摘 要：引灣入津水源保護(hù)工程是部分利用亞洲開發(fā)銀行貸款項(xiàng)目, 也是天津市水利工程中第一次大規(guī)模采用泵送混凝土施工的示范項(xiàng)目。泵送混凝土施工是目前國內(nèi)工程建設(shè)中普遍采用的施工技術(shù), 詳細(xì)闡述了泵送混凝土的設(shè)備配置、原料拌制到布管方式、泵送及澆筑全過程的施工程序, 介紹了其在引灤水源保護(hù)工程中應(yīng)用的效果, 展望了泵送混凝土施工發(fā)展的美好前景。
關(guān)鍵詞:引灤入津 泵送混凝土 箱涵 施工技術(shù)
中圖分類號(hào):TU528.062 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-6980 (2003) 02-0007-03
引灣入津水源保護(hù)工程, 是一項(xiàng)綜合性、全方位、主體交叉防污治污、提高人民生活水平、確保可持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)工程, 是天津市委市政府改善城鄉(xiāng)人民生活20 件實(shí)事之一, 工程總投資23.994 億元, 工程包括3 個(gè)子項(xiàng)目: ①新建州河暗渠工程; ②于橋水庫水源保護(hù)工程; ③引灤專用明渠治理工程。
新建州河暗渠工程首批開工4 個(gè)標(biāo)段, 其中Z11 標(biāo)段由水利部天津院監(jiān)理處監(jiān)理, 天津市水利工程有限公司施工, 合同造價(jià)3 403 萬元, 工期1年。主體建筑物包括2 421 m 暗渠以及7 # 進(jìn)人孔1座, 其中暗渠為3 孔4.3 m ×4.3 m 現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu), 每節(jié)箱涵長15 m , 全部采用泵送混凝土施工, 混凝土總工程量為69 995 m3 , 斷面結(jié)構(gòu)形式如圖1 。
1 泵送混凝土施工技術(shù)
1.1 設(shè)備配置
主要設(shè)備配置見表1 :
其中, 混凝土拌和站裝備有電子計(jì)量系統(tǒng), 混凝土輸送泵為拖式泵, 采用<125 無縫泵管。
1.2 泵送混凝土的拌制
泵送混凝土的拌制是保證混凝土優(yōu)質(zhì)高效施工的前提, 施工中主要從以下兩方面進(jìn)行控制。
1.2.1 配合比設(shè)計(jì)
施工前承包商按施工圖紙和規(guī)范的要求進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì), 報(bào)監(jiān)理工程師審核批準(zhǔn)后使用,在施工中對(duì)原材料的品種、規(guī)格、產(chǎn)地(生產(chǎn)廠家)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。通過試配及試澆筑, 最后確定并在施工中采用的配合比的幾個(gè)參數(shù)為:
水膠比: 0.52
砂率: 43 %
最小膠凝材料用量: 320 kg/ m3
坍落度: 140～160 mm
含氣量: 5 %左右
1.2.2 混凝土拌制
混凝土拌制前將工程師批準(zhǔn)的配合比輸入拌和站控制系統(tǒng), 嚴(yán)格進(jìn)行原材料計(jì)量, 同時(shí)設(shè)定好其投料順序: 粉煤灰與水泥同步, 泵送劑滯后于水和水泥。混凝土的拌制時(shí)間不少于45 s , 正常情況下攪拌站連機(jī)工作, 即每4 盤連續(xù)作業(yè), 每盤1.5m3 , 4 盤共6 m3 , 可裝滿1 輛運(yùn)輸車, 提高了工效。
1.3 泵送混凝土運(yùn)送
混凝土澆筑采用HBT60 混凝土拖式泵輸送,最大理論輸送能力為Qmax = 60 m3/ h , 每臺(tái)泵輸送混凝土能力Q1 為:Q1 = Qmax ×α1 ×η= 60 ×0.8 ×0.55 = 26.4 (m3/ h)式中 α1配管條件系數(shù);η作業(yè)效率?；炷恋乃竭\(yùn)輸采用HNJ 5260GJBSL4 型混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)送, 運(yùn)送過程中罐體應(yīng)保持不停的低速旋轉(zhuǎn), 其有效容積為6 m3 。每臺(tái)混凝土攪拌運(yùn)輸車裝料和卸料時(shí)間為25 min , 需要攪拌運(yùn)輸車輛數(shù)N1 為:N1 = Q1 ×(60 L 1/ S 0 + T1) / 60 V 1= 26.4 ×(60 ×5/ 20 + 25) / 60 ×6≈3 輛式中 L 1 ———混凝土攪拌運(yùn)輸車往返距離, km ;S 0 ———混凝土攪拌運(yùn)輸車平均行車速度,km/ h ;T1 ———每臺(tái)混凝土攪拌運(yùn)輸車總計(jì)停車時(shí)間, min ;V 1 ———每臺(tái)混凝土攪拌運(yùn)輸車容量, m3 。實(shí)際配備混凝土輸送車4 輛, 其中1 輛備用。
1.4 混凝土的泵送與澆筑
1.4.1 布管方式
本項(xiàng)工程混凝土箱涵分兩期澆筑完成, 施工縫設(shè)在底板上900 mm 處, 即底板為一期澆筑, 墻體和頂板為二期澆筑。施工時(shí)混凝土拖式泵布置在澆筑倉位的槽口上, 距離澆筑倉面盡量短, 泵管架設(shè)進(jìn)入倉面前采用腳手架、枕木加以固定, 進(jìn)入倉面后, 采用特別支架、墊板固定, 不直接與模板、鋼筋接觸。因混凝土向下泵送, 向下配管時(shí), 在適當(dāng)位置增加彎頭數(shù)量, 保證管內(nèi)壓力, 以防止混凝土因自重下移, 在管道內(nèi)形成空段而引起阻塞。
1.4.1.1 底板澆筑
混凝土箱涵底板澆筑作業(yè)分兩步完成, 首先底板澆筑采用斜面分層法, 以減少泵管搭拆工作量,待底板澆平后, 間隔適當(dāng)時(shí)間, 再分別澆筑下腋角及其上墻體部分。布管方式如圖2 , 圖中箭線方向?yàn)楸霉芎笸耸讲鸸芊较? 虛線表示泵管在另一側(cè)時(shí)的狀態(tài), 圖2 (a) 表示澆筑最遠(yuǎn)端洞口的布管方式,圖2 (b) 表示澆筑中洞底板的布管方式, 圖2 (c) 表示澆筑最近端洞口的布管方式; 拖式泵主泵管的拆管方向?yàn)閺淖钸h(yuǎn)端洞口向最近端洞口。澆筑下腋角及其上墻體部分時(shí)布管方式與澆筑底板時(shí)相同。
1.4.1.2 墻體及頂板澆筑
混凝土箱涵墻體及頂板澆注作業(yè)也分為兩步完成, 首先澆筑4 道側(cè)墻, 每道側(cè)墻以50 cm 厚度分層布料, 在4 道側(cè)墻中先澆筑兩邊墻, 然后澆筑兩內(nèi)墻, 當(dāng)4 道側(cè)墻混凝土均達(dá)到頂板八字角下高程后, 采用斜面分層法澆筑頂板混凝土。
圖3 中箭線方向與虛線所表示的內(nèi)容與底板相同, 中間轉(zhuǎn)軸部位采用“S”形彎頭, 圖3 (a) 為箱涵墻體及頂板澆筑時(shí)的俯視圖, 圖3 ( b) 為箱涵墻體及頂板澆筑時(shí)的正視圖。
1.4.2 泵送混凝土
混凝土泵的操作是一項(xiàng)專門技術(shù)工作, 施工現(xiàn)場操作工經(jīng)培訓(xùn)合格后才允許上崗操作。開泵前認(rèn)真檢查配管接頭是否完全封閉, 泵的各部位是否正常, 檢查水、電源接通情況, 測量電壓并注意保護(hù)電纜。確定無誤后方可開泵, 將其真空值抽至規(guī)定值, 空載運(yùn)轉(zhuǎn), 檢查活塞桿與泵體、機(jī)件一切正常后, 才能正式投入使用。
泵送前先用海綿球清洗管路, 然后泵送2 L 清水, 以濕潤管路、料斗、混凝土缸, 再泵送適量與混凝土同配合比的砂漿, 在料斗中砂漿未完全泵完, 料位在攪拌軸以上時(shí), 加入混凝土料開始泵送?；炷帘盟捅M量保持連續(xù)進(jìn)行, 泵的料斗內(nèi)應(yīng)經(jīng)常保持足夠的混凝土, 以防止吸入空氣形成阻塞。泵送過程中, 如間歇時(shí)間超過45 min 或當(dāng)混凝土發(fā)生離析時(shí), 必須卸掉料斗內(nèi)的混凝土, 立即用壓力水清除管內(nèi)殘留的混凝土。泵送開始時(shí)的速度要先慢后快, 逐步加速, 同時(shí)觀察混凝土泵的壓力和系統(tǒng)的工作情況, 待系統(tǒng)情況正常后, 方可按正常速度進(jìn)行泵送。中斷泵送后, 再次泵送時(shí), 先反泵2～3 個(gè)行程, 將分配閥內(nèi)的混凝土吸回料斗內(nèi)經(jīng)充分?jǐn)嚢韬笤俦盟?。泵送結(jié)束后, 拆開水平管與垂直管結(jié)合處的管卡, 將垂直管內(nèi)的混凝土料卸掉, 然后再灌滿水, 用卡球?qū)⒒炷粮准傲隙窙_洗干凈。
1.4.3 混凝土澆筑
混凝土采用ZN —50 型插入式振搗棒。振搗采用垂直振搗的方法。振動(dòng)器的操作做到“快插慢拔”, 在振搗過程中, 將振動(dòng)棒上下略微抽動(dòng), 以使上下振搗均勻。在振搗上層混凝土?xí)r, 振搗棒插入下層混凝土中5 cm 左右, 消除兩層之間的接縫。振搗棒插入的間距一般為400 mm , 振搗時(shí)間為15～30 s , 直至混凝土表面呈水平不再顯著下沉, 不再出現(xiàn)氣泡, 表面開始泛出灰漿為準(zhǔn), 并且在20～30 min 后對(duì)其進(jìn)行第二次復(fù)振。采用斜面分層法澆筑混凝土?xí)r, 振搗工作從澆筑層的下端開始,逐漸上移, 以保證混凝土的質(zhì)量?；炷翝仓^程中如果發(fā)生泌水現(xiàn)象, 應(yīng)在混凝土低洼處臨時(shí)形成一個(gè)水窩子, 將泌水匯于其中, 然后由人工將水舀入容器中排出倉外, 不得在模板上開孔排水, 以免帶走灰漿。
混凝土澆筑過程中, 除了承包商的質(zhì)檢人員要對(duì)混凝土的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行檢測外, 工程師還要進(jìn)行抽檢, 有些抽檢工作要會(huì)同天津市水利工程質(zhì)量檢測中心站來完成, 這些技術(shù)參數(shù)主要有:
(1) 含氣量, 每班至少檢測2 次, 要求含氣量值應(yīng)在4 %～6 %之間。
(2) 坍落度, 每班均要進(jìn)行現(xiàn)場混凝土坍落度的檢測, 出機(jī)口檢測4 次, 倉面2 次。用洗分析法測定粗骨料在混凝土中所占百分比, 要求差值不大于10 %。熱天施工每4 h 測量一次出機(jī)口溫度, 嚴(yán)格控制混凝土在出機(jī)口的溫度不超過30 ℃?；炷帘霉艿某隹陔x模板內(nèi)側(cè)面不應(yīng)小于50mm , 并且不向模板內(nèi)側(cè)面直沖布料, 也不得直沖鋼筋骨架。澆筑底板和頂板等水平結(jié)構(gòu)時(shí)不得在同一處連續(xù)布料。
2 結(jié) 語
新建州河暗渠工程Z11 標(biāo)段, 在監(jiān)理工程師的嚴(yán)格控制管理下, 經(jīng)參建各方的共同努力, 2002年12 月10 日主體混凝土工程提前完工, 而且已通過驗(yàn)收的單元工程優(yōu)良率達(dá)到了90 %以上, 這標(biāo)志著泵送混凝土施工技術(shù)在該項(xiàng)工程中取得了巨大的成功。同時(shí), 通過在施工過程中解決遇到的技術(shù)難題, 為天津市水利工程建設(shè)中泵送混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提供了許多寶貴經(jīng)驗(yàn)。
參 考 文 獻(xiàn)
1 中國建筑科學(xué)研究院1J GJ / T10 —95 混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程.北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 1995
