驻马店新蔡戚桥港防洪闸混凝土施工技术应用

朱寅生,董爱民

（1.驻马店市水利工程局，河南 驻马店 463000; 2.驻马店市河道管理局，河南 驻马店 463000）

0 引言

以往在中小型水利工程施工中，受工程分散、工程量小、交通不便和供电不能满足施工需要等条件限制，大多采用传统的现场搅拌混凝土和人力车运送方式。 这种混凝土的运送方式已不能满足中小型水利工程现代化施工的需求，因此，不断创新、积极采用新技术、努力提高管理水平，已成为地方中小型水利工程施工的当务之急。

泵送混凝土是近些年来发展较快的一种混凝土运输方法，它具有工效高、劳动强度低、噪音小、施工现场整洁等特点，广泛应用于大体积混凝土和高层建筑施工中。 我们在驻马店市小洪河近期治理新蔡戚桥港防洪闸工程施工中，应用泵送混凝土浇筑闸体结构，取得了良好的效果。

1 工程概况

驻马店市小洪河近期治理工程是河南省“十二五”期间的重点水利建设项目。 其中，新蔡戚桥港防洪闸工程是该项目的重点骨干工程之一。 该工程混凝土与钢筋混凝土工程量为3 488 m3，主要分布于上游圆弧翼墙、闸室、下游陡坡消力池段等3 部分钢筋混凝土结构。

1.1 上游圆弧翼墙

上游圆弧翼墙基础底板分3 段，厚0.80 m，宽度由5.20 m 渐变为8.50 m。 翼墙为扶臂曲线式，墙高由6.10 m 渐升到10.22 m，墙宽由0.65 m 渐变到0.35 m。每侧的圆弧翼墙与基础底板对应分成3 段，每段圆弧翼墙背水面设有0.30 m 厚三角形扶臂3 个。

1.2 闸室

闸室设计为两孔框架式结构，底板厚1.20 m，长20 m，宽14.20 m。 中墩高10.22 m，宽1.20 m；边墩高10.22 m，底宽1.50 m，上宽1.00 m。

1.3 陡坡消力池段挡土墙

陡坡消力池段挡土墙基础底板厚0.70 m，长26 m，宽5.80 m。 挡土墙为悬臂式，高7.60 m，底宽0.85 m，上宽0.35 m。

3 部分结构形式各不相同，工程量相对集中，高程变化较大，具有一定的施工难度。 为确保泵送混凝土浇筑成功可靠，施工中采取多项配套技术措施，取得了预期效果。

2 模板设计安装

2.1 模板设计

为保证模板、支架和脚手架具有足够的强度、刚度和稳定性，并节约材料，本工程对模板工程进行了专项设计。 即，先根据结构型式、跨度、支模高度、荷载及施工条件等确定支模方案，然后进行配板设计。 在进行配板设计时，模板的最大侧压力根据混凝土的浇筑速度、浇筑高度、密度、坍落度、温度等主要影响因素，按下列二式计算，取小值。

式中：F 为新浇混凝土对模板的最大侧压力，kN/m2；t0为新浇混凝土的初凝时间，h，可按实际监测确定，当缺乏试验资料时，可采用t0=200/（T+15）计算（T 为混凝土的温度，℃）；β1为外加剂影响修整系数，不掺外加剂时取1.0，掺具有缓凝作用的外加剂时，取1.2；β2为混凝土坍落度修正系数，当坍落度小于100 mm 时，取1.10，不小于100 mm 时，取1.15；V 为混凝土的浇筑速度，m/h；H 为混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度，m。

在计算模板及支架强度时，应选择可能发生最不利情况的荷载组合。 对于墩、墙、柱、底板、消力池等部位的侧面模板，主要考虑新浇混凝土对模板的侧压力、倾倒混凝土时产生的水平动力荷载和振捣混凝土时产生的荷载。 对于桥面、胸墙、单梁等部位的底模及支架，应主要考虑模板及支架自重、钢筋的重力、新浇混凝土的重力、振捣混凝土时产生的荷载和倾倒混凝土时产生的竖向动力荷载。

在选用模板材料时，考虑到大型模板需要强度、刚度和稳定性好，使用周期长，决定使用钢模板。 对于中墩上下游端的异型结构，提前制作定型钢模板。

2.2 模板安装

根据计算出的各部位最不利荷载组合数值，选配钢模板和对拉螺栓，然后进行组合安装。 模板安装采用的是传统的“铁板螺栓，对拉撑木”的立模支撑方法。模板全部是竖排，齐缝拼接。在闸体施工全过程中，未出现模板变形、膨胀等情况。

3 泵送混凝土配合比的确定

选择泵送混凝土配合比，首先要满足设计强度、耐久性、和易性和可泵性要求，并结合现场材料规格，泵送距离、地形及闸体结构等条件确定。 防洪闸底板和墙体混凝土设计强度等级为C25，1m3混凝土的水泥用量430 kg，粗骨料属于单粒级配10～20 mm 碎石，细骨料为中沙。 原材料质量严格按照泵送混凝土施工技术规范要求控制，含泥量、逊径、超径等均符合设计及规范要求。

3.1 水灰比

选择适当的水灰比，可以保证混凝土的可泵性。根据有关文献介绍，水灰比与流动阻力的实验结果如下：泵送混凝土水灰比的取值一般为0.45～0.6。 当水灰比小于0.45 时，混凝土阻力急剧上升，泵送极为困难；当水灰比大于0.6 时，混凝土容易离析，可流动性差。 考虑到本工程的具体情况，施工中采用了0.5 的水灰比，获得了较为满意的混凝土泵送效果。

3.2 沙率

选择最佳沙率，可减轻混凝土的摩擦力。 考虑到本闸体工程浇筑扬程较低，采用泵送混凝土沙率为40%。 实践中，保证了混凝土浇筑的可泵性，未发生堵管和离析等现象。

其五，利用变式训练提升与巩固数学基础知识。在变式训练期间使学生在已经完成的函数动点问题中不断积累丰富的解题经验。

3.3 坍落度

坍落度与泵送性能的关系密切。 目前，泵送高度在100 m 以上时，一般坍落度宜在180～200 mm 之间。 但本工程属于一般中小型水利工程，不宜采用提高水灰比的方法来提高混凝土的坍落度，在施工中也未使用高效减水剂来保证混凝土的可泵性，仅根据以往实践经验，在现场进行局部实验的基础上，选用混凝土坍落度为11.5cm，取得了良好的浇筑效果。

4 混凝土泵送系统的选型和布置

4.1 系统选型

本工程最大混凝土浇筑量是闸墩，共736 m3；最大水平输送距离是右岸3#圆弧翼墙，计80 m；最大垂直输送高度是闸墩，高差是10.22 m。 混凝土拌和机系统由两部JS500L 混凝土拌和机和一部PL1200型自动上料机组成。 两部拌和机生产能力是25～60 m3/h。 混凝土泵输送能力是15～58 m3/h。 另配Φ100输送管200 m，以满足生产需要。

4.2 系统布置

两部拌和机并列布置在左岸靠近堤脚的滩地（高程43.0 m）上，对应消力池部位，与消力池挡土墙水平距离约30 m，高出地面1.5 m（高程44.5 m）。 混凝土泵位于两拌和机中间，在拌和机前侧，低于地面1m（高程42.0 m）左右，拌和机出料口和混凝土泵接料口之间用铁皮溜槽连接，出料顺畅，无堵塞。

混凝土泵出口到消力池左侧基坑边缘之间的输送管道埋于土中，埋深0.5m，以防止施工车辆碾压。 其他的水平输送管，每个接头两侧固定在钢管支架上，垂直输送管固定在脚手架上，下部的弯道处加设支撑物，以承受垂直管重量和泵送时的冲击力。 输送管接口处的橡胶密封圈，每次拆卸后要清洗，并妥善保管，不得有损伤、缺口，以备循环使用。

5 混凝土泵送浇筑技术

5.1 混凝土泵送和浇筑顺序

由于首次使用泵送混凝土浇筑十米多高的钢筋混凝土墙，而且是一次浇筑成形，所以没有成熟的经验可以借鉴。 为保证混凝土的浇筑质量和施工安全，拟定的混凝土泵送和浇筑顺序是：消力池挡土墙→闸墩→2#圆弧翼墙→1#、3#圆弧翼墙→陡坡挡土墙。

5.2 采取的技术措施

在浇筑混凝土的过程中，采取相应技术措施予以配合。

（1） 在混凝土泵送之前，先搭设固定输送管的专用脚手架，水平和垂直输送管均不得直接固定在钢筋、模板及预埋件上。 铺设输送管应由远及近，仓内用每节长1m 左右的铁皮溜管串接，以便于拆卸、清洗。

（2）混凝土泵和拌和机由专人操作、统一指挥，确保混凝土能连续施工。 新铺设安装的管道以及活塞、料斗，在使用前一般都较干燥，且吸水性较强。因此，开始浇筑前，应先拌制两盘水泥沙浆并进行输送使混凝土泵的料斗、活塞及输送管内壁充分湿润，且形成一层润滑膜，从而有效地减小混凝土的流动阻力。

（3）出现非计划性中断时，要按照事前制订的应急预案，集中人力、物力抓紧抢修。 对浇筑仓内的混凝土及时进行分层平仓振捣，超过允许的间歇时间，按施工缝处理，能重塑的，继续浇筑上一层混凝土。

（4）混凝土分层浇筑、振捣，每层厚度为30 cm，每2 m（一节输送管）水平移动布料1 次，出料口位于结构物中间，以防止入仓混凝土直接冲击模板和钢筋。在第一次振捣后，隔15～20 min 进行第二次复振，以提高混凝土密度。 此外，尽量消除结构四周面的水泡和缩水裂缝。

（5）在浇筑过程中，随时检查模板、支架等稳固情况。 若发现有漏浆、变形或沉陷，应立即处理。 若发现钢筋、止水带及预埋件位置有移动，应及时校正。 应及时清除模板、钢筋、止水带和预埋件表面的灰浆。

（6）在浇筑闸墩时，每个闸墩均衡上升。 圆弧翼墙壁薄墙高，在浇筑时，应先振捣仓内混凝土，然后从外采用附着式振动器振捣模板。 混凝土浇筑到顶时，立即抹平，排除泌水，待定浆后，再抹压2～3 遍，以防止顶面不密实和表面干缩裂缝。

6 结语

通过泵送混凝土在新蔡戚桥港防洪闸工程中的应用，我们在感受受益于创新的同时，通过总结经验，有以下几点建议，供同行参考。

（1）泵型选择应因地制宜。 选择混凝土泵应与输送距离、输送高度及浇筑仓面对混凝土的需求量相匹配，不应片面追求压送性或压送速度，以防止造成输送管内混凝土离析。

（2）在泵送过程中，料斗内应经常留有足够的混凝土，以防止吸入空气，发生堵管。 若停止泵送时间过长，应隔5 min 开泵一次，反泵1～2 个行程，以防止管中混凝土初凝。 当停机时间超过30 min 时，应将混凝土从泵和输送管中清除。

（3） 因混凝土质量是造成堵管的主要原因，现场管理人员应采取有效措施，对混凝土质量进行严格监控，确保混凝土具有良好的和易性。 粗骨料级配应符合规范要求，沙率不能太低，并保证水泥用量和质量。

（4）当发生堵管时，应先进行反泵疏通。 若反泵疏通无效，则应立即判定堵塞部位，停机清理管路。

（5） 泵送混凝土模板的侧压力比塑性混凝土大，所以，在支模时，应加强模板支撑措施，防止模板变形。 当发生模板外胀时，要及时加固，同时通知操作人员降低泵送速度或转移浇筑点。

[1] JGJ/T10-95，混凝土泵送施工技术规程［S］.

[2] 王建平.长距离高扬程泵送混凝土施工要点[J].建筑工人，2007(2)：18-19.