某倒虹吸主体工程施工技术

陈 佳

(天津市水利工程有限公司 天津300222)

某倒虹吸主体工程施工技术

陈 佳

(天津市水利工程有限公司 天津300222)

倒虹吸是输水工程中常用的建筑物，其施工技术备受关注。某倒虹吸由进口渐变段、进口检修闸、管身段、出口控制闸和出口渐变段组成，建筑物总长336,m。从土方开挖、土方回填、CFG桩施工及混凝土施工4个方面介绍了该倒虹吸管身段的施工技术，供类似工程参考。提出只有严格按照工艺要求进行施工才能保证施工的安全、质量和工期。

倒虹吸 土方 CFG桩 混凝土

0 引 言

某倒虹吸由进口渐变段、进口检修闸、管身段、出口控制闸和出口渐变段组成，建筑物总长336,m。进、出口渐变段分别长45,m、55,m，进口检修闸室段长13,m，出口控制闸室段长23,m，闸室均为4孔(单孔净宽6.5,m)；管身段水平投影长200,m(由进口斜管段、水平段和出口斜管段组成)，管身横向为4孔两联箱形钢筋混凝土结构，单孔尺寸6.5,m×6.7,m (宽×高)。

倒虹吸主体工程实行分期施工，管身段为一期工程，进、出口渐变段及检修闸、控制闸室为二期工程；土方开挖施工采取自上而下分层梯级开挖；土方回填从临时存渣场取料、运输、摊铺碾压；CFG桩采用振动沉管法施工，混合料采用厂拌；混凝土采取拌和站集中拌制，支架法浇筑；模板采用组合钢模板。[1-2]

1 土方工程

1.1 土方开挖

倒虹吸主体工程土方开挖工序包括：①场地清理，砍伐灌木、杂草，清除垃圾、树根，有用材料运至指定地点堆码整齐，无用材料焚烧掩埋。②施工排水、临时截水沟开挖，为了避免地表水及雨水流入开挖工作面，在开挖边界外指定地方设置临时截水沟；由于倒虹吸管身水平段建基面位于地下水位以下，开挖前在挡水围堰之内、开挖开口线之外开挖临时截水沟；保证截水沟边坡稳定、沟底纵坡平顺、保持排水通畅，并在适当位置设立集水坑，使用排水设施进行排水。③清基，清基层厚0.5,m左右，采用装载机推土，集料作为弃料处理。④土方开挖，土方开挖采用自上而下分层梯级开挖的施工程序，开挖分层厚度3～4,m，满足施工图纸要求的坡度和平整度。

土方开挖施工程序如图1所示，断面示意如图2所示。

图1 土方开挖施工程序Fig.1 Construction procedures of earthwork excavation

图2 开挖断面示意图Fig.2 Schematic of the excavation section

1.2 土方回填

在存弃碴场开挖适宜的土料、划定开采区界线、清理表层，并在开挖料的周围设置必要的排水设施；选定与实际施工条件相仿的现场开展碾压、含水量、压实土密度、渗透系数、压缩系数和抗剪强度等生产性试验，根据确定的各个参数进行回填料制备和加工；在料场严格控制、调整回填料的含水量，填料的分布及级配应当均匀。填筑一律采用分层均匀平铺，铺料层厚度50～80,cm，每层碾压6～8遍；施工中严格控制摊铺厚度、压实参数，压实合格后铺筑上层新料；分段填筑时，每层接缝处做成斜坡，碾迹重叠0.5～1.0,m，上下层分段位置应错开，错缝距离不小于1.0,m。土方回填施工程序如图3所示。

图3 土方回填施工程序Fig.3 Construction procedures of earthwork backfilling

2 CFG桩施工

根据建筑物场地地质水文、现存构建物、障碍物等情况以及CFG桩布桩图、设计施工说明确定CFG桩施工的技术措施和工艺方法。该工程段地基为壤土，属于软基础，选用振动沉管法进行CFG桩施工。CFG桩施工工艺、方法如图4所示。

① 清理施工场地，按设计做好封底层；施工放样，根据设计图纸布置桩位，做好标志。进行工艺性试桩，确定混合料配合比、拔管速度、施打顺序等各项施工参数。

图4 CFG桩施工工艺流程Fig.4 Process of CFG pile construction

② 桩机就位，调整套管与地面垂直，保证垂直度符合规范要求；在套管上标志出打设深度，确保加固深度满足设计要求。

③ 启动电动机，开始沉管，注意保持桩机的稳定，避免倾斜和错位。沉管过程中须做好记录。激振电流每沉1.0,m记录一次，对土层变化处应特别说明，直到沉管至设计标高后停机。

④ 停机后立即向管内投料(混合料采用厂拌)，直到混合料与进料口齐平，开动电动机，沉管原地留振l0,s左右，然后根据试桩确定的拔管速度边振动边拔管。

⑤ 当桩管拔出地面，确认成桩符合设计要求后用粒状材料封顶，然后移机继续下一根桩施工。

⑥ CFG桩施工完成并检测合格后，人工切割桩头施工质量较差段，在桩顶铺设0.6,m厚碎石垫层。

CFG桩施工程序如图4所示。

3 混凝土施工

3.1 总体方案

① 管身段混凝土浇筑：管身为钢筋混凝土箱形结构，采用支架法跳仓浇筑施工。开挖完成后先进行垫层浇筑；用长臂反铲进行底板混凝土浇筑，分左右幅进行；浇筑左(右)幅靠边坡一侧的两面墙体；浇筑至顶板底面处时将该段进行回填。[3]

② 进出口闸室段和渐变段混凝土浇筑：闸室段(包括底板、闸墩、边墙及上部结构等)混凝土和渐变段混凝土采用相同的浇筑方法穿插浇筑。混凝土采用支架法浇筑；模板采用组合钢模板；浇筑分层高度以结构体型转折点为界或2～3,m；入仓方式采用履带吊，水平运输使用砼罐车。

混凝土浇筑施工工艺流程如图5所示。

图5 混凝土浇筑施工工艺流程Fig.5 Process of concrete pouring

3.2 混凝土工程

闸室、边坡、挡墙及框架根据混凝土结构、入仓强度和分层分块情况设置临时施工缝，分层高度不大于3,m。管身斜管段分块长度为15.5,m，平管段分块长度为15.4,m。管身段每块分3个仓号：底板仓号、侧墙仓号、顶板仓号。管身段仓号分层如图6所示，管身段混凝土各仓主要工作量见表1。

图6 倒虹吸管身分层图Fig.6 Layered graph of the Invert Siphon Project tube

表1 管身段混凝土工程量清单表Tab.1 Concrete BOQ of the tube

3.2.1 浇筑准备、仓面验收

当每一仓位的各项程序工作结束后进行清仓，并做好施工场面及道路的整理，振捣器、手推车、工作人员全部就位。验收合格后开仓浇筑。

3.2.2 运输、入仓、平仓及振捣

混凝土水平运输采用砼罐车；管身混凝土、闸室及上部框架结构混凝土主要采用长臂反铲、QUYT-55履带吊以及砼卧罐入仓。一般混凝土根据仓面大小、墙宽及浇筑方法等选用φ50或φ100软轴插入式振捣器或附着式振捣器进行振捣；垫层薄层混凝土采用平板振捣器振捣，混凝土浇筑采用通仓薄层平铺法施工，浇筑坯层厚度控制在30～50,cm。

3.2.3 混凝土入仓手段

① 底板仓号：用挡土墙平台作为混凝土水平运输平台并布置一个混凝土集料槽，自卸汽车运料至集料槽内，液压反铲(斗容0.8,m3、有效臂长14.5,m)自槽内取料后布料入仓。②侧墙仓号：侧墙厚度为1.1,m，单个侧墙仓号面积为18.5,m2，仓号受料宽度相对狭窄，使用QUYT-55履带吊起吊1.5,m3吊罐入仓，采用平铺法浇筑。侧墙仓号较高，为防止混凝土料下落出现骨料分离现象，在吊罐下料处下方加挂溜筒(溜筒长度控制为溜筒出口距离混浇筑面不超过1.5,m)，将吊罐内的混凝土料卸入溜筒上方的受料斗内控制下料速度。③顶板仓号：顶板仓号采用平铺法进行浇筑，混凝土入仓采用长臂反铲和履带吊起吊1.5,m3吊罐的综合手段。

3.2.4 防冻措施

天气较冷时进行混凝土浇筑，需采取温控措施：[4]混凝土拌制时添加防冻剂；现场浇筑可采取盖单层彩条布再覆盖一层草袋保温；也可以根据实际施工情况错开冷冻期浇筑预制构件。

3.2.5 拆模养护

一般非承重模板在浇筑48,h后即可拆除，小跨度承重模板在混凝土强度达到设计强度的70%,时方可拆除，大跨度承重模板及特殊部位模板必须在混凝土强度达到100%,设计强度后才能拆除。低温时拆模时间尽可能推迟，拆模时混凝土强度必须大于允许受冻临界强度，并避免在夜间或气温骤降期间拆模。拆模要避免对混凝土表面及模板的损伤和毁坏。拆模后用草袋覆盖、洒水养护，保持草袋的湿润，养护时间不少于14,d。

4 结 语

倒虹吸是输水工程中常用的建筑物，其施工技术备受关注。土方开挖、土方回填、CFG桩施工及混凝土施工是倒虹吸施工过程中非常重要的环节，只有严格按照工艺要求进行施工才能保证施工的安全、质量和工期。

［1］ 石泉，张立德，李红伟. 大型倒虹吸工程设计与施工[M]. 北京：水利水电出版社，2007.

［2］ 丁利明. 南水北调中线唐河倒虹吸工程施工技术[J].水利水电技术，2007，38(5)：37-38.

［3］ DL/T5144—2001 水工混凝土施工规范[S].

［4］ 高枫，郭娟. 大体积混凝土冬季施工技术探讨[J]. 山西建筑，2009，35(26)：35-37.

Construction Technology of Main Works of Invert Siphon Project

CHEN Jia
(Tianjin Water Conservancy Engineering Co.，Ltd.，Tianjin 300222，China)

Inverted siphon is commonly used in water conveyance projects，therefore the construction technology of inverted siphon receives considerable attention.An inverted siphon was described，which consists of a transition section at inlet，inlet overhauling valve，pipe，outlet control valve and a transition section at outlet.The total length of the structure is 336,m.The construction technology of inverted siphon was introduced，which involves earthwork excavation，earthwork backfilling，CFG pile construction and concrete construction.It is hoped it can provide reference and guidance for similar projects.

inverted siphon；earthwork；CFG pile；concrete

TV68

：A

：1006-8945(2016)05-0077-03

2016-04-20