魏相翠

（蘭州市大砂溝電力提灌工程管理處，甘肅蘭州 730046）

1 工程概況

蘭州市大砂溝總干七級(jí)1#洞前明渠工程位于蘭州市皋蘭縣忠和鎮(zhèn)豐登村?？刂乒喔让娣e0.17萬(wàn)hm2，設(shè)計(jì)流量1.03 m3/s，加大流量1.4 m3/s，渠道長(zhǎng)1 430.5 m。工程建于20世紀(jì)80年代，斷面為矩形，渠道澆筑時(shí)采用底板和側(cè)墻分序澆注，未設(shè)置拉桿。伸縮縫為瀝青砂漿填塞。工程運(yùn)行過(guò)程中，側(cè)墻底板工作縫由于在側(cè)壓力和凍脹壓力作用下發(fā)生位移和變形，形成滲漏通道，逐漸造成渠基沉陷，側(cè)墻傾斜開(kāi)裂，導(dǎo)致渠道結(jié)構(gòu)破壞，過(guò)水?dāng)嗝娌蛔?，?yán)重影響0.17萬(wàn)hm2的農(nóng)田灌溉。在現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)過(guò)程中，渠道無(wú)改線新建條件，因此本工程將對(duì)原渠道進(jìn)行拆除后重建。

2 渠道工程設(shè)計(jì)

2.1 渠基處理設(shè)計(jì)

明渠為挖方渠道，渠基地層較為簡(jiǎn)單。所在微地貌單元屬低山丘陵，渠基地層巖性為第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土，呈淡黃色，干燥，堅(jiān)硬狀，具大孔隙和垂直節(jié)理，常見(jiàn)蟲(chóng)孔，偶見(jiàn)鼠洞，淺表層有較多植物根系。具高壓縮性和強(qiáng)濕陷性。經(jīng)多年運(yùn)行，大部分渠段渠基已基本穩(wěn)定。

渠基地層進(jìn)行原土翻夯處理，翻夯厚度應(yīng)大于0.5 m，夯實(shí)后的地基層干密度不小于1.6 g/cm3；鋪設(shè)砂礫石墊層0.5 m，混凝土墊層0.1 m，并加強(qiáng)地表水疏排措施，防止地表水（長(zhǎng)歷時(shí)降雨或暴雨）匯集后沖刷渠基及渠堤。設(shè)計(jì)臨時(shí)開(kāi)挖邊坡比為1∶0.3。

2.2 渠道設(shè)計(jì)

2.2.1 渠道斷面設(shè)計(jì) 渠道斷面采用抗凍脹性能較好的矩型斷面，C20素混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)尺寸寬1.6 m，側(cè)墻高1.4 m；底板厚0.2 m，側(cè)墻厚0.2 m；渠底和側(cè)墻設(shè)置0.2 m×0.2 m的貼角。渠口每隔1.5米設(shè)置拉桿1道，為0.15 m×0.15 m矩型斷面。

2.2.2 伸縮縫設(shè)計(jì) 渠道每隔6米渠段設(shè)1道伸縮縫，即在渠道混凝土側(cè)墻和底板留置的橫向伸縮縫（貫通側(cè)墻和底板的通縫），或者在渠道進(jìn)出水建筑物連接位置留置的橫向伸縮縫。要求伸縮縫垂直渠道軸線并相互平行，受環(huán)境溫度影響能自由伸縮，渠道運(yùn)行中牢固可靠；伸縮縫寬一般為3～5 cm，填充聚氯乙烯膠泥止水；渠道在適應(yīng)渠基和溫度變形時(shí)，避免和降低因變形應(yīng)力集中造成渠道結(jié)構(gòu)的破壞，并能夠有效防止渠道內(nèi)水流滲漏。

3 施工設(shè)計(jì)

該施工設(shè)計(jì)主要討論渠道混凝土結(jié)構(gòu)的施工設(shè)計(jì)，根據(jù)渠道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分為渠道側(cè)墻、底板、貼角、拉桿和伸縮縫5個(gè)部分。因此，施工設(shè)計(jì)一方面根據(jù)渠道部位成型的先后順序確定的模板制形式，安排好模板安裝、混凝土澆筑先后次序，并以此確定人員、材料、機(jī)械組織，開(kāi)展工程質(zhì)量、進(jìn)度、資金控制和安全管理；另一方面是通過(guò)施工設(shè)計(jì)體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，實(shí)現(xiàn)使用功能，保證工程的耐久性等。按照工程設(shè)計(jì)渠道成型的施工設(shè)計(jì)可分為分塊成型和一次成型2種方式，2種成型方式對(duì)施工設(shè)計(jì)的2個(gè)方面影響也不同。

3.1 分塊成型施工設(shè)計(jì)

3.1.1 施工設(shè)計(jì) 一般分塊成型澆筑混凝土工序一般為底板側(cè)模制安→底板混凝土澆筑→渠道側(cè)墻模板制安→澆筑側(cè)墻混凝土→安裝預(yù)制拉桿→修補(bǔ)貼角。這種施工工序和澆筑混凝土方式，使側(cè)墻和底板之間、貼角和底板、側(cè)墻之間、拉桿和側(cè)墻之間均存在工作縫。

3.1.2 混凝土澆筑及拆模養(yǎng)護(hù)

3.1.2.1 混凝土澆筑。按照混凝土施工強(qiáng)度和現(xiàn)場(chǎng)條件，及時(shí)完成現(xiàn)場(chǎng)攪拌站設(shè)置，按要求完成砂石料和水泥儲(chǔ)備；現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定砂石料含水量與實(shí)驗(yàn)配合比資料進(jìn)行比較，調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)攪拌用水量，確定現(xiàn)場(chǎng)配合比，保證混凝土水灰比與設(shè)計(jì)水灰比0.52一致，確?；炷临|(zhì)量；調(diào)試配料斗計(jì)量、出料口系統(tǒng)，攪拌機(jī)供水計(jì)量抽水系統(tǒng)和定時(shí)系統(tǒng)。做到混凝土材料準(zhǔn)確計(jì)量和按要求時(shí)間完成混凝土拌合，保證混凝土拌合質(zhì)量；控制運(yùn)輸機(jī)械速度，保證混凝土運(yùn)輸過(guò)程不發(fā)生離析現(xiàn)象；混凝土入倉(cāng)時(shí)要垂直下落，盡量減少混凝土入倉(cāng)過(guò)程因反復(fù)接觸模板，導(dǎo)致骨料分離現(xiàn)象發(fā)生，影響混凝土質(zhì)量。澆筑過(guò)程中按要求留置同條件和標(biāo)準(zhǔn)件試塊。根據(jù)該方案設(shè)計(jì)確定澆筑入倉(cāng)順序?yàn)橄葷驳装澹瑫r(shí)對(duì)應(yīng)澆筑側(cè)墻，最后澆筑拉桿，在混凝土凝固前對(duì)底板、渠口、拉桿表面進(jìn)行找平壓光。

3.1.2.2 拆模養(yǎng)護(hù)。待混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度后拆模，松開(kāi)加固桿件，拆除彈性?shī)A片，依次拆除渠口模板、拉桿模板、內(nèi)側(cè)墻模板和貼角模板、外側(cè)墻模板可整體拆除移至下一澆筑段。清理垃圾修補(bǔ)缺陷后覆蓋灑水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.2 一次成型施工設(shè)計(jì)

一次成型施工是指每6 m渠段的底板、側(cè)墻、拉桿、貼角一次現(xiàn)澆成型的施工方案。渠段間伸縮縫、伸縮縫填充聚氯乙烯膠泥、混凝土澆筑施工的工序是相同的，拆模后的養(yǎng)護(hù)方法也是相同的。

一次成型施工的難度和要點(diǎn)是模板的設(shè)計(jì)及安裝，即貼角制作安裝，貼角模與側(cè)墻內(nèi)模的連接，渠口限位網(wǎng)架?？刂颇０灏惭b速度的主要是渠口限位網(wǎng)架和貼角支架的安裝。每6 m渠段一次成型的模板施工設(shè)計(jì)及安裝如下。

3.2.1 貼角設(shè)計(jì) 按照結(jié)構(gòu)尺寸制作貼角模板，模板長(zhǎng)1.5 m、寬0.283 m，邊肋一邊與板面成90°角，一邊與板面成45°角，內(nèi)肋、回形銷(xiāo)孔與普通鋼模板一致（見(jiàn)圖1）。

圖1 貼角模板

3.2.2 貼角支撐 用型鋼制作成梯形樣式，上底長(zhǎng)1.59 m，下底長(zhǎng)1.19 m，高0.15 m。貼角支撐與貼角模板組合成定型結(jié)構(gòu)。預(yù)制0.2 m×0.2 m的C20預(yù)制塊，用于支撐貼角定型結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2）。

圖2 貼角支撐

3.2.3 渠口限位網(wǎng)架 按照渠道結(jié)構(gòu)尺寸，利用架桿和鋼卡組成4縱5橫網(wǎng)架，并在網(wǎng)架橫桿上確定中心位置，以便確定渠道位置尺寸（見(jiàn)圖3）。

圖3 渠口限位網(wǎng)架

3.2.4 模板安裝順序 模板安裝順序。先架立限位網(wǎng)架，外模豎向桿、橫向桿→安裝渠道測(cè)前外?！惭b組合貼角模板→安裝側(cè)墻內(nèi)?！惭b渠口和拉桿模板→校正模板→加固模板和支撐。注意在架立限位網(wǎng)架時(shí)確保網(wǎng)架到位，支撐穩(wěn)固安全，網(wǎng)架安裝時(shí)距側(cè)墻頂面0.1～0.2 m；安裝組合貼角模板時(shí)將梯形架與貼角模板安裝到位；安裝側(cè)墻內(nèi)模時(shí)用回形銷(xiāo)將貼角模與側(cè)模牢靠連接，并按要求在側(cè)墻內(nèi)外模之間安裝限位桿；安裝渠口和拉桿模板時(shí)考慮采用彈性易拆除材料夾片預(yù)留拆模間隙。

4 分塊成型和一次成型方案比較

一是分塊成型和一次成型施工渠段長(zhǎng)度相同，渠基處理措施相同，混凝土澆筑及拆模后養(yǎng)護(hù)方法相同，投入的人員、材料、機(jī)械等成本是基本相同的。

二是分塊成型使側(cè)墻和底板之間、貼角和底板、側(cè)墻之間、拉桿和側(cè)墻之間均存在工作縫。工作縫的存在，降低了渠道整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛度；使用過(guò)程中，在渠基變形、凍脹力、側(cè)壓力作用下，發(fā)生相對(duì)位移，導(dǎo)致工作縫逐漸增大并沿該縫發(fā)生滲漏，破壞渠基，導(dǎo)致渠道凍脹破壞加劇，最終致使渠道整體結(jié)構(gòu)破壞，直接影響渠道使用功能和耐久性，使渠道設(shè)計(jì)壽命縮短。

三是一次成型施工實(shí)現(xiàn)了渠道使用功能，避免了側(cè)墻、底板、貼角間的工作縫，避免了側(cè)墻和拉桿的工作縫，保證了工程質(zhì)量，施工操作簡(jiǎn)單易行且達(dá)到了不增加成本投入能夠保證渠道工程設(shè)計(jì)壽命的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

蘭州市大砂溝總干七級(jí)1#洞前明渠改建工程施工，采用優(yōu)化后的一次成型施工方案，實(shí)現(xiàn)了渠道使用功能，避免了側(cè)墻、底板、貼角間的工作縫，避免了側(cè)墻和拉桿的工作縫，保證了工程質(zhì)量，施工操作簡(jiǎn)單易行且達(dá)到了不增加成本投入能夠保證渠道工程設(shè)計(jì)壽命的目的。該經(jīng)驗(yàn)在小型渠道改建施工中具有推廣的價(jià)值。