摘 要：引灣入津水源保護(hù)工程是部分利用亞洲開(kāi)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(guó)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(guò)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(lèi)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?？沙掷m(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(kù)水源保護(hù)工程; ③引灤專(zhuān)用明渠治理工程。
新建州河暗渠工程首批開(kāi)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(wàn)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(zhǎng)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(jiàn)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(wú)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(chǎng)家)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。通過(guò)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(pán)連續(xù)作業(yè), 每盤(pán)1.5m3 , 4 盤(pán)共6 m3 , 可裝滿(mǎn)1 輛運(yùn)輸車(chē), 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(chē)運(yùn)送, 運(yùn)送過(guò)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(chē)裝料和卸料時(shí)間為25 min , 需要攪拌運(yùn)輸車(chē)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(chē)往返距離, km ;S 0 ———混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)平均行車(chē)速度,km/ h ;T1 ———每臺(tái)混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)總計(jì)停車(chē)時(shí)間, min ;V 1 ———每臺(tái)混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)容量, m3 。實(shí)際配備混凝土輸送車(chē)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(cāng)位的槽口上, 距離澆筑倉(cāng)面盡量短, 泵管架設(shè)進(jìn)入倉(cāng)面前采用腳手架、枕木加以固定, 進(jìn)入倉(cāng)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(xiàn)方向?yàn)楸霉芎笸耸讲鸸芊较? 虛線(xiàn)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(xiàn)方向與虛線(xiàn)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(zhuān)門(mén)技術(shù)工作, 施工現(xiàn)場(chǎng)操作工經(jīng)培訓(xùn)合格后才允許上崗操作。開(kāi)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(cè)量電壓并注意保護(hù)電纜。確定無(wú)誤后方可開(kāi)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(rùn)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(kāi)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(guò)程中, 如間歇時(shí)間超過(guò)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(kāi)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(kāi)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(mǎn)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(guò)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(kāi)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(kāi)始,逐漸上移, 以保證混凝土的質(zhì)量?；炷翝仓^(guò)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(cāng)外, 不得在模板上開(kāi)孔排水, 以免帶走灰漿。
混凝土澆筑過(guò)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(cè)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(cè)中心站來(lái)完成, 這些技術(shù)參數(shù)主要有:
(1) 含氣量, 每班至少檢測(cè)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(chǎng)混凝土坍落度的檢測(cè), 出機(jī)口檢測(cè)4 次, 倉(cāng)面2 次。用洗分析法測(cè)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(cè)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(guò)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(yǔ)
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(guò)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(guò)在施工過(guò)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(guó)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(guó)建筑工業(yè)出版社, 1995
