唐河倒虹吸工程的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

唐河倒虹吸工程的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

1地震防烈度設(shè)計(jì)唐河虹吸技術(shù)是小川河運(yùn)河工程的大型建設(shè)項(xiàng)目。位于河北省定州市，位于蒙古國(guó)西部以北14公里的唐河運(yùn)河上。工程等級(jí)為Ⅰ級(jí),主體建筑物等級(jí)為1級(jí)。倒虹吸設(shè)計(jì)流量為135m3/s,加大流量為160m3/s。工程設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇,校核標(biāo)準(zhǔn)為300年一遇。地震設(shè)防烈度為6度。唐河倒虹吸工程由進(jìn)出口連接渠、倒虹吸、節(jié)制閘、退水閘4部分組成,總長(zhǎng)1542m。其中倒虹吸由進(jìn)口漸變段、進(jìn)口閘室、管身、出口閘室、出口漸變段5部分組成,管身采用三孔一聯(lián)鋼筋混凝土箱形結(jié)構(gòu),單孔斷面尺寸為5.5m×5.7m(寬×高)。主要工程量:土方開(kāi)挖125.43萬(wàn)m3,土方回填124.74萬(wàn)m3,混凝土澆筑9.95萬(wàn)m3,鋼筋制作安裝7914.1t,砌石(含碎石墊層)3.84萬(wàn)m3。本工程分2個(gè)施工標(biāo)段,施工單位分別為I標(biāo)中國(guó)水電六局和II標(biāo)河北省水工局;監(jiān)理單位為水利部山西勘測(cè)研究設(shè)計(jì)院;設(shè)計(jì)單位為水利部河北水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院。唐河倒虹吸工程自開(kāi)工以來(lái),參建各方堅(jiān)持“質(zhì)量第一、預(yù)防為主”的方針,精心組織、科學(xué)管理,截至目前主體混凝土已基本完成,所澆混凝土內(nèi)實(shí)外光,連接縫平順,無(wú)裂縫。在施工過(guò)程中主要從以下方面進(jìn)行重點(diǎn)分析和控制。2混凝土中堿活性反應(yīng)依據(jù)唐河倒虹吸初步設(shè)計(jì)報(bào)告,混凝土澆筑細(xì)骨料為唐河砂子。中國(guó)水利水電科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)材料所采用砂漿棒快速法對(duì)唐河砂料進(jìn)行堿活性檢驗(yàn),結(jié)果為:唐河砂料具有潛在危害性反應(yīng)骨料。堿活性反應(yīng)是混凝土中的一大頑癥,俗稱(chēng)混凝土中的“癌癥”。對(duì)于堿活性骨料國(guó)際上主要有兩種措施,一種是“零風(fēng)險(xiǎn)”,不采用;另一種是“低風(fēng)險(xiǎn)”,通過(guò)采用低堿水泥,摻摻和料如粉煤灰、礦粉、硅粉等措施對(duì)堿反應(yīng)進(jìn)行抑制。對(duì)此參建各方高度重視,多次邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)專(zhuān)家進(jìn)行反復(fù)論證,并進(jìn)行了多種方案比選,最后為確保混凝土不發(fā)生堿活性反應(yīng),改用了不具有堿活性的沙河砂料,從原材料上保證了混凝土的質(zhì)量。3混凝土的摩爾比3.1水泥、粉煤灰混凝土配合比原材料選取嚴(yán)格按程序選定,細(xì)骨料選用沙河砂料;粗骨料選用曲陽(yáng)縣東口南料場(chǎng)生產(chǎn)的石灰?guī)r質(zhì)碎石;粒徑為5～20mm、20～40mm兩級(jí);水泥選用“鼎鑫”牌普通硅酸鹽42.5強(qiáng)度等級(jí)水泥;粉煤灰選用西柏坡電廠(chǎng)二級(jí)粉煤灰;外加劑為河北省混凝土外加劑廠(chǎng)產(chǎn)DH3G高效減水劑、DH9引氣劑。3.2該計(jì)劃的概念為確?；炷恋姆罎B、抗凍、耐久、變形、抗裂能力,采取聯(lián)摻高效減水劑與引氣劑、優(yōu)選石子級(jí)配,控制較小水膠比及富余砂率的綜合技術(shù)措施。3.3混凝土配合比試驗(yàn)配合比試驗(yàn)方案采用正交設(shè)計(jì)法,選用L9(34)正交表,考查水膠比、粉煤灰摻量、DH9引氣劑摻量3因素對(duì)混凝土拌合物密度、用水量、含氣量,7d和28d強(qiáng)度等指標(biāo)的影響,為初步選擇配合比主要參數(shù)提供依據(jù),在此基礎(chǔ)上進(jìn)行混凝土配合比驗(yàn)證性試驗(yàn)。3.4施工注意事項(xiàng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)正交試驗(yàn)推薦的混凝土配合比組織有關(guān)專(zhuān)家進(jìn)行論證,與會(huì)專(zhuān)家聽(tīng)取了混凝土配合比試驗(yàn)情況充分討論后,同意推薦配合比并明確施工中應(yīng)注意如下事項(xiàng)。1)嚴(yán)格控制砂料細(xì)度模數(shù),宜在中砂上限范圍。2)嚴(yán)格控制小石針片顆粒含量。3)加強(qiáng)對(duì)粉煤灰燒失量的檢測(cè)。4)施工過(guò)程中做好溫度監(jiān)測(cè)記錄。5)根據(jù)監(jiān)測(cè)成果,隨時(shí)調(diào)整溫度控制措施。6)做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作。4溫度對(duì)混凝土坍落度的影響混凝土澆筑溫度是混凝土施工中控制的重點(diǎn)和難點(diǎn),入倉(cāng)溫度控制不好將直接影響混凝土的坍落度、和易性,而且會(huì)使混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大,從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力,導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。對(duì)此在施工過(guò)程中主要采取了以下溫度控制措施。4.1凝土澆筑時(shí)段為避開(kāi)溫度過(guò)高和過(guò)低季節(jié)施工,保證混凝土的質(zhì)量,規(guī)定混凝土的澆筑時(shí)段為:3月15日～6月30日;9月1日～11月30日;并要求施工單位澆筑高峰期控制在4,5,9,10月黃金季節(jié),進(jìn)入6月和11月要采取高、低溫季節(jié)施工措施。4.2混凝土澆筑工藝進(jìn)入6月后,外界溫度一般在26～35℃,為確?；炷翝仓|(zhì)量主要采取如下措施:1)對(duì)水泥的入罐溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制,溫度控制在45℃以下。2)粗細(xì)骨料的堆積高度均在6m以上。3)骨料降溫措施I標(biāo)段采用打設(shè)涼棚并抽井水對(duì)骨料進(jìn)行噴淋降溫(唐河澆筑用水為自采地下水,井深約50m,夏季地下井水的溫度為17℃左右);II標(biāo)購(gòu)置了1臺(tái)7m3的制冷機(jī)對(duì)井水進(jìn)行制冷,井水經(jīng)制冷后由原來(lái)17℃左右降為7℃左右,用制冷的水對(duì)骨料進(jìn)行噴淋降溫,并用制冷水作為混凝土的拌合用水,具體溫度變化如表1所示。4)提高澆筑速度通過(guò)增加運(yùn)輸機(jī)械、振搗和抹面技術(shù)工人數(shù)量等措施,提高混凝土澆筑速度。5)調(diào)整混凝土澆筑時(shí)間唐河倒虹吸單倉(cāng)澆筑最大量為580m3,澆筑所需時(shí)間為18h,澆筑時(shí)一般安排在下午5時(shí)至次日11時(shí)。6)混凝土養(yǎng)護(hù)底板和頂板采用覆蓋草簾子或兩布一膜后灑水;墻體采用懸掛兩布一膜加噴淋的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。4.3冬季施工措施管理河北地區(qū)11月氣溫一般在3～17℃,混凝土施工時(shí)為防止寒流的突然襲擊主要采取如下措施:1)施工單位編制冬季施工措施。2)安排專(zhuān)職人員每天測(cè)溫,注意收聽(tīng)天氣預(yù)報(bào)。3)調(diào)整混凝土澆筑時(shí)間,混凝土澆筑安排在白天。4)購(gòu)置棉被、草簾子、保溫膜等材料,對(duì)新澆混凝土進(jìn)行覆蓋。5)將大模板拼裝,對(duì)管身兩側(cè)洞口進(jìn)行封堵,避免寒流通過(guò)。6)對(duì)具備回填條件的管身混凝土及時(shí)進(jìn)行回填。5管身澆筑的關(guān)鍵部位管身結(jié)構(gòu)及澆筑順序如圖1所示。管身澆筑分3次,第1次澆筑至墻體八字以上30cm,第2次澆筑至頂板八字以下20cm,第3次完成管身澆筑。整個(gè)管身澆筑的關(guān)鍵和難點(diǎn)部位為:(1)底板根部;(2)地板倒八字;(3)分次澆筑的施工縫。5.1混凝土澆筑和澆筑1)在支立地板側(cè)模底肋部位混凝土墊層上,用水準(zhǔn)儀超平掛鋼線(xiàn),再用高強(qiáng)度等級(jí)水泥砂漿進(jìn)行二次找平,待找平層達(dá)到強(qiáng)度后,進(jìn)行支模。2)側(cè)模底肋與找平層結(jié)合部位壓雙面膠條兩層。3)混凝土澆筑前,在模板底部?jī)?nèi)側(cè)用水泥砂漿進(jìn)行封堵。4)混凝土澆筑時(shí)沿模板根部均勻鋪設(shè)同強(qiáng)度等級(jí)砂漿2～3cm,以防根部個(gè)別部位骨料集中,漿液偏少。5)沿模板根部第一層混凝土人工進(jìn)行鋪料。5.2鋪設(shè)倒八字混凝土1)地板澆筑完后作適當(dāng)停頓,再鋪設(shè)倒八字混凝土,這樣可有效防止倒八字混凝土振搗時(shí)漿液流失而出現(xiàn)蜂窩、麻面。2)鋪設(shè)倒八字混凝土?xí)r,要設(shè)專(zhuān)人將角部集中骨料及時(shí)清理。3)降低鋪料厚度,倒八字尺寸為30×30cm,鋪料分兩次每15cm鋪設(shè)1次。4)倒八字混凝土振搗時(shí)改用ue78830mm小振搗棒(地板振搗時(shí)采用ue78870mm振搗棒),以便增加振搗時(shí)間,使氣泡充分排出。5)混凝土振搗的同時(shí),用橡皮錘敲打倒八字混凝土外模。5.3不同數(shù)量的接頭施工5.3.1預(yù)埋螺栓加固I標(biāo)段水電六局采用在一期混凝土頂面以下20cm預(yù)埋墻體對(duì)拉螺栓,二期混凝土模板支立時(shí)首先在模板上粘貼雙面膠條,再利用預(yù)埋螺栓進(jìn)行加固。優(yōu)點(diǎn)是模板周轉(zhuǎn)快,所需模板套數(shù)少,投入小;缺點(diǎn)是工序多、工藝復(fù)雜,模板與一期混凝土加固不牢或結(jié)合不緊密容易出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)或漏漿,影響混凝土外觀質(zhì)量。II標(biāo)段河北局采用一期混凝土模板不拆除直接支立二期混凝土模板。優(yōu)點(diǎn)是連接縫平順、無(wú)錯(cuò)臺(tái),支立模板工序少、速度快、工效高;缺點(diǎn)是模板周轉(zhuǎn)次數(shù)少,所需模板套數(shù)多,投入大。5.3.2粗骨料石栽放唐河倒虹吸工程一期混凝土與二期混凝土結(jié)合面的鑿毛除按傳統(tǒng)施工縫處理工藝外,還采用了“栽石法”新技術(shù)。即混凝土初凝之前,在混凝土表面均勻栽放直徑2～4cm的粗骨料石(粗骨料石提前用水浸洗),栽放深度約為尺寸的2/3外露1/3,待混凝土初凝后,用鋼絲刷刷掉混凝土表面乳皮。此工藝可以提高混凝土接縫質(zhì)量,比混凝土傳統(tǒng)鑿毛時(shí)間短,勞動(dòng)強(qiáng)度低。5.3.3鋪設(shè)混凝土底板混凝土澆筑前按規(guī)范要求對(duì)表面進(jìn)行清理、并用高壓水沖洗后,鋪設(shè)2～3cm同強(qiáng)度等級(jí)砂漿,混凝土底板時(shí),嚴(yán)禁以振搗代替平倉(cāng),要隨澆隨平、不堆積,并防止骨料在邊角及止水部位出