司国良,黄 翔
(安徽省长江河道管理局,241001,芜湖)
2005年淮北大堤应急加固工程有76座穿堤建筑物拆除重建或加固,其中包括架河站涵重建工程。该工程位于淮南市潘集区,工程级别为1级建筑物。工程所处的涡西堤圈保护面积5723 km2,保护耕地33万hm2,人口364万。架河站涵工程招标时原属加固小项目,2005年12月中旬检查时发现底板及洞身多处冒水,箱涵伸缩缝止水破裂,经专家组评审,安徽省治淮重点工程建设管理局于2005年12月20日正式决定对架河站涵实施拆除重建。
新建箱涵为双孔钢筋混凝土结构,尺寸 47.5 m×9 m×4 m,净孔高宽3 m×2.75 m;出口段河道清淤,消力池两侧设浆砌石挡墙,内设混凝土底板,钢筋混凝土消力坎及浆砌石和干砌石护底、护坡。闸首上端设栈桥和启闭机房;闸首处设检修门槽和两扇防洪钢闸门、20 t卷扬式启闭机;排涝机房重新处理,浇筑门槽,更换2扇3.23 m×3.78 m排涝控制钢闸门、15 t螺杆式启闭机等。
架河站涵按计划到12月下旬才能正式开工,比当年淮北大堤其他站涵工程晚开工一个半月,箱涵高程位置低,钢筋混凝土及土方挖填工程量是其他单体涵闸的3倍,工作内容繁杂,又遭遇连续的大雨大雪,基坑位置还有两根30 kV高压电杆,施工环境差,工程面临很大风险和难度。
工程自开工至合同完工时间(2006年4月30日)只有128天,主体工程建设基本在冬季雨雪期,受雨雪低温、春节假期及不可预见等多种不利因素影响,有效施工期仅95天左右。经分析研究,工程进度紧抓“人、机、物、环、法”五要素控制,并制定应急赶工预案,确保关键线路节点工期2006年 1月27日基槽验收,3月 20日双孔钢筋混凝土箱涵完工验收。
①接到指令后,人员、机械、材料快速进场,项目部搬至现场靠前指挥,管理人员除原定人员外增加精通站涵业务的工程师强化现场管理,节假日不休息。各工序采用熟练班组,两班作业,模板制安技工数量增加30%;混凝土浇筑24小时连续作业。
②施工机械数量按进度计划日工程量配置,关键工序基坑开挖机械如挖掘机、混凝土浇筑搅拌机增加50%余量;设2台ZL350混凝土搅拌机,磅秤计量,保证供熟料4m3/s。为防停电,自备3台50 kW发电机作备用电源,确保连续浇筑作业及基坑排水。
③模板制安工序对工期制约较大,只有减少模板二次转运及重复利用时间和次数,进度才能加快。采用大块全新木模板,数量满足,不作重复利用,使用前涂抹隔离胶,以方便拆卸。主要材料如钢筋、水泥、沙、石等要提前进场,始终预存7天用量。
④进度控制采用倒排工期,细化到日进度控制。充分考虑人、机、料的平衡,合理安排、灵活调度加顽强拼搏,实行平行、交叉流水作业。按月、旬、日进度计划,每晚开建设调度会,做到进度以日保旬,以旬保月。
⑤做好临时道路、基坑排水、边坡及围堰保护,保障工程建设正常进行。
①基坑处有两根高压电杆,需与供电部门协调迁移,至少10天时间才能迁完。接到指令当天,工程建设立即启动,测量放样、老站拆除、基坑开挖与围堰填筑错位展开,拆挖的废渣弃土正好用于围堰填筑,形成互动、循环作业。基坑开挖大半后,仅留高压电杆区孤岛矗立,有效争取了8天时间。
②架河站涵工程开工仅10天就突遭罕见的大雨大雪,积雪深厚,道路滑陷,机械、车辆无法动弹,工程施工面临困境。经研究紧急采用链挖应急方式,4台挖掘机在基坑不同高程位置递次排列,在积雪中将土方开挖并接力翻倒至堤顶。虽增加了少量成本,但赢得了时间,确保了重要节点工期的实现。
③在设计第三节涵箱位置附近,出现多处泉眼,泉水不断流入基坑,造成基坑持续积水,直接影响底板浇筑。泉眼与河相通,根本找不到源头,工程再次面临技术难题。经研究会商,在冒水泉眼基坑平台附近,开挖一个高程低于基坑面的集水坑,截住泉眼通路,使泉水流入水坑,水泵不断抽排积水,使水坑水位始终低于基坑面高程。随后迅速清理基坑残水泥垢,顺利完成了底板浇筑。
④因工期紧,架河站涵工程建设春节不放假,连续施工。土方回填及排涝闸门门槽处理阶段均采用24小时作业,争取了工期主动。
架河站涵工程建立由项目经理、项目总工、质量部、质检员组成的质量保证体系,实行全面质量管理。具体包括监督施工图纸、规范、标准等执行情况;编制和审批质量保证措施计划、施工方案和技术措施;负责原材料和中间过程检查等;明确成员的岗位职责工作程序;把质量责任明确到班组,强化责任制的落实。
建设过程质量控制以“单元工程为基础,工序控制为手段”和“事前、事中、事后”三控制,建立“约束、控制、完善”的监管机制,实施标准化、程序化和量化管理。
因工期紧,要力争做到零返工,必须严格按规范和设计文件组织施工。切实执行“三检制”,钢材、水泥采用名牌产品,现场实验室随时进行有关项目的检测。多名质检员对作业进行跟踪、抽检和记录,重要工序旁站监管。落实验收标准,上一道工序验收合格,再进行下一道工序。班组长、技术员、测量员各司其职、层层把关。对基础处理、闸门等重要部位委托有资质的检测机构检测,动态掌握质量状况,发现问题及时处理。
(1)锚筋制安质量控制
钢筋保护层砂浆垫块厚度等于设计保护层厚度。垫块的平面尺寸:当保护层厚度等于或小于20mm时为30mm×30mm,大于 20mm时为50mm×50mm。竖直方向使用垫块时,在垫块中埋入#20铁丝,用于绑扎在钢筋上。
(2)模板制作及安装
①模板制作采用全新的2.4 m×1.2m大块竹木板,以利于装拆和结构外观美观。安装按详图放样,重要结构多设控制点,以便校正。安装过程中,设置足够的临时固定设施。
②模板在承受荷载时要有足够的锚固强度,模板间的接缝平整严密。构筑物分层施工时,逐层校正下层偏差,模板下端设有“错台”。
③不承重侧面模板的拆除需在混凝土强度达到2.5 MPa以上,并保证混凝土表面及棱角不因拆模而损伤;墩、墙和柱部位在强度不低于3.5 MPa时拆除。
(3)混凝土施工质量控制
①生产前及运行中需检验拌和设备性能,包括混凝土拌和物均匀性、拌和时间等,发现问题立即处理;严格按混凝土配料单配料,入机拌和量不能超过规定容量的10%。水泥、混合材料和骨料以重量计,水与外加剂溶液按重量折算成体积,称量偏差不超过规定数值。
②混凝土浇筑按厚度、次序、方向分层进行。浇筑闸墩、岸墙混凝土时,使混凝土均匀上升。在倾斜面上浇筑时,从低处开始浇筑,浇筑面保持水平;浇筑层厚度根据运距、浇筑速度、气温及振捣器的性能等确定,浇入仓面的混凝土随浇随平仓,无堆积。浇筑保持连续性,超过允许间歇时间,按工作缝处理。
③混凝土浇筑使用振捣器捣实到可能的最大密实度。每一位置的振时以混凝土不再显著下沉、不出现气泡并已开始泛浆时为准。振捣器距模板的垂直距离不大于振捣器有效半径的1/2。
④混凝土终凝后立即进行养护,使混凝土表面经常保持湿润状态。冬季养护辅以保温措施,避免混凝土冻伤。
(4)基坑回填控制
①用雨布遮盖原堤身较好的土料,以回填再利用。在混凝土未达到设计强度时,回填工作采取先回填两侧堤防,以缩小龙口距离,再回填洞身两侧,可缩短工期。
②填筑前严格清杂。采用接近最优含水量的土料,当含水量超出范围时,对土料进行翻晒或加水等调整。控制铺土厚度及土块粒径,人工夯实每层不超过20cm,机械压实每层不超过30cm。
③建筑物周边及顶部1 m下,采用人工回填和小型机具压实,压实度及压实干容重标准按设计要求。填筑做到工作面整体均衡上升,减少接缝,作业面内统一铺土、整平、碾压、验收。机械碾压以土料卸、铺、压工序连续进行为合理原则。
(5)金属结构制作安装
①预埋件安装。一期锚筋、锚栓、锚板预埋根据土建进度配合进行。一期锚筋、锚栓、锚板与土建钢筋焊接牢靠,安装完毕浇灰前重检;拆模后立即进行表面清理,保证其有足够的与二期埋件的搭接长度。二期预埋件安装前,先对一期混凝土预留槽进行检查,对一期预留的插筋进行调直,并对一、二期混凝土的接触面进行凿毛处理。
②闸门安装调试。将闸门缓吊入门槽。吊起时,为保护底封水,先在底封水处垫上方木,放入门槽时要检查门槽的清理情况并在轨道上撒润滑水,以保护侧封和顶封。用透光法检查闸门封水,待启闭机安装调试后,对闸门进行调整,在无水情况下做全行程启闭试验,启闭时在止水橡皮处浇水润滑,检查是否升降自如;在全关闭位置时,检查封水是否严密。安装后注意清除水封座板表面的水泥浆,在滑道和滚轮轴套涂抹或灌注润滑脂。
安装完毕后做静平衡试验:将闸门自由吊离地面100mm,通过滚轮或滑道的中心,测量上下游方向与左右方向的倾斜度,单吊点平面闸门的倾斜度不超过门高的1‰,不大于5 mm。
③启闭机安装调试。安装流程:施工准备——埋件安装——放线——安装——单机调试——与闸门连接试验——验收。启闭机安装后,对启闭机减速机及其他应注油部位灌注润滑油,调试启闭机的过负荷保护点、行程限位开关、闸门开度指示器等。启闭机安装后在不与闸门连接的情况下空载运行,检查各传动机构安装的正确性;检查各传动机构的运行是否有变化,闸门开度指示器的显示是否正确,各限位开关是否能正确动作;测量电动机的电流、电压值的变化情况。试验工作重复做3次并作记录。
(1)钢筋混凝土
模板工序重点检查模板缝隙是否跑浆,模板与钢筋的有效间距是否等于钢筋保护层厚度,模板支撑是否牢固,尺寸是否准确,倒角模板是否满足规定的角度要求。
钢筋工序重点检查钢筋是否按图制作和安装,钢筋的间距及绑扎是否牢固,焊接面是否按规定焊接,箱涵的弯起钢筋和倒角处的加强筋是否按规定配制等。
混凝土工序重点检查是否按配合比配料,控制拌和站中的水灰比、混凝土入仓方法、振捣等工序,随机取料制成模块做抗压强度试验。
(2)结构工程检测
钢筋保护层厚度及回弹法检测混凝土强度:每建筑物抽检洞身节数的1/3,且不少于1节洞身。
(3)砌体工程检测
上下游翼墙、护坡、铺盖、消能设施平整度、砌块尺寸、强度、垫层厚度等质量检测:护坡上下游各布置2个横断面,每断面检测砌块4处,每处检测3点垫层厚度。
(4)回填土压实度检测
在回填过程中随机抽检,单个建筑物不少于20点。
经过科学调度,统筹安排,架河站涵工程按期完工,在2006年汛前一次性通过验收并投入运用,在排涝抗洪中发挥了作用,确保了架河流域1万hm2麦田的安全,保障了国家一级堤防淮北大堤的防汛安全。工程运行至今正常。
经验表明,由于工程的特殊性,穿堤闸、站工程的招标投标工作宜在10月中旬前完成,每年10月下旬至12月中旬我国天气基本晴好少雨,是水利施工的黄金时间;对开工晚的闸、站工程,要加大投入,现场出现任何问题必须在第一时间迅速解决,丝毫不得拖延;有条件的地方可采用商品混凝土浇筑,可有效加快进度;在工期紧的状态下,进度、质量问题相互影响,工程质量管理是重中之重。
[1]许建中,等.大型灌溉排水泵站更新改造技术[J].中国水利,2009(12).