚三七灰土，上鋪100 mm 厚C15 素混凝土墊層，池周設(shè)排水溝將地表來(lái)水排至蟠洪河。

3.3 設(shè)計(jì)方案

根據(jù)地質(zhì)勘探成果揭露情況，1#事故調(diào)蓄水池基礎(chǔ)以低液限粉土為主，而水池平面尺寸已經(jīng)大于規(guī)范要求的30 m，需考慮工程措施減小地基不均勻沉降影響，雖然水池基礎(chǔ)采取換基和提高混凝土防水等級(jí)，仍需采取工程措施減小基礎(chǔ)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響。經(jīng)查閱國(guó)內(nèi)多項(xiàng)已建水池施工案例，傳統(tǒng)大型水池設(shè)置伸縮縫做法，水池后期漏水情況時(shí)有發(fā)生，給工程運(yùn)行管理帶來(lái)極大困擾。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)在新建大型水池時(shí)，逐漸取消傳統(tǒng)的伸縮縫布置模式，按照《補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T178-2009）規(guī)定，在水池間距不超過(guò)30 m 間距澆筑補(bǔ)償收縮混凝土，通過(guò)設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶可取消傳統(tǒng)伸縮縫，而本工程水池長(zhǎng)邊為46 m，可采取連續(xù)式澆筑。澆筑加強(qiáng)帶帶寬2 m，帶內(nèi)鋼筋不中斷，帶內(nèi)另附加部分鋼筋。施工時(shí)膨脹加強(qiáng)帶兩側(cè)采用密孔鐵絲網(wǎng)妥善支撐，以將帶內(nèi)混凝土與帶外混凝土分開。膨脹加強(qiáng)帶內(nèi)、外均采用補(bǔ)償收縮混凝土，帶內(nèi)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度采用C35 混凝土，比帶外混凝土高一級(jí)，詳細(xì)布置見圖3、圖4。

1）加強(qiáng)帶外混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30，抗?jié)B等級(jí)為W6，為解決大范圍澆筑混凝土帶來(lái)的溫度收縮變形，并加快施工工期和節(jié)約投資，混凝土配比時(shí)通過(guò)外摻膨脹劑配制成補(bǔ)償收縮混凝土，摻量占膠凝材料重量的10%，對(duì)混凝土的早期、中期以及后期的收縮均進(jìn)行有效的補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水池結(jié)構(gòu)裂縫控制。2）為解決混凝土變形帶來(lái)的滲漏問(wèn)題，膨脹加強(qiáng)帶要在水池池壁、底板和頂板貫通式布置。根據(jù)水池結(jié)構(gòu)尺寸，在長(zhǎng)度和寬度方向各設(shè)置1 道寬2 m 的膨脹加強(qiáng)帶，加強(qiáng)帶內(nèi)摻加12%的膨脹劑，澆筑時(shí)不再分區(qū)，但要在加強(qiáng)帶兩側(cè)用密孔鋼絲網(wǎng)攔隔，減少兩側(cè)混凝土流入加強(qiáng)帶，鋼絲網(wǎng)綁扎在水池鋼筋上進(jìn)行固定。

圖2 調(diào)蓄水池平面布置圖

圖3 池壁膨脹加強(qiáng)帶構(gòu)造詳圖

圖4 底板膨脹加強(qiáng)帶構(gòu)造詳圖

4 結(jié)語(yǔ)

大型混凝土水池的裂縫大多由地基不均勻沉降和混凝土收縮造成的，武鄉(xiāng)縣東干線供水工程調(diào)蓄水池澆筑混凝土?xí)r，利用膨脹混凝土的補(bǔ)償收縮性能，減少甚至抵消混凝土的收縮應(yīng)力，同時(shí)加強(qiáng)施工期間養(yǎng)護(hù)，從而減少收縮裂縫的產(chǎn)生。目前，3 座調(diào)蓄水池均設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶，施工速度大幅提升，施工質(zhì)量得到有效控制，水池澆筑完成后滿水試驗(yàn)合格，證明大型水池不設(shè)變形縫是可行的，對(duì)類似工程的設(shè)計(jì)起到參考作用。