竖井灌流泵站流道的施工

秦孟楠

上海市水利工程集团有限公司 上海 201612

泵站是城镇引水、排涝的重要水工构筑物，作为泵站的组成部分，流道的施工一直是水利工程施工中的重、难点[1]。流道的施工质量直接影响了后续泵站运行的效果，因此，对流道施工质量的控制具有重要意义[2-6]。

1 工程概况

南新泾泵闸工程泵站采用3台单机13.3 m3/s竖井贯流泵，主泵房顺水流方向长38 m，垂直水流方向宽24 m，底板采用整体结构，底板底部绝对高程为－5.30 m，顶部绝对高程为－3.50 m，其中集水井位置底部绝对高程－8.50 m。进水流道、出水流道平面如图1、图2所示。

图1 进水流道平面示意

图2 出水流道平面示意

2 模板体系

2.1 模板简介

本工程进出水流道层模板采用钢模板＋木模板形式，具体如图3、图4所示（其中蓝色直线为木模板，剩余弧线段为钢模板）。

图3 进水流道层模板

图4 出水流道层模板

2.2 钢模板施工

1）钢模板尺寸复核：钢模板加工由专业生产厂家进行，运抵现场后，对进场钢模板尺寸进行复核，复核重点为流道线型图各个断面尺寸。复核完成后，进行现场安装。

2）钢模板拼接：流道层底部预埋有定位钢筋，钢模板固定在定位筋上，以确保模板高程准确。钢模板块与块之间采用小块钢板点焊进行临时固定。钢模板水平位置调整到位后采用直径16 mm的斜拉钢筋固定于周边已浇筑完成的混凝土面，确保模板安装完成后，在混凝土浇筑过程中不会发生位移。

3）钢模板支撑：钢模板支撑体系包括竖向支撑及水平对撑，主要确保混凝土浇筑过程中及浇筑完成后模板不会因混凝土压力而造成变形或位移，影响流道线形。钢模板水平向、竖向支撑采用圆钢管、槽钢进行支撑，木模板竖向采用钢管满堂撑，水平向采用方木作为主楞，钢管作为次楞进行固定，而后用水平钢管抵住两侧流道壁，形成对撑。其中满堂脚手架立杆纵向间距0.5 m，横向间距0.5 m，水平杆步距1.6 m。

4）钢模板接缝及表面处理：钢模板拼装完成后，首先用电动毛刷对模板表面锈蚀部分进行清理，清理完成后涂刷1层模板漆，以确保拆模后混凝土外观质量。同时，考虑到钢模板块与块之间可能存在细小漏缝及错台，采用原子灰对错台及漏缝位置进行修补，确保混凝土外观质量。

2.3 木模板施工

流道壁等迎水面的模板采用厚18 mm竹胶板，模板使用前清除表面杂物，模板拼缝安装时，减少小块模板的使用，同时模板拼缝位置避开通气孔、检修人孔、预埋管线出口等位置。模板与模板之间紧密贴合，设置止浆条。模板拼装完成后在表面涂刷模板漆，以确保混凝土外观质量。

3 混凝土浇筑

3.1 浇筑方案优化

南新泾泵闸工程进出水流道分2次浇筑，深槽位置设置后浇带。

针对进水流道浇筑：首先在平面上将进水流道划分为4个浇筑区域，4个区域之间因流道钢模板存在，互不连通，且无接触面，具体如图5所示。

图5 进水流道浇筑平面示意

其中1#泵车负责先后浇筑东侧①、③、②号区域，即由东侧向西侧浇筑，其中①与③对称浇筑，避免高差过大引起模板位移；2#泵车负责浇筑⑦、⑤、⑥号区域，即由西侧向东侧浇筑，其中⑤与⑦对称浇筑，避免高差过大引起模板位移；①—③、⑤—⑦号区域浇筑完成后，1#泵车与2#泵车一起浇筑④号区域。每个区域在竖向采取分层浇筑，分层厚度为500 mm。

针对出水流道浇筑，浇筑流程如图6所示，具体如下：

图6 出水流道浇筑示意

1）1#泵车负责对称浇筑①、②号区域流道墩墙和隔墙，分层厚度50 cm，浇筑至－0.5 m高程后，浇筑1#和2#流道厚400 mm竖井壁至－0.5 m标高。

2）2#泵车负责对称浇筑③、④号区域流道墩墙和隔墙，分层厚度50 cm，浇筑至－0.5 m高程后，浇筑2#和3#流道厚400 mm竖井壁至－0.5 m标高。

3）1#泵车与2#泵车一起浇筑－0.5 m以上流道顶板。

3.2 浇筑质量把控

1）混凝土浇筑前清理残留垃圾，并及时抽排浇筑范围内积水。流道钢模板两侧对称浇筑，以避免两侧混凝土高差引起钢模板位移。浇筑过程中派专人检查模板情况，发现模板变形应当及时处理。浇筑放料时泵管严禁正对预埋管线、冷却水管，避免管线偏位及破损。混凝土浇筑前在泵车出料口增加软管，软管伸到钢筋内部，降低浇筑高度，防止浇筑过程中混凝土离析或散落，影响混凝土浇筑质量。

2）流道钢模板与已浇筑完成的底板倒角位置，混凝土振捣难度大。因此，混凝土浇筑前采用砂浆坐浆，此外，在底板浇筑时，在底板倒角位置预埋有4 cm×9 cm的方木，方木拆除后形成沟槽（图7蓝色区域），增加倒角位置厚度，便于混凝土振捣密实。

图7 流道倒角振捣示意

3）混凝土振捣是本工程浇筑质量控制的重点和难点。要求振捣器移动间距为400 mm左右，流淌部分及时跟踪振捣，避免冷缝。振捣混凝土使用高频振捣器，振捣器的插点间距为1.5倍振捣器的作用半径，防止漏振。斜面推进时振捣器在坡脚与坡顶处插振。

振捣混凝土时，振动器采取快插慢拔式振捣方法，根据浇筑层厚度准备控制插入深度，插入下层混凝土10 cm左右，每点振动时间15～20 s，以混凝土表面泛浆，并且表面不再显著下沉为准，不可超振。对于靠近流道钢模板倒角等不易振捣的位置，应加大振捣频率，确保振捣到位。

4 防裂措施

混凝土防裂对于混凝土的质量至关重要，南新泾泵闸工程通过设计配合比、设置后浇带、设置冷凝水管以及加强混凝土浇筑后的养护等措施，防止混凝土裂缝的出现。

4.1 设计配合比

本工程流道施工采用的预拌混凝土由上海伍铁混凝土有限公司供应的C30混凝土。根据计算，设计的质量配合比如下：水∶水泥∶砂∶碎石∶增韧剂∶外加剂∶粉煤灰＝0.530 0∶1.000 0∶2.690 0∶3.420 0∶0.002 6∶0.014 1∶0.180 0，水胶比为0.453。

4.2 混凝土温控措施

为了降低混凝土内部温度，本工程采用循环冷却水降低混凝土水化热，以缩小混凝土内外温差，降低裂缝出现的可能性。

本工程冷却水管采用直径50 mm的不锈钢管，间距1.2 m，每个流道分别设置二进二出共计2套冷却水系统，对称布置。为确保冷却效果，本工程增加了循环水制冷装置，保证进入混凝土内部的水温在5 ℃左右。当内外温差小于25 K时，方可停止供水。

4.3 设置后浇带

本工程为减少流道混凝土的单次浇筑长度，减少单次浇筑体积，降低由于混凝土膨胀收缩造成的裂缝，在泵房集水廊道位置设置后浇带，宽度1 m。

4.4 混凝土养护

1）考虑到12月份进入冬季施工阶段，最低气温接近0 ℃，混凝土浇筑完成后，及时使用塑料薄膜、土工织物、草垫进行覆盖。

2）考虑到钢模板散热较快，在流道进出口采用模板封口，避免混凝土表面温度过低。

5 结语

上海南新泾泵闸工程竖井灌流泵流道施工过程中，对于异形流道的复杂模板，通过对模板的设计、施工和支撑体系的把控，同时，通过浇筑方案的优化和现场控制，确保了模板体系的稳固，保证了流道的浇筑质量。对于防裂措施，通过设计混凝土配合比、采用冷凝水管、设置后浇带以及加强混凝土浇筑后的养护等措施，防止混凝土产生裂缝。

截至目前，进出水流道均已拆模，外观质量良好，为同类型异形流道的施工提供了成功的借鉴经验。