龍醒志

(廣東至高建設(shè)有限公司,廣東 廣州 510000)

0 引言

廣州市增城區(qū)仙村鎮(zhèn)鵝桂洲新電排站重建工程項目位于增城區(qū)仙村鎮(zhèn)東江支流防洪堤上,工程建設(shè)任務(wù)為重建排澇泵站1座,本泵站治澇面積2.0 km2,設(shè)計流量3.75 m3/s,設(shè)計安裝3臺機組,總裝機容量250 kw。工程主要建筑物由進口段、前池、泵房、壓力箱涵、出水箱涵、出口段等組成。泵站擋外江水防洪設(shè)堤,以20 a一遇洪水標準設(shè)計,建設(shè)范圍防洪堤長42.5 m。泵站為堤后式布置,防洪設(shè)計標準為20 a一遇,堤防工程級別為4級,泵站排澇標準采用10 a一遇24 h設(shè)計暴雨1 d排干,泵站屬Ⅴ等小(2)型。工程主要建筑物由進口段、前池、泵房、壓力箱涵、出水箱涵、出口段等組成。泵房、壓水箱涵和出水箱涵用Ф600灌注樁進行基礎(chǔ)處理[1]。

本文以增城區(qū)仙村鎮(zhèn)鵝桂洲新電排站重建工程主體工程施工為研究背景,探究排澇泵站主體施工中的基礎(chǔ)工程、混凝土工程施工的關(guān)鍵技術(shù)要點和施工過程質(zhì)量控制方案。

1 工程概況

1.1 工程任務(wù)

主要建設(shè)任務(wù)包括:重建鵝桂新站,設(shè)計流量3.75 m3/s,采用1臺350ZLB125G型與2臺700ZLB125G型立式軸流泵,總裝機功率250 kw。通過本工程的建設(shè),緩解鵝桂州圍內(nèi)的澇災(zāi)問題,降低區(qū)域內(nèi)澇災(zāi)害損失,提升區(qū)域排澇抗災(zāi)的能力[2]。

1.2 工程建筑物布置

根據(jù)現(xiàn)場地形情況以及考慮進出水水流流態(tài),重建泵站站址選在堤段中部、在舊泵站西側(cè)約30 m處,泵房布置于堤后空地上,自內(nèi)而外分別為進口段、前池、泵房、壓力箱涵、出水箱涵、出口段等。各建筑物布置分述如下[2]。

進口段:采用拋石護底,拋石護底厚1 000 mm,寬7 m,底寬2 m,護面高程為-0.50 m。

泵房:根據(jù)電排站布置結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計特征參數(shù),本電排站共布置3臺軸流式機組。泵房的結(jié)構(gòu)是采用濕室型設(shè)計,與進水池共享建筑結(jié)構(gòu)。它是一層的布局,它的下層是開放式的進水池,并且安裝有水泵;進水池是采用鋼筋混凝土棧橋式結(jié)構(gòu)設(shè)計;根據(jù)最低水位0.50 m并結(jié)合水泵廠家提供安裝尺寸參數(shù)確定底板面高程為-1.20 m;現(xiàn)狀室外地面高程3.50 m,根據(jù)要求室內(nèi)地面高程應(yīng)高于室外0.1～0.3 m,確定泵房室內(nèi)地面高程3.80 m;而樓層則安放著電動機,且設(shè)置了起重設(shè)備等[3]。廠房水泵層以上均采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),電動機及水泵均采用梁式支撐,廠房建筑面積為222.98 m2。

壓力箱涵:水泵出水管接混凝土壓力箱涵,采用兩泵出水管匯集于一個壓力水箱的方式,水箱尺寸為8.1×1.5 m(寬×高)漸變至2.0×1.5 m(寬×高),箱涵總長度10 m。對壓力箱涵開挖段為保證堤防的質(zhì)量,對回填壓實后進行灌漿處理,共布置36個灌漿孔,灌漿深度為7 m。在箱涵進口端設(shè)直徑為1.2 m的檢修孔,采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。井壁厚0.3 m與出水箱涵整體澆筑。

出水箱涵:出水箱涵為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),長7 m,孔口尺寸2.0×1.5 m(寬×高);底板面高程1.90 m,底板厚0.5～0.7 m,邊墩厚0.5～0.7 m,頂高程2.90 m。閘門采用平面鋼閘門,配LQ-80KN型螺桿啟閉機啟閉(手電兩用)[3]。箱涵頂鋼架與堤頂采用空心橋板相連,寬1.5 m。

出口段:進口段采用拋石護底,拋石護底厚1 200 mm,寬2.5 m,底寬1.3 m,護面高程為0.90 m。

1.3 施工條件及特點分析

現(xiàn)有交通條件滿足工程施工要求。泵站施工內(nèi)容較集中。土料、砂礫料、塊石考慮就近獲取;施工用水直接從外江中抽取,用電可就近利用電網(wǎng)電源,柴油發(fā)電機組作為備用[4]。

根據(jù)工程建設(shè)性質(zhì)及工程規(guī)模,項目區(qū)地形、地質(zhì)條件,具有以下方面的施工特點:(1)工程施工地點集中,施工管理范圍較小,施工地點交通、通訊條件,施工用水、用電條件均較便利。(2)施工要求技術(shù)性強,施工期短,施工場地小[4]。

2 主體工程施工

其主體工程施工項目有:(1)進水口段和前池;(2)泵房;(3)主廠房;(4)壓力箱涵和出水箱涵;(5)防洪閘;(6)出水段?，F(xiàn)擬定本工程各項目施工順序如圖1所示。

圖1 主體施工順序圖

2.1 樁基礎(chǔ)工程

2.1.1 灌注樁施工

依照基底樁部署圖的示意,自行量測各影像模型控制點以及樁位的坐標。在樁的中心部,置入30 cm長的鋼筋樁,作為中心標志。每一個樁點外部都置有木質(zhì)的控制標識,用水泥砂漿護裹木樁,防止意外撞擊。在施工打樁的過程中,可以直接參照軸線控制點和木樁控制點以確認樁的中心點[5]。另外,外部的木樁控制標記也可以用于檢查護套是否安置妥當。根據(jù)打樁的施工方向和每日預(yù)定的工作量,預(yù)先測量并設(shè)定當天所需打的樁位。

埋設(shè)護筒:在進行保護管安裝的過程中,應(yīng)確保鋼質(zhì)保護管的核心位置。其核心與樁的中心的誤差不可超過50 mm,而且保護管的斜率不能超過1%。一旦保護管安裝正確,應(yīng)當鏡像性地、平均地四周回填黏土,并按層壓實。當使用旋轉(zhuǎn)鉆機安裝鋼質(zhì)保護管時,應(yīng)先用稍大些的鉆頭鉆到預(yù)定位置,拉出鉆頭后,再利用鉆斗把保護管壓到預(yù)定深度。

鉆機就位及鉆孔:在進行鉆孔之前,先將鉆渠設(shè)備調(diào)整至水平和垂直狀況。接著展開鉆塔,以使鉆頭的底部指路尖精確指向預(yù)設(shè)孔位的中心。

成孔檢驗:孔的形成檢測要對立直度以及樁徑進行核實,通過利用鋼筋制成的孔位探查器進行全面的孔位勘察,保障孔的形成后樁的位置在任一方向上的寬度不會小于樁徑?？孜惶讲槠鞯某叨葹?.0 m長,其寬度與樁徑加上100 mm相等。依據(jù)規(guī)定,鉆洞樁允許的偏斜度不超過孔深的1%。

清孔:在施工泥漿護壁法的樁基上,經(jīng)過檢孔合格后使用更換漿液的方式進行洗孔,并稍微抬起鉆頭,使其維持原有的泥漿密度以進行循環(huán)浮渣。接著輸入清水進行持續(xù)的循環(huán)更換,部分孔底淤泥則采取泥漿泵抽出的方式進行洗孔。洗孔完成后,泥漿的相對密度應(yīng)保持在1.03～1.10的范圍,含砂率應(yīng)低于2%,粘度應(yīng)在17～20 Pa·s之間,并且膠體含量應(yīng)超過98%。

驗孔:分析積渣的厚度,經(jīng)過首次孔洞清理后,用度量繩測量孔洞的深度。在鋼筋籠吊裝之后,需要進行第二次深度測量,通過兩次測量結(jié)果相減可得到積渣的厚度。如果這個結(jié)果超過50 mm,那么需要再次清理孔洞。關(guān)于垂直度和孔徑的檢查,使用孔洞探測器進行。

孔底持力層檢測:當鉆到預(yù)設(shè)的深度后,開始進行底部支承層的測試:取出巖石樣本,并將其送入實驗室以便分析和研究。只有在檢測樣本的質(zhì)量達標后,才能繼續(xù)進行接下來的建設(shè)工程。

鋼筋籠的安裝:首先需要確立孔洞的深度,然后立刻調(diào)試預(yù)先做好的鋼筋籠,使其可以接觸到孔洞的底端,接著借助汽車吊機將鋼筋籠一一吊入孔內(nèi),在孔口的兩節(jié)鋼筋籠必須進行單面焊接,焊接的長度D應(yīng)等于鋼筋直徑的十倍。鋼筋籠進孔前,應(yīng)裝置單向注漿節(jié)流閥。懸吊鋼筋籠時,要配合滑輪,并利用三點懸掛法,吊起需要保持穩(wěn)定,防止在吊起過程中鋼筋籠變形。工人在協(xié)助下放鋼筋籠時,需瞄準孔位,保持鋼筋籠垂直,以及輕輕放下防止鋼筋籠和孔壁相碰,一旦下放過程中有阻礙,立即中止下放,切勿硬行推入。

水下灌注成樁:在執(zhí)行水下注混打樁的工程過程中,必須在鋼筋已經(jīng)按照設(shè)計規(guī)格完成全面安裝并且混凝土注灌區(qū)域符合規(guī)定的情況下,完成內(nèi)部作業(yè)和驗收手續(xù),然后才能進行混凝土澆筑工作。下面兩個關(guān)鍵步驟需要特別注意:首要的是,定位導(dǎo)管放入孔洞時,必須保證穩(wěn)妥的密封環(huán)位置,并進行嚴密搏實工作,以確保最佳的密封效果;其次要做的是,保持導(dǎo)管在樁洞內(nèi)位置居中,同時記錄導(dǎo)管單獨部分長度、總長度以及導(dǎo)管底部方位。待混凝土輸入孔口后,必須檢驗其傾塌度和流動狀況。

2.1.2 灌漿工程

本工程中充填灌漿共布置兩排灌漿孔,梅花樁型布置,排距2 m,孔距2 m,分兩序進行施工,造孔深度暫定7 m。按設(shè)計要求布孔,然后按要求造孔。造孔必須按序進行,分序施工。先施工上游排孔,后施工下游孔;先施工一序孔,后施工二序孔。鉆孔必須垂直進行,偏移角度不應(yīng)超過孔深的2%。鉆孔過程應(yīng)干燥進行,禁止使用清水沖刷式鉆裂。

使用截段注漿技術(shù),從下往上進行,下部套管的灌漿進行分段,每段長度可以在5～10 m之間。按分序加密的原則進行。土料是土壩壩體灌漿的主要材料,對土料要求如下:塑指數(shù)10%～25%;粘粒含量20%～45%;粉粒含量30%～50%;砂粒含量0～30%;有機質(zhì)含量<2%;可溶鹽含量<3%。料場儲量應(yīng)不少于需要量的2～3倍。在灌漿初期首先使用較稀的漿液,經(jīng)過3～5 min以后再逐漸增加漿液濃度[6]。如果出現(xiàn)孔口壓力降低和注漿管形成負壓(壓力儀表讀數(shù)低于0),應(yīng)該再次提高漿液的濃度。對漿液物理力學(xué)性能要求如下:容重1.3～16 g/m3;粘度20～100 s;穩(wěn)定性0～0.15 g/cm3;膠體率>70%;失水量10～30 cm/30min。

2.2 混凝土工程施工

2.2.1 穿堤箱涵混凝土澆筑施工

箱涵下部結(jié)構(gòu),上部為框架結(jié)構(gòu)。

按設(shè)計要求測量放樣,定出涵身位置,接著進行模板的安裝和鋼筋綁扎施工。模板用標準竹膠合板現(xiàn)場拼裝,邊墻模板用鐵管加蝴蝶扣拉結(jié)連緊。涵身頂板模板用鋼手架搭設(shè)支撐牢固。同時,要做好涵身節(jié)與節(jié)之間分縫板的安裝工作。

鋼筋用人工進行綁扎,鋼筋下料尺寸和規(guī)格及綁扎間距,接頭焊接處理要滿足設(shè)計和規(guī)范要求,且使用砂漿墊塊支墊鋼筋,確保鋼筋有足夠的保護層?；炷潦┕げ捎蒙唐坊炷?選用6 m3混凝土攪拌車將混凝土拌和物運至箱涵旁邊,卸入漏斗后轉(zhuǎn)裝手推車,由腳手架搭設(shè)運輸平臺運至倉面直接進倉或掛溜筒進倉,人工平倉、用電動軟軸振搗器將混凝土振搗密實。箱涵為矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),每一節(jié)箱涵混凝土分四次澆筑完成。首次進行墊層混凝土的灌注;接著進行第二次灌注,該次為箱涵底板混凝土的灌注;灌注程序進入第三次,該次是箱涵墻體混凝土的澆筑;最后進行第四次灌注,即澆筑箱涵頂板混凝土。防水處理:混凝土齡期及強度達到要求后,箱涵混凝土外表面必須按設(shè)計要求涂上防水層,經(jīng)驗收合格后方可進行土方回填施工[7]。

2.2.2 泵房施工

在泵房基礎(chǔ)開挖施工完成后,接著由工程技術(shù)人員作現(xiàn)場技術(shù)交底工作,派測量技術(shù)工人到現(xiàn)場測量放樣,一方面檢查基礎(chǔ)面的實際開挖斷面的情況,同時也進行泵房測量放樣,定出泵房在現(xiàn)場的中心線及其它部位的位置。模板安裝。測量放樣后按設(shè)計位置安裝模板,本泵房下部箱涵墩墻,墩墻模板分二次安裝。上部為框架結(jié)構(gòu),模板分三次安裝至頂。墩墻、柱梁板模板平面部位均用散裝竹膠合模板現(xiàn)場拼裝,圓弧部位用工廠內(nèi)制造好的特制模板運到現(xiàn)場拼裝,模板拼裝好后,用2”圓鋼管和拉接螺栓加上蝴蝶扣連接拉緊,再用鋼管加螺栓千斤頂,將模板支撐拉緊調(diào)直、校正、并加固。

鋼筋安扎由鋼筋技術(shù)工人在現(xiàn)場將鋼筋安裝綁扎好,電焊、駁接,鋼筋規(guī)格、數(shù)量和間距、鋼筋錨固長度、保護層厚度等均應(yīng)符合要求。基礎(chǔ)澆筑完成后,泵室混凝土分層澆筑到屋面,泵室模板和鋼筋均驗收合格簽證后方可開倉澆筑?；炷涟韬臀镉? m3混凝土攪拌車從混凝土拌和站運到現(xiàn)場附近,通過混凝土輸送泵將混凝土拌和物輸送到倉面。墩墻梁混凝土由軟軸振搗器振搗密實成型。板面混凝土用軟軸振搗器振搗密實外,還要用平板式振動器將混凝土振搗密實和振平,并用人工抹平抹光[7]。混凝土澆筑時,注意鋼筋密集部位,要結(jié)合用人工鐵鏟平倉,加強振搗操作,避免漏振,嚴禁出現(xiàn)蜂窩、麻面現(xiàn)象?；炷翝仓^程中,保證泵室混凝土搗密實成型,保證橋泵室混凝土內(nèi)實外光,混凝土質(zhì)量優(yōu)良。

混凝土澆筑成型后,加強養(yǎng)護,晝夜灑水澆濕,個別小構(gòu)件部位必須蓋上麻袋濕水養(yǎng)護不少于14 d,灑水養(yǎng)護28 d。泵室混凝土澆筑成型終凝后,其強度達到2.5 Mpa后,可以拆除側(cè)面模板,承重模板必須滿足規(guī)范要求后才能拆除[9]。

2.2.3 擋墻和底板、道路混凝土施工

本工程擋墻為混凝土結(jié)構(gòu),布置在主泵房進口兩側(cè)和引水渠護岸處。底板是一上斜式結(jié)構(gòu),道路混凝土采用通倉澆筑。

進出口段及引水渠護岸擋墻和底板混凝土施工方法除去沒有頂板混凝土結(jié)構(gòu)施工外,其側(cè)墻和底板混凝土結(jié)構(gòu)的施工方法與箱涵涵身結(jié)構(gòu)混凝土施工方法相同。另外,混凝土施工中注意做好進出口段及引水渠護岸擋墻和底板的排水管的埋設(shè)工作。道路混凝土施工采用通倉澆筑方式,注意振搗和后期養(yǎng)護。

3 施工質(zhì)量控制

3.1 混凝土配合比的控制和外加劑的選用

這個項目的構(gòu)造形式極為繁多且復(fù)雜,因此混凝土的施工環(huán)境各不相同。由于混凝土的配比受到結(jié)構(gòu)條件和施工現(xiàn)場環(huán)境的雙重限制,使得混凝土的配比變化頻繁。因此,我們需要強化對配比的管理,并選擇性能出色和針對性強的外加劑。下面是一些主要的方法和措施:

對大型混凝土工程,比如箱涵底部、導(dǎo)流管道的墻壁或泵站等,為了防止產(chǎn)生裂紋,我們應(yīng)優(yōu)先采用二級或三級的粗骨料混凝土,同時減低水灰比和單位用水量。除了要補充煤矸石粉,我們也需要適當添加緩凝的高效降水劑。而對于細薄的箱涵頂板混凝土結(jié)構(gòu),應(yīng)用一級骨料,同時水灰比和單位水用量需要維持在更低的水平,并配合早強型的高效減水劑使用。對于箱涵側(cè)墻、混凝土墻以及承重梁柱的混凝土,建議添加早強劑以便盡快拆卸模板。

3.2 混凝土裂縫、滲漏的預(yù)防與控制

施工區(qū)氣溫高、蒸發(fā)量較大。在秋、冬季施工,對混凝土養(yǎng)護和裂縫預(yù)防不利。本工程的穿堤箱涵基礎(chǔ)、前池擋墻基礎(chǔ)底板、泵房底板等部位混凝土屬大板塊體積混凝土,而箱涵墩墻的外露面積大。對這些部位的混凝土,施工時必須采取有效的預(yù)防措施。參考我公司以往工程及一系列水電站工程在裂縫控制方面所取得經(jīng)驗和成果,為預(yù)防、減少混凝土裂縫的產(chǎn)生,在本工程中,采取以下溫控和保護措施:

優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計:在混凝土配合比試驗時,除常規(guī)項目外,加做水泥水化熱、混凝土干縮、混凝土溫升等項目的試驗,從中選定最優(yōu)配合比。采用高堆料、砂石系統(tǒng)采取遮陽棚,減少日照對骨料溫度的影響。采取摻用粉煤灰、高效減水劑技術(shù),改善混凝土和易性,減少水泥用量。在箱涵墻壁混凝土、箱涵頂板混凝土和泵房水下墻混凝土中摻用8%～12% UEA混凝土膨脹劑,補償混凝土收縮,防止、減少混凝土開裂。摻粉煤灰、高效減水劑技術(shù)是較常用的施工方法。摻UEA混凝土膨脹劑是有效的防裂防滲對策。UEA混凝土膨脹劑能有效地補償混凝土干縮,起到抗裂防滲作用,對抗裂防滲起了決定性作用。

4 結(jié)語

本文針對增城區(qū)仙村鎮(zhèn)鵝桂洲新排澇泵站重建工程項目,主體工程施工中的樁基礎(chǔ)工程、混凝土工程主要施工部分。提出了相應(yīng)的施工技術(shù)方案。

(1)進行綜合灌漿控制是確保大壩在灌漿時的安全性和灌漿品質(zhì)的關(guān)鍵步驟。綜合控制包含:控制灌漿的數(shù)量,調(diào)整灌漿的壓力,控制橫向的水平位移,控制裂縫擴張的寬度。綜合質(zhì)量控制在整個灌漿流程中一直實施。

(2)混凝土施工應(yīng)合理混凝土配合比的控制和外加劑的選用,大塊混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)選用二級配或三級配的粗骨料。