胡曉軍

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410010）

1 工程概述

1.1 工程概況

珠江三角洲水資源配置工程輸水干線鯉魚洲取水口至高新沙水庫段LG06#工作井均采用明挖逆作法施工，工作井工作內(nèi)容包括土石方開挖、內(nèi)襯混凝土澆筑、洞門墻混凝土澆筑等土建工程（圖1）。其主要工程見表1：

圖1 LG06#工作井平面位置示意圖

表1 主要工程量表

1.2 工作井設(shè)計(jì)參數(shù)

工作井其結(jié)構(gòu)外徑為35.9 m，上部1.2 m 厚18 m深內(nèi)襯墻內(nèi)徑為31.1 m，下部1.5 m 厚內(nèi)襯墻內(nèi)徑為30.5 m。圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地連墻，地連墻深度超過設(shè)計(jì)井底7.5 m 左右。設(shè)計(jì)參數(shù)詳見表2，設(shè)計(jì)圖見圖2。

表2 工作井主要參數(shù)表

圖2 工作井剖面圖

2 內(nèi)襯工程施工工藝

工作井內(nèi)襯墻施工為逆作法及順作法相結(jié)合的方式，圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工完成后，開挖施做壓頂梁及擋墻，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行工作井基坑開挖。工作井基坑開挖分為土方開挖和石方開挖，土方開挖循環(huán)進(jìn)尺為4.5～5.0 m，內(nèi)襯墻液壓鋼?；炷翝仓叨葹?.5 m。每一循環(huán)開挖完成后，進(jìn)行地連墻等結(jié)構(gòu)基面處理，安裝鋼筋和預(yù)埋件及模板，最后進(jìn)行混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)。石方開挖循環(huán)進(jìn)尺為2.25 m，需進(jìn)行爆破開挖，爆破時(shí)需控制爆破對(duì)現(xiàn)有混凝土的影響，主要控制最近混凝土齡期和爆破點(diǎn)距離混凝土的距離。

LGO6#工作井從地面至第11 層（標(biāo)高-38.85 m）為逆作法施工；從第11 層底部高程-38.85 m 位置，往下至井底高程-56.95 m（皮帶機(jī)底座坑底標(biāo)高-59.45 m）位置為順作法施工，順作法開挖過程中，在洞門位置施工兩道環(huán)梁作為支撐體系。逆作法施工采用特制液壓自爬鋼模施工，順作法采用滿堂架+鋼模施工。具體流程圖如圖3所示。

3 鋼筋施工

工作井內(nèi)襯及底板鋼筋通過吊車或龍門吊進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。鋼筋轉(zhuǎn)運(yùn)分兩步進(jìn)行：先從鋼筋半成品擺放區(qū)將鋼筋吊運(yùn)至工作井基坑底部，再從工作井基坑底部將鋼筋吊運(yùn)至施工平臺(tái)進(jìn)行安裝。

圖3 工作井逆作法施工流程圖

1）第一步鋼筋轉(zhuǎn)運(yùn)。本次鋼筋轉(zhuǎn)運(yùn)可根據(jù)實(shí)際需求量吊運(yùn)成捆鋼筋半成品，單次轉(zhuǎn)運(yùn)鋼筋重量可根據(jù)現(xiàn)場情況確定，不宜過重。吊運(yùn)設(shè)備可采用現(xiàn)場龍門吊或汽車吊進(jìn)行，若采用汽車吊吊運(yùn)，則需根據(jù)吊運(yùn)距離計(jì)算吊運(yùn)重量，不能超重。

2）第二步鋼筋轉(zhuǎn)運(yùn)。鋼筋吊運(yùn)至工作井內(nèi)后，根據(jù)現(xiàn)場施工需求，采用人工搬運(yùn)遞送的方式將鋼筋逐根送至鋼筋施工平臺(tái)。鋼筋加工平臺(tái)采用扣件式鋼管搭設(shè)，鋼管采用Φ48×3.0 mm 鋼管，扣件采用符合國標(biāo)（GB 15831）要求的標(biāo)準(zhǔn)扣件，鋼管接長采用對(duì)接扣件。因施工平臺(tái)承載力有限，平臺(tái)上堆放鋼筋不能超過平臺(tái)承重。

鋼筋筋安裝前搭設(shè)樣架鋼筋和架立鋼筋，然后安裝結(jié)構(gòu)鋼筋。鋼筋的安裝可采用預(yù)制的砂漿墊塊，通過預(yù)埋的扎絲綁扎固定在鋼筋上，加墊在鋼筋和模板之間。

4 預(yù)埋件安裝

鋼筋施工時(shí)，需進(jìn)行預(yù)埋件安裝，預(yù)埋件主要包括：內(nèi)襯液壓自爬模爬升架體預(yù)埋件、底模吊掛鋼絲繩預(yù)埋件、工作井基坑樓梯預(yù)埋件等。預(yù)埋件安裝時(shí)，要求穩(wěn)固牢靠，防止混凝土澆筑振搗時(shí)發(fā)生偏移。預(yù)埋位置準(zhǔn)確，精度要求高，安裝完成后必要情況下需進(jìn)行復(fù)測。對(duì)有開口/開孔的預(yù)埋件，需對(duì)端口部位進(jìn)行保護(hù)，防止?jié)仓炷習(xí)r堵塞、污染。預(yù)埋件的精度要求控制在10 mm 以內(nèi)。

5 模板工程

通過市場調(diào)研和方案比選，本工程采用定制液壓自爬鋼模，整套鋼模重量約150 t，根據(jù)工作井標(biāo)準(zhǔn)層4.5 m 的分層高度，本套液壓自爬鋼模防護(hù)高度總共為4 層，總高度18 m，鋼模采用液壓自爬模爬升體系，換倉移位時(shí)可無需吊裝設(shè)備配合，鋼模通過自身結(jié)構(gòu)達(dá)到穩(wěn)固狀態(tài)，無需其他支撐措施。總體操作簡便，效率高。

5.1 液壓自爬鋼模平面結(jié)構(gòu)

本工程地下井內(nèi)部周長最大為97.7 m，采用液壓自爬模爬升體系，平面上共布置16 組液壓自爬模爬升單元塊，每組爬升單元上配置1 套子口單元塊及1 套母口單元塊。單個(gè)液壓自爬模爬升單元塊模板標(biāo)準(zhǔn)長度為6 m，高度為4.65 m，每個(gè)單元塊配置2 套液壓自爬模及4 套模板支撐桁架及2 套模板，模板桁架平臺(tái)配置見圖4、圖5。

圖4 單元塊模板桁架配置圖

圖5 工作井單元模板支撐桁架平面布置圖

5.2 液壓自爬鋼模立面結(jié)構(gòu)

工作井開挖標(biāo)準(zhǔn)層層高為4.5 m，液壓自爬模只用于標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)；根據(jù)現(xiàn)場施工組織要求，外防護(hù)高度為4 層，液壓自爬模設(shè)計(jì)總高度為18 m；液壓自爬模立面共設(shè)置4 層操作平臺(tái)。液壓自爬模架體埋件掛座共配4 層周轉(zhuǎn)使用，施工狀態(tài)下單個(gè)液壓自爬模架體導(dǎo)軌分別有3 個(gè)掛座與結(jié)構(gòu)連接，且掛座與上部掛座拉結(jié)，拉結(jié)材料為D20 高強(qiáng)螺桿。液壓自爬模架體導(dǎo)軌離結(jié)構(gòu)邊緣為200 mm。具體剖面如圖6：

圖6 液壓自爬模機(jī)位平臺(tái)剖面圖

由于內(nèi)襯墻厚度由1.2 m 變化到1.5 m，變化為300 mm。墻體每次內(nèi)縮≤50 mm 時(shí)，爬模架體可通過自身斜爬功能爬升通過；如墻體內(nèi)縮大于150 mm 時(shí)，需提前設(shè)置過渡墊盒，確保每次爬升收縮直接通過。

5.3 預(yù)埋件埋設(shè)

液壓自爬模采用固定式墻面掛座（300 mm），掛座設(shè)有2 根M30 高強(qiáng)螺桿與結(jié)構(gòu)連接，連接形式為預(yù)埋結(jié)構(gòu)連接，并設(shè)置高強(qiáng)螺栓固定，工作井墻體最小厚度為1 500 mm，在高強(qiáng)螺桿進(jìn)行初擰后24 h 內(nèi)進(jìn)行終擰，在終擰后的1 h 后，48 h 內(nèi)要對(duì)其進(jìn)行檢測驗(yàn)收。掛座和結(jié)構(gòu)外沿樓板接觸處設(shè)有墊板，墊板尺寸為150 mm×150 mm×10 mm（與樓板接觸處）與230 mm×100 mm×20 mm（與掛座接觸處），以增大受力面積防止結(jié)構(gòu)樓板壓壞。

雙埋件系統(tǒng)預(yù)埋件螺桿直徑為D20，材料為45#鋼；受力螺栓直徑為M30，8.8 級(jí)；模板上根據(jù)施工圖紙現(xiàn)場開好預(yù)埋爬錐孔，并在合模前將預(yù)埋件安裝上（圖7）。

5.4 液壓系統(tǒng)

本工程共配有3 套液壓泵站及12 根油缸，周轉(zhuǎn)使用。單個(gè)泵站功率為5.5 kW，1 臺(tái)泵站可同時(shí)控制4 根油缸進(jìn)行爬升。液壓油缸額定壓力為40 MPa，工作荷載60 kN；爬升速度約為0.1 m/min。

5.5 鋼模爬升流程

本套液壓自爬模的爬升流程如圖8 所示。

5.6 鋼模拆除流程

本套液壓自爬模的拆除流程為：拆除液壓系統(tǒng)—→解開爬升架體及模板桁架—→整體拆除爬升架體—→拆模整體拆除模板及模板桁架—→拆除上層掛座—→拆除完成。

圖7 預(yù)埋件組成示意圖

圖8 液壓自爬模的爬升流程圖

5.7 底模設(shè)置

底模采用鋼模封堵，封堵在鋼筋安裝之后、液壓鋼模安裝之前。采用定制鋼模，垂直于地連墻面放置，鋼模穿孔，將預(yù)埋的吊掛鋼絲繩與鋼模連接固定，同時(shí)將穿過鋼模的內(nèi)襯墻縱向主筋與鋼模連接，達(dá)到固定底模的作用。鋼模拼裝前在鋼模周邊粘貼雙面膠以消除模板間縫隙，特殊情況下可采用泡沫膠進(jìn)行堵縫，在拆模后將泡沫膠完全清理。

6 混凝土工程

6.1 基面處理

內(nèi)襯混凝土基面鑿毛采用風(fēng)動(dòng)機(jī)鑿毛。對(duì)于鑿毛，有以下要求：

1）先澆筑的混凝土必須在達(dá)到強(qiáng)度后鑿除混凝土表面的水泥砂漿和松軟層。

2）鑿毛應(yīng)使露出新鮮混凝土面積不低于75%。

3）采用點(diǎn)式鑿毛時(shí)，為了保證鑿毛面的美觀，凹坑按照梅花型布置，但縱向施工縫由于受相鄰段襯砌漏漿影響，不建議采用點(diǎn)式鑿毛。

4）風(fēng)動(dòng)機(jī)鑿毛時(shí)混凝土應(yīng)達(dá)到10 MPa。

5）清除混凝土鑿毛面的雜物，用水或高壓空氣清理干凈混凝土表面。

6.2 混凝土澆筑

1）內(nèi)襯墻混凝土厚度分為1.2 m 和1.5 m 厚，根據(jù)施工藍(lán)圖倉面最大高度為4.5 m，澆筑時(shí)分層高度為0.3 m，整理出倉面混凝土方量分析表如下：

表3 倉面混凝土方量分析表

1）混凝土分層分塊與澆筑級(jí)配。工作井內(nèi)襯混凝土分層高度為4.5 m，分層高度與土方開挖時(shí)高度保持一致，做到“一挖一襯”。每一環(huán)上，原則上一次性澆筑，不再分倉。若遇到特殊情況，或工作面未完全開挖到位，可分兩倉澆筑。此時(shí)需按要求對(duì)施工縫進(jìn)行鑿毛、刷滲透結(jié)晶等防水措施。

工作井底板混凝土一次性澆筑完成，澆筑前要采取溫控措施，控制混凝土硬化過程中產(chǎn)生的熱量，防止內(nèi)部高溫?zé)龎幕炷?。具體參考后期相關(guān)專項(xiàng)方案。

工作井內(nèi)襯混凝土主要采用二級(jí)配澆筑；對(duì)鋼筋較密集的部位以及過流面可采用一級(jí)配澆筑。

2）混凝土入倉方式。根據(jù)工作井的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和場內(nèi)的施工布置，以及其他相關(guān)要求，內(nèi)襯混凝土入倉方式采取“緩降器＋液壓布料桿”的澆筑方式?；炷料铝喜捎镁徑灯?，單個(gè)工作井布置2 處（一用一備），通過預(yù)埋在上部混凝土上的埋件固定。緩降器將混凝土送入布料桿中，布料桿再將混凝土送入倉面中。

3）混凝土平倉與振搗。混凝土泵車和塔機(jī)澆筑混凝土?xí)r，要求泵車和緩降機(jī)合理布置搭配，下料均勻，滿足規(guī)定的鋪料厚度，然后用振搗器平倉。

混凝土通過緩降機(jī)送入布料機(jī)后，布料機(jī)將混凝土送入倉內(nèi)。送倉分兩步進(jìn)行完成混凝土澆筑，具體為：

第一步：布料機(jī)在液壓自爬鋼模的第一層下料口下料（下料口距模板底部在2.0 m 位置）。每次下料厚度為30 cm 左右，不能一次下料過高，同時(shí)按照順時(shí)針或逆時(shí)針方向，逐孔下料行程閉合圓圈，完成內(nèi)襯墻首層澆筑。按照這種順序分層澆筑混凝土至第一層下料口高程位置。

第二步：將第一層混凝土下料口進(jìn)行封堵，封堵方式根據(jù)鋼模廠家提供的特制構(gòu)件進(jìn)行封閉。封閉完成后，在液壓自爬鋼模的頂口進(jìn)行混凝土下料，下料原則同第一步：每層30 cm，環(huán)形澆筑，直至澆筑完全倉混凝土。

7 混凝土養(yǎng)護(hù)和表面養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑后，之所以能逐漸凝結(jié)硬化，主要是因?yàn)樗嗨饔玫慕Y(jié)果，而水化作用則需要適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件，因此為了保證混凝土有適宜的硬化條件，使其強(qiáng)度不斷增長，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，必須對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

7.1 內(nèi)襯混凝土養(yǎng)護(hù)

內(nèi)襯混凝土澆筑完后，在12 h 內(nèi)開始養(yǎng)護(hù)，抗?jié)B混凝土必須保溫保濕，養(yǎng)護(hù)天數(shù)不少于14 d。養(yǎng)護(hù)用水采用對(duì)混凝土無腐蝕的自來水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

內(nèi)襯混凝土前期為帶模養(yǎng)護(hù)，采取帶模包裹、澆水、噴淋灑水等措施進(jìn)行保濕、潮濕養(yǎng)護(hù)。為了保證順利拆模，可在混凝土澆筑后48～72 h 后略微松開側(cè)面模板，并繼續(xù)澆水養(yǎng)護(hù)至拆模后再繼續(xù)保濕至規(guī)定齡期。

內(nèi)襯混凝土拆模后，對(duì)混凝土面涂刷養(yǎng)護(hù)劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)?；炷琉B(yǎng)護(hù)指派專人進(jìn)行。混凝土拆模時(shí)，芯部混凝土與表層混凝土之間的溫差、表層混凝土與環(huán)境之間的溫差均不得大于20℃?；炷琉B(yǎng)護(hù)期間，混凝土內(nèi)部的最高溫度不宜高于65℃，在炎熱和大風(fēng)干燥季節(jié)，應(yīng)采取有效措施防止混凝土在拆模過程中開裂?；炷猎诙竞脱谉嵯募静鹉：?，若天氣產(chǎn)生驟然變化時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)谋兀ê荆└魺幔ㄏ募荆┐胧?，防止混凝土表面溫度受環(huán)境因素影響（如暴曬、氣溫驟降等）而發(fā)生劇烈變化。

7.2 底板混凝土養(yǎng)護(hù)

工作井底板混凝土為大體積混凝土，在澆筑完成后6～18 h 內(nèi)即開始養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)采取流水、灑水或噴霧等方式，經(jīng)常保持混凝土表面濕潤。對(duì)較長暴露面一般部位養(yǎng)護(hù)21 d，重要部位不少于28 d。有特殊要求的部位按監(jiān)理人的要求適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

同時(shí)，除常規(guī)養(yǎng)護(hù)外，需在混凝土內(nèi)部布置冷卻管和溫度傳感器，通過循環(huán)水，攜帶大量的水化熱，根據(jù)水化熱絕熱溫升、實(shí)測溫度控制調(diào)節(jié)流量、流速和開停通水時(shí)間。保證混凝土內(nèi)部不應(yīng)水化熱溫度過高而損壞混凝土。

7.3 混凝土表面保護(hù)

混凝土在強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa 前，不得使其承受行人、運(yùn)輸工具、模板、支架及腳手架等荷載。

8 順作法施工

逆作法施工完成至編號(hào)11 倉就開始進(jìn)入順作法施工階段。順作法首先開挖至-48.35 m 高程時(shí)，施工洞門處環(huán)梁編號(hào)12 倉，等強(qiáng)后開挖至標(biāo)高-52.35 m 高程，施工洞門處環(huán)梁編號(hào)13 倉，等強(qiáng)后開挖至-56.95 m底高程，完成垂直皮帶機(jī)底坑開挖后，澆筑墊層、底板編號(hào)14 倉及混凝土面層,待底板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值80%后,拆除環(huán)梁編號(hào)13 倉,順作法完成內(nèi)襯墻及洞門墻編號(hào)15 倉至-49.35 m 高程。待洞門墻編號(hào)15 倉混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值80%, 向上拆除環(huán)梁編號(hào)12倉，完成內(nèi)襯墻及洞門墻編號(hào)16 倉施工。至此完成所有內(nèi)襯墻施工。

順作法時(shí)，對(duì)于圓弧形內(nèi)襯墻部分，采用液壓自爬鋼模的面板作為弧形內(nèi)襯墻的模板，其他結(jié)構(gòu)采用P3015 等規(guī)格鋼模。施工環(huán)梁時(shí)，采用Φ48×3.0 mm 扣件式鋼管搭設(shè)支撐體系和操作平臺(tái)進(jìn)行模板及鋼筋施工；施工內(nèi)襯墻時(shí)，采用Φ48×3.0 mm 扣件式鋼管搭設(shè)滿堂架作為支撐體系，滿堂架四周加設(shè)挑桿形成操作平臺(tái)進(jìn)行模板、鋼筋安裝。

9 結(jié) 語

珠江三角洲水資源配置工程旨在解決深圳、東莞、廣州南沙等地發(fā)展缺水問題的同時(shí)，有效改變以往受水區(qū)單一供水格局，提高城市的供水安全性和應(yīng)急保障能力，對(duì)保障城市供水安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有重要作用，同時(shí)也將對(duì)粵港澳大灣區(qū)發(fā)展提供戰(zhàn)略支撐。本文從珠江三角洲水資源配置工程工作井內(nèi)襯施工實(shí)踐出發(fā)，針對(duì)輸水工程超深工作井內(nèi)襯施工施工技術(shù)展開技術(shù)分析研究，總結(jié)了一套內(nèi)襯混凝土施工先進(jìn)施工技術(shù)，對(duì)類似工程提供了寶貴借鑒意義。