唐河倒虹吸工程的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

唐河倒虹吸工程的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1地震防烈度設(shè)計唐河虹吸技術(shù)是小川河運河工程的大型建設(shè)項目。位于河北省定州市，位于蒙古國西部以北14公里的唐河運河上。工程等級為Ⅰ級,主體建筑物等級為1級。倒虹吸設(shè)計流量為135m3/s,加大流量為160m3/s。工程設(shè)計防洪標(biāo)準為100年一遇,校核標(biāo)準為300年一遇。地震設(shè)防烈度為6度。唐河倒虹吸工程由進出口連接渠、倒虹吸、節(jié)制閘、退水閘4部分組成,總長1542m。其中倒虹吸由進口漸變段、進口閘室、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:土方開挖125.43萬m3,土方回填124.74萬m3,混凝土澆筑9.95萬m3,鋼筋制作安裝7914.1t,砌石(含碎石墊層)3.84萬m3。本工程分2個施工標(biāo)段,施工單位分別為I標(biāo)中國水電六局和II標(biāo)河北省水工局;監(jiān)理單位為水利部山西勘測研究設(shè)計院;設(shè)計單位為水利部河北水利水電勘測設(shè)計研究院。唐河倒虹吸工程自開工以來,參建各方堅持“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)實外光,連接縫平順,無裂縫。在施工過程中主要從以下方面進行重點分析和控制。2混凝土中堿活性反應(yīng)依據(jù)唐河倒虹吸初步設(shè)計報告,混凝土澆筑細骨料為唐河砂子。中國水利水電科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)材料所采用砂漿棒快速法對唐河砂料進行堿活性檢驗,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,俗稱混凝土中的“癌癥”。對于堿活性骨料國際上主要有兩種措施,一種是“零風(fēng)險”,不采用;另一種是“低風(fēng)險”,通過采用低堿水泥,摻摻和料如粉煤灰、礦粉、硅粉等措施對堿反應(yīng)進行抑制。對此參建各方高度重視,多次邀請國內(nèi)專家進行反復(fù)論證,并進行了多種方案比選,最后為確?；炷敛话l(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格按程序選定,細骨料選用沙河砂料;粗骨料選用曲陽縣東口南料場生產(chǎn)的石灰?guī)r質(zhì)碎石;粒徑為5～20mm、20～40mm兩級;水泥選用“鼎鑫”牌普通硅酸鹽42.5強度等級水泥;粉煤灰選用西柏坡電廠二級粉煤灰;外加劑為河北省混凝土外加劑廠產(chǎn)DH3G高效減水劑、DH9引氣劑。3.2該計劃的概念為確?；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混凝土配合比試驗配合比試驗方案采用正交設(shè)計法,選用L9(34)正交表,考查水膠比、粉煤灰摻量、DH9引氣劑摻量3因素對混凝土拌合物密度、用水量、含氣量,7d和28d強度等指標(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)上進行混凝土配合比驗證性試驗。3.4施工注意事項對實驗室通過正交試驗推薦的混凝土配合比組織有關(guān)專家進行論證,與會專家聽取了混凝土配合比試驗情況充分討論后,同意推薦配合比并明確施工中應(yīng)注意如下事項。1)嚴格控制砂料細度模數(shù),宜在中砂上限范圍。2)嚴格控制小石針片顆粒含量。3)加強對粉煤灰燒失量的檢測。4)施工過程中做好溫度監(jiān)測記錄。5)根據(jù)監(jiān)測成果,隨時調(diào)整溫度控制措施。6)做好混凝土養(yǎng)護工作。4溫度對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和難點,入倉溫度控制不好將直接影響混凝土的坍落度、和易性,而且會使混凝土內(nèi)外溫差過大,從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力,導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。對此在施工過程中主要采取了以下溫度控制措施。4.1凝土澆筑時段為避開溫度過高和過低季節(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)對水泥的入罐溫度進行嚴格控制,溫度控制在45℃以下。2)粗細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)涼棚并抽井水對骨料進行噴淋降溫(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)購置了1臺7m3的制冷機對井水進行制冷,井水經(jīng)制冷后由原來17℃左右降為7℃左右,用制冷的水對骨料進行噴淋降溫,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)提高澆筑速度通過增加運輸機械、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)整混凝土澆筑時間唐河倒虹吸單倉澆筑最大量為580m3,澆筑所需時間為18h,澆筑時一般安排在下午5時至次日11時。6)混凝土養(yǎng)護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行養(yǎng)護。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)安排專職人員每天測溫,注意收聽天氣預(yù)報。3)調(diào)整混凝土澆筑時間,混凝土澆筑安排在白天。4)購置棉被、草簾子、保溫膜等材料,對新澆混凝土進行覆蓋。5)將大模板拼裝,對管身兩側(cè)洞口進行封堵,避免寒流通過。6)對具備回填條件的管身混凝土及時進行回填。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。整個管身澆筑的關(guān)鍵和難點部位為:(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,用水準儀超平掛鋼線,再用高強度等級水泥砂漿進行二次找平,待找平層達到強度后,進行支模。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,在模板底部內(nèi)側(cè)用水泥砂漿進行封堵。4)混凝土澆筑時沿模板根部均勻鋪設(shè)同強度等級砂漿2～3cm,以防根部個別部位骨料集中,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)專人將角部集中骨料及時清理。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改用ue78830mm小振搗棒(地板振搗時采用ue78870mm振搗棒),以便增加振搗時間,使氣泡充分排出。5)混凝土振搗的同時,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)埋墻體對拉螺栓,二期混凝土模板支立時首先在模板上粘貼雙面膠條,再利用預(yù)埋螺栓進行加固。優(yōu)點是模板周轉(zhuǎn)快,所需模板套數(shù)少,投入小;缺點是工序多、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)錯臺或漏漿,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)點是連接縫平順、無錯臺,支立模板工序少、速度快、工效高;缺點是模板周轉(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)鑿毛時間短,勞動強度低。5.3.3鋪設(shè)混凝土底板混凝土澆筑前按規(guī)范要求對表面進行清理、并用高壓水沖洗后,鋪設(shè)2～3cm同強度等級砂漿,混凝土底板時,嚴禁以振搗代替平倉,要隨澆隨平、不堆積,并防止骨料在邊角及止水部位出