張文友

（河北省水利水電勘測設(shè)計研究院，天津 300250）

1 工程概況

北易水渠道倒虹吸工程位于河北省易縣縣城西北4km的北易水河上，是南水北調(diào)中線工程的大型穿河建筑物之一。

北易水渠道倒虹吸設(shè)計流量為60m3/s，工程由進(jìn)口漸變段、進(jìn)口閘室段、進(jìn)口管身斜坡段、倒虹吸管身段、出口管身斜坡段、出口閘室段、出口漸變段、進(jìn)口導(dǎo)流堤及出口導(dǎo)流堤九部分組成。建筑物總長度585m，倒虹吸管身斷面為兩孔一聯(lián)的鋼筋混凝土箱形結(jié)構(gòu)，單孔過水?dāng)嗝鏋?.5m×5.5m，頂板厚1.2m，中墻厚1.1m，邊墻厚1.2m，底板厚1.2m。 主要工程量：土石方開挖59.91m3萬，土石方填筑48.37m3，混凝土4.69m3，鋼筋3878t，砌石1.11m3。

北易水流域?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)，四季分明，春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季時日短促，冬季寒冷干燥。極端最高氣溫41.6 ℃，極端最低氣溫－21.4 ℃，多年平均風(fēng)速1.6m/s，最大風(fēng)速18m/s；平均無霜凍期185.6d，最大凍土深度68cm，流域多年平均降水量560mm，其中80%降水量集中于6～9月，7、8兩個月降水量占全年降水量的65%。降水量年際變化較大，豐水年與枯水年降水量相差5倍。

建筑物區(qū)分布寒武系饅頭毛莊組地層、燕山期侵入體、第四系上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)地層。建筑物大部坐落在泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r、玢巖地層上，局部坐落在礫石、卵石地層上。

本工程施工總工期24個月。

2 混凝土施工

北易水渠道倒虹吸混凝土工程包括：進(jìn)出口漸變段混凝土、進(jìn)出口閘室段混凝土、管身段混凝土及素混凝土墊層等?；炷翝仓樞驗楹哟仓鞑酃苌硭蕉?、管身斜坡段，閘室段、漸變段相機(jī)進(jìn)行。

2.1 原材料

用于拌制混凝土的原材料，包括粗骨料、細(xì)骨料、摻合料、外加劑、水，由室內(nèi)配合比試驗確定各種材料的配合比，其中粗細(xì)骨料由中易水天然料場供應(yīng)，運距22km，粗細(xì)骨料質(zhì)量基本滿足相關(guān)規(guī)范要求，但砂料及礫料為潛在危害反應(yīng)疑視活性骨料，需考慮抑制措施。摻合料采用粉煤灰，選用Ⅱ級以上粉煤灰?；炷涟韬陀盟捎玫叵滤?，水質(zhì)滿足要求。主要設(shè)計配合比如表1。

表1 拌制混凝土配合比

2.2 混凝土拌和及運輸

2.2.1 混凝土拌和

混凝土拌和及運輸設(shè)備與混凝土的品種、澆筑能力及施工現(xiàn)場具體情況相適應(yīng)，本工程采用混凝土拌和站拌制，拌和站生產(chǎn)能力按最大澆筑倉面20m×14.5m確定為52m3/h，選擇75m3/h的混凝土拌合站1座，可滿足澆筑強(qiáng)度要求。

2.2.2 混凝土運輸

混凝土運輸采用6m3混凝土攪拌運輸車運輸至倒虹吸澆筑現(xiàn)場?；炷恋倪\輸時間一般不宜超過表2規(guī)定。

倒虹吸水平管段混凝土入倉采用布料皮帶機(jī)直接入倉，斜管段、進(jìn)出口閘室及漸變段采用泵送混凝土或塔機(jī)吊罐入倉的運輸方式。混凝土自由下落的高度以不大于1.5m為宜，超過此界限時采取緩降措施，如溜桶、溜槽，防止骨料分離。

表2 混凝土運輸時間

2.3 混凝土澆筑

管身混凝土澆筑施工以兩節(jié)兩孔為1個澆筑單元。最大澆筑倉面為20m×14.5m?？紤]管身1次澆筑高度較大，分3次澆筑，底板1次，2個側(cè)墻和1個中墻共1次，頂板1次，每次在1～2個工作班內(nèi)澆筑完成。1個澆筑單元底板混凝土348m3，2個側(cè)墻和1個中墻混凝土385m3，頂板混凝土348m3。

閘室段混凝土澆筑分3次進(jìn)行，第1次澆筑底板混凝土，第2次澆筑閘墩混凝土，第3次澆筑排架混凝土，最后安裝機(jī)架橋T梁。閘墩混凝土施工預(yù)留閘門槽進(jìn)行二期混凝土澆筑。

進(jìn)出口漸變段扭曲面混凝土，設(shè)計每塊分4次澆筑，第1次澆筑底板，將扭曲面平均分成上、中、下3部分，依次由下向上澆筑。

混凝土模板施工，平面部位采用鋼模板，曲面或扭曲面部位采用異型鋼模板或木模板；倒虹吸管身內(nèi)側(cè)采用滿堂腳手架支撐普通鋼模板，外膜采用鋼管支撐普通鋼模版。

混凝土施工應(yīng)滿足以下要求：

（1）建筑物基礎(chǔ)面澆筑混凝土墊層，待墊層混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度等級的75%后，安裝模板、綁扎鋼筋等混凝土澆筑的準(zhǔn)備工作。

（2）在基巖面和新老混凝土施工縫面上澆筑混凝土之前，應(yīng)先鋪一層厚2～3cm的水泥砂漿，砂漿的強(qiáng)度等級應(yīng)不低于要澆筑混凝土的強(qiáng)度等級。

（3）混凝土入倉鋪料一般應(yīng)采用平鋪澆筑法，鋪料方向應(yīng)與建筑物軸線平行，鋪料厚度一般為30～40cm，但要與振搗器性能及混凝土運輸澆筑能力相適應(yīng)，混凝土澆筑應(yīng)分層進(jìn)行并保持澆筑層面平整。

（4）混凝土鋪料層的厚度及層間間歇時間應(yīng)與澆筑強(qiáng)度、施工工藝相適應(yīng)?；炷龄伭蠈娱g歇時間（自出拌和機(jī)口算起到覆蓋上一層混凝土為止），摻普通減水劑混凝土的允許間隔時間按表3規(guī)定控制，超過時且混凝土不能重塑者，層面應(yīng)按施工縫處理。

表3 混凝土鋪料層間允許間歇時間

（5）二期混凝土澆筑前，應(yīng)對結(jié)合面的老混凝土面進(jìn)行鑿毛，沖洗干凈，并保持濕潤，但不能有積水。二期混凝土澆筑時，要確保二期混凝土的澆筑溫度與老混凝土的溫差不大于15℃。澆筑時每層的鋪料厚度不大于50cm，采用強(qiáng)力振搗器輔以人工充分振搗，確保混凝土密實。門槽部位的二期混凝土表面應(yīng)光滑平整，不平整度不得超過3mm。

2.4 養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時灑水養(yǎng)護(hù)，以保持混凝土表面經(jīng)常濕潤，以保證不發(fā)生干裂現(xiàn)象。在養(yǎng)護(hù)前應(yīng)采取措施避免陽光曝曬。養(yǎng)護(hù)工作一般可根據(jù)氣候條件在混凝土澆筑完畢后6～18h內(nèi)開始，在炎熱、干燥的氣候條件下應(yīng)提前養(yǎng)護(hù)，即混凝土達(dá)到初凝雖然沒有拆模也要對模板進(jìn)行灑水，同時也要采取可靠的遮陽防曬措施，如表面可遮蓋塑料布、草袋或麻袋片等。

混凝土養(yǎng)護(hù)時間不應(yīng)少于28d。對于重要部位的混凝土及當(dāng)氣候炎熱、干燥時，養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)適當(dāng)延長。

2.5 混凝土溫度控制

2.5.1 混凝土溫度控制標(biāo)準(zhǔn)

2009年 全國人大常委會食品安全法執(zhí)法檢查組第一次全體會議在北京人民大會堂舉行，標(biāo)志著食品安全法執(zhí)法檢查正式啟動。

工程區(qū)屬大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，根據(jù)氣候特點，3月、4月中上旬、10月下旬、11月，日平均氣溫一般小于15℃，這段時間澆筑的混凝土以采用保溫措施為主；4月下旬、5月上旬、9月中下旬、10月上旬，日平均氣溫一般小于22℃，溫控以加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)為主；其他高溫季節(jié)溫控以降溫和加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)為主；12月至次年2月一般不安排澆筑。

在老混凝土面上（齡期超過28d）澆筑新混凝土?xí)r，上下層允許溫差不超過18℃，以防止老混凝土對新澆混凝土產(chǎn)生過大約束，造成裂縫。

混凝土內(nèi)外溫差按不超過24℃控制，并根據(jù)氣溫的實際情況加強(qiáng)混凝土表面的養(yǎng)護(hù)和保護(hù)，防止表面裂縫的發(fā)生。

混凝土的允許最高澆筑溫度根據(jù)氣溫和澆筑部位的不同參考表4的數(shù)值控制。

2.5.2 混凝土溫度控制措施

（1）控制混凝土原材料的溫度是實現(xiàn)溫度控制的主要手段之一，特別是骨料的溫度對混凝土澆筑溫度的影響比較大。應(yīng)采取適當(dāng)而有效的措施降低澆筑溫度，如：堆高骨料堆（高度不宜低于6m）并通過地垅從下面取料、料場上方搭設(shè)涼棚、骨料灑水、預(yù)冷骨料、利用夜間低溫澆筑、加冰拌和、運輸過程中隔熱遮陽等；并根據(jù)對澆筑溫度的要求、氣溫的高低及實測的運輸和澆筑過程中的混凝土溫度變化情況，制定出機(jī)口溫度控制標(biāo)準(zhǔn)，出機(jī)口溫度不符合標(biāo)準(zhǔn)的混凝土不能入倉。

表4 混凝土允許最高澆筑溫度 單位：℃

（2）混凝土入倉后要及時平倉振搗，加快覆蓋速度，減少混凝土溫度升高；對澆筑完的混凝土面及時覆蓋麻袋片等遮陽；要經(jīng)常對倉面和周圍用霧狀噴頭噴霧，增加濕度和降溫，改善小氣候。

（3）進(jìn)出口閘室和管身段均為鋼筋混凝土整體式結(jié)構(gòu)，首層宜將底板和部分立墻澆筑完成，待底板混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa后，方可在該層上進(jìn)行鑿毛、沖洗等下序的各項工作，但該層的間歇時間宜控制在5～10d之內(nèi)。由于該層暴露時間較長，因此要采用草袋或其他材料遮蓋，并采取經(jīng)常灑水的養(yǎng)護(hù)措施，保持混凝土表面濕潤，防止裂縫的產(chǎn)生。

（4）管身立墻和頂板可采用1次澆筑完成，也可將立墻和頂板分2次澆筑，若分2次澆筑，該層的間歇時間也宜控制在5～10d之內(nèi)。

（5）混凝土要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，對于初凝后沒有拆模的混凝土也要對模板進(jìn)行灑水，混凝土終凝拆模后表面要及時覆蓋濕潤的遮蓋物，并灑水養(yǎng)護(hù)，有條件時可采用流水養(yǎng)護(hù)，但氣溫低于5℃時，不得灑水。

（6）閘墩和擋墻混凝土澆筑層的厚度宜采用2～5m，間歇時間宜控制在5～10d之內(nèi)。側(cè)面保護(hù)可采用厚4cm的草袋或外掛相當(dāng)厚度的其他保溫材料。保溫層應(yīng)待混凝土澆筑21d后方可拆除；冬季來臨前澆筑的混凝土，應(yīng)待冬季過后方可拆除。

（7）護(hù)坡混凝土板和各部位底板要一層澆筑完畢，待其終凝后用2cm厚的草袋和塑料布覆蓋，除冬季外要經(jīng)常曬水保持濕潤，防止干縮裂縫，直到混凝土達(dá)到28d齡期或更長時間。

（8）冬季來臨之前澆筑的混凝土，在強(qiáng)度低于10MPa或成熟度小于1800℃·h時，進(jìn)入冬季后必須采取保溫措施，以防混凝土受凍。

2.5.3 溫度監(jiān)測

施工當(dāng)中應(yīng)加強(qiáng)溫度監(jiān)測，做好溫度監(jiān)測記錄，根據(jù)溫度監(jiān)測成果隨時調(diào)整溫度控制措施。

溫度監(jiān)測項目一般包括以下幾項：氣溫監(jiān)測；原材料溫度監(jiān)測；混凝土出機(jī)口溫度監(jiān)測；澆筑溫度監(jiān)測；澆筑塊內(nèi)部溫度變化監(jiān)測；其他臨時溫度監(jiān)測。

3 結(jié)語

北易水渠道倒虹吸混凝土施工已經(jīng)完成，經(jīng)參建各方驗收滿足設(shè)計要求，為同類工程施工提供了成功的經(jīng)驗。

［1］河北省水利水電勘測設(shè)計研究院.南水北調(diào)京石段應(yīng)急供水工程初步設(shè)計［R］.2004.

［2］DLT5144—2001，水工混凝土施工規(guī)范［S］.

［3］SL303—2004，水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范［S］.

［4］宋宏啟，周一之，李才生，等.工程機(jī)械使用手冊 上冊［K］.北京：電力工業(yè)出版社，1981.

［5］宋宏啟，周一之，李才生，等.工程機(jī)械使用手冊 下冊［K］.北京：電力工業(yè)出版社，1981.

［6］吳國棟.水利工程施工［M］.北京：水利電力出版社，1983.