南水北调中线一期工程潮河渠道倒虹吸混凝土施工方案.docx

1、南水北调中线一期工程潮河渠道倒虹吸混凝土施工方案南水北调中线一期工程总干渠沙河南黄河南（委托建管项目）郑州2段工程第一施工标段 潮河渠道倒虹吸混凝土施工方案批准： 审核： 编制： 1、编制依据招投标文件及相应技术条款；南水北调郑州2-1标施工组织设计；潮河渠道倒虹吸施工导流方案设计部门提供的潮河渠道倒虹吸施工图纸；建筑地基处理技术规范 JGJ792002；水利水电工程施工组织设计规范 SL3032004；水工混凝土施工规范 DL/T51442001；水工混凝土钢筋施工规范 DL/T51692002；钢筋混凝土工程施工及验收规范 GBJ1065；建筑地基基础工程施工质量验收规范GB5020220

2、02；防洪标准 GB5020194；水力学（吴桢祥、杨玲霞、李国庆、孙东坡 编著）；水工建筑手册碗扣式脚手架施工规范相关内容。2、工程概况潮河渠道倒虹吸工程位置位于河南省郑州市管城区南曹乡毕河村南约300m 处，工程区附近有乡村公路与郑州南曹公路相通。倒虹吸进口渐变段起点桩号为总干渠 SH（3）179+496.5，出口渐变段终点桩号为总干渠SH（3）179+835.5，建筑物总长339m，倒虹吸管身横向为4 孔箱形钢筋混凝土结构，单孔孔径7.0m6.85m（宽高）。本工程混凝土施工主要有进出口渐变段垫层、护底、扭曲面混凝土，进出口闸室的垫层、底板、闸墩、排架工作桥、检修桥、桥面铺装层、门库侧墙

3、、门库底板、挡土墙等结构混凝土和管身段的垫层、洞身混凝土等，包括钢筋制作、安装，模板制作、安装，混凝土拌和、浇筑，埋件制作、安装等工作内容。混凝土浇筑约4.97万m3，钢筋制安约3711t。潮河渠道倒虹吸混凝土施工相关工程量表序号项目名称单位数量备注1混凝土工程1.1C20W6F150 混凝土底板m317831.2C20W6F150 混凝土扭曲面m3108251.3C25W6F150 混凝土闸底板m336871.4C25W6F150 混凝土闸墩m344341.5C30W6F150 混凝土牛腿m3191.6C30F150 混凝土排架m38841.7C25F150 混凝土检修桥预制安装m31111

4、.8C30F150 混凝土交通桥板预制安装m31151.9C30 混凝土桥面铺装层m3301.10C25W6F150 混凝土门库底板m34501.11C25W6F150 混凝土门库侧墙m39761.12C25W6F150 混凝土门库盖板预制安装m3471.13C30W6F150 混凝土洞身m3247521.14C10 混凝土垫层m316361.15C15 混凝土六角框格护坡预制安装m31281.16钢筋制作安装t37112止、排水工程m32.1密封胶填缝m322.2聚乙烯闭孔泡沫板(密度120kg/m3，厚度 20mm)m255002.3紫铜片止水(宽 500mm 厚 1.2mm)m27622

5、.4遇水膨胀橡胶止水带(宽 350mm 厚10mm)m17182.5PVC 排水管(110mm 壁厚 2.3mm)m19552.6250 集水暗管(软式透水管）m28152.7渠坡逆止阀个4102.8土工布(400g/m2)m25983、施工规划布置3.1施工程序潮河渠道倒虹吸混凝土施工总体程序为：基础处理验收混凝土垫层施工基础面验收钢筋绑扎止水材料及模板安装仓号验收混凝土浇筑模板拆除质量验收缺陷处理养护尾工处理。3.2施工布置潮河渠道倒虹吸利用沿渠道路和进场道路直通施工区，施工便利。除利用倒虹吸周围现有的乡村道路外，将根据自身需要修建其他临时施工道路。开挖区施工主干道沿开挖边线外侧修筑，与进

6、场道路贯通；施工支道连接施工主干道与场区、工作面和拌合站，随施工进展逐步修建。施工用风：本工程施工用风主要用于混凝土施工仓号的表面清理。所以采用空压机供风。施工用水：本工程的施工用水主要是混凝土浇筑面的润湿、混凝土结合面的冲洗以及混凝土浇筑完成后的养护。所有施工用水利用倒虹吸降排水施工抽取的地下水，铺设供水管道，供水管道采用直径100mm直埋式塑料管，工作面用水直接由钢管以及配套橡胶软管引用。供水管道上的配套阀门齐全，便于检修以防止干扰正常施工。施工用电：本工程施工用电主要用于钢筋及其他金属结构的焊机、现场的施工照明、混凝土振捣设备以及其他加工设备的运转，为满足施工要求，施工用电从倒虹吸附近的

7、变压器接入施工现场，并严格按照施工供电安全规范的要求进行布设。施工区照明：基坑两侧设置镝灯用来对施工场地大面积照明，各工作面另配置一定数量的小型照明灯具，满足局部照明需要。3.3施工规划在管身右侧布置四台5315塔吊（可根据施工现场情况分批购进），管身内布置布料机一台。塔吊负责管身钢筋模板等材料和设施的垂直运输，混凝土由8m3和10m3混凝土罐车运输，在管身左侧利用马道向倒虹吸内混凝土布料机供料，布料机向仓号内事先放置好的溜桶内卸料入仓。进、出口渐变段及闸室段配置一台25t汽车吊进行模板、钢筋等材料垂直运输，并配自制式小型皮带机进行混凝土浇筑施工。进口渐变段及闸室段采用光面竹胶模板，钢管架支撑

8、，采用25t汽车吊配合模板安装，采用小型皮带机并配2m3混凝土罐进行混凝土浇筑施工。管身钢筋混凝土每段分为两层进行施工，先施工底板，后施工边墙及顶板，施工分层如下图： 管身段尺寸相对固定，数量较大，利于整套模板的制定，所以采用钢模台车进行管身浇筑，内侧模板和外侧模板采用对拉螺栓固定。钢筋集中在潮河倒虹吸西侧钢加厂统一加工，运输到现场后，采用塔吊吊装至施工现场。场地允许的部位可采用反铲或长臂反铲入仓，提高混凝土浇筑速度。混凝土由拌和站集中拌制，8m3混凝土罐车运输，插入式振捣器振捣，底板及倒虹吸顶面采用磨光机进行初步抹面，人工精细收面。4、施工方法4.1倒虹吸工程混凝土施工特点及重点难点分析1）

9、本合同倒虹吸工程混凝土施工特点：（1）受作业面限制，不易采用较多设备，所以在倒虹吸内布置布料机，负责混凝土浇筑施工，对大型设备进行集中布置和管理；（2）管身段属地下结构，对混凝土浇筑质量、止水片安装质量要求高；（3）各浇筑面间存在较大的施工干扰；2）倒虹吸工程混凝土施工重点难点：结合本工程的特点及相关要求，我部在施工时针对以下项作为施工的重点和难点：（1）倒虹吸的混凝土收面；（2）止水带的安装保护及止水带周围的砼的振捣工作；（3）砼的外观质量控制;（4）夏季的砼施工2)重点难点施工措施（1）收面施工：对于混凝土底板过水面，表面采用平板振捣器，滚杠收平、提浆，磨光机进行粗平，可事先在过水道上架设

10、导轨，控制浇筑面高程，安排熟练的混凝土工至少分三次收平。在气温较高时，可架设遮阳网避免太阳直射使得混凝土表面失水过快，造成混凝土表面开裂。顶板收面可参照过水道的方案进行。（2）止水带周围砼：混凝土入仓时用铁锨分数次对止水带以下的混凝土进行充实，确认振捣密实后，再进行止水带以上混凝土施工；对于橡胶止水带，首先将止水带翻起，将止水带以下用混凝土料填筑密实，再进行止水带以上混凝土浇筑；在进行止水带以上混凝土施工时应小心振捣，保证振捣棒不接触止水带而引起止水变形。（3）砼的外观质量：尽量采用大块钢模版，减少模板的接缝，提高砼外观的整体质量；对使用的模板进行清洁刷油；两仓砼的接头处容易出现错台，我部在接

11、头处的模板在上层砼浇筑完时一起拆除。（4）夏季的温控措施：由于本工程所在区域气温条件较好，拟采取风冷骨料及加冷水拌和措施以满足温控要求。选用水化热较低的水泥，按混凝土配合比优化设计，尽量降低单位水泥用量和用水量，优先选用高效减水剂和引气剂及缓凝型的复合外加剂。运输混凝土的自卸汽车采用彩条布覆盖。选择一天内低温时段浇筑混凝土。混凝土在仓号内，施工主要有：卸料、平仓、振岛等工序。工序衔接是影响混凝土温度变化的主要因素，因此卸料、平仓、振岛之间的紧密衔接最为关键，卸料后及时平仓、振岛、覆盖。高温期覆盖目的主要是为了防止水分蒸发，防止混凝土的温度受阳光照射以及气温影响而回升，采用塑料布进行覆盖，方法是

12、：在混凝土完成平仓振捣后上层覆盖前，对混凝土面进行覆盖，同时根据水分的蒸发情况及时喷雾湿润，当下层混凝土施工时，随铺料过程边揭开塑料布边卸料。同时在仓面设置喷雾装置，改善仓面气温。针对夏季气温太高砼内部温度较高时，我部在浇筑砼之前埋设冷却水管，通冷却水进行降温，确保内外温差满足要求，砼不出现裂缝。4.2管身段混凝土施工4.2.1管身段混凝土施工程序4.2.1.1施工准备（1）建基面验收在基础处理完成并通过验收后，进行管身段建基面开挖清理，测量高程，人工找平后，直到达到设计要求的指标为止，并通过各部门联合检查验收。（2）测量放线垫层混凝土浇筑后，在混凝土面上放出立模位置，弹上墨线，作为模板安装的

13、依据；模板固定后，测量校正，并在模板上测量放出混凝土浇筑面高程，作为混凝土浇筑时控制依据；放样钢筋控制位置，便于准确地绑扎钢筋；所有放样点均采用不易被擦掉并且鲜艳显眼的记号标识。（3）基础清理测量检查基础面，清理基础面杂质。4.2.1.2钢筋制安钢筋由潮河钢筋加工厂统一加工，钢筋加工厂根据钢筋下料单加工钢筋。为尽量减少仓号的准备时间，钢筋尽量一次加工成型，应用于本工程的钢筋全部采用对焊连接。钢筋水平运输方式：采用平板车运输，从生产区钢筋加工厂运到施工现场。垂直运输方式：利用塔吊或汽车吊将运输到施工现场的钢筋半成品吊运至工作面，少量钢筋在基坑内的运输可采用人工。钢筋加工时间的安排原则是根据施工计

14、划提前进货，提前加工，流水线生产，不能因为钢筋加工环节影响整个倒虹吸的进度安排。计划分为四个班组：第一组负责钢筋下料，第二组负责钢筋加工，第三组负责钢筋运输和安装，第四组负责现场钢筋焊接。各班组之间分工合作，互相配合。（1）钢筋贮存钢筋进场后，项目质量部、物资设备部立即会同监理工程师按规范要求对钢筋进行外观检查，现场取样进行试验。试验合格后，按等级、规格、炉号分别验收、堆放，设立标识牌，垫高并加以遮盖，防止锈蚀及污染。无合格证和出厂试验报告的产品拒绝入场，现场检验不合格的产品立即清除出场。(2)钢筋除锈保持做到钢筋表面洁净。钢筋加工前将表面油漆污染和铁锈等清除干净，带有颗粒状或片状老锈的钢筋剔

15、除使用。(3)钢筋加工根据施工图纸中的钢筋表下料和加工制作钢筋，钢筋的制作质量必须符合设计要求和规范的规定。主要控制项目为：不能有脱焊点和漏焊点；直径为2540mm钢筋对焊焊接接头根部未焊透的深度，允许偏差为0.15d，d为钢筋的直径。一般控制项目：焊缝表面和焊缝中无裂缝；钢筋对焊焊接接头处钢筋中心线的位移允许偏差为0.15d且不大于2 mm；长度为2d的焊缝表面和焊缝截面上的蜂窝、气孔、非金属杂质不大于1.5d或小于3个；钢筋长度方向的允许偏差为-25mm+25mm，d为钢筋的直径。（4）钢筋安装现场技术员按照施工图纸指导工人进行钢筋绑扎。底板钢筋：钢筋绑扎前，进行精确测量放线，确定钢筋位置

16、；依次绑扎下层钢筋网、上层钢筋网、端头钢筋、墙体立筋，上下钢筋网片通过架立筋支立、连接。 墙体钢筋：墙体钢筋在相应管身段底板浇筑后进行绑扎，因为在进行底板钢筋绑扎时，墙体立筋已经竖起，所以对于墙体而言，主要任务是绑扎分布筋、堵头止水带钢筋和进行钢筋的加固与调整。顶板钢筋：顶板钢筋的绑扎在顶模就位调整结束后进行。边墙和中墙通长立筋在绑扎底板钢筋时一次绑扎到位。绑扎时，在仓号内搭设临时工作台，以便钢筋立起就位，中墙和边墙钢筋架立就位后，钢筋底部与底板钢筋焊接固定，上部钢筋采用剪刀撑固定。外墙钢筋搭设双排脚手架固定。钢筋保护层厚度控制采用高一标号的预制垫块，通过预埋的扎丝绑扎固定在钢筋上，加垫在钢筋

17、和模板之间。钢筋安装的主控项目为：钢筋数量、规格尺寸、安装位置符合设计图纸。一般控制项目：同一排受力钢筋间距的局部允许偏差为12.5 mm间距；同一排分布筋间距允许偏差为20 mm间距；保护层厚度的局部允许偏差为12.5mm。4.2.1.3模板安装管身段底板外墙采用组合定型钢模板，上、下倒角为定制钢模板；墙体内模组合钢模板，外模板采用全钢大模板；管顶采用定型钢模板，顶板外墙为全钢大模板；端头模板采用光滑的竹胶板配合方木拼装成自制模板，模板按照堵头形状、止水带位置、间距等制作。内部侧墙模板及顶部钢模板均利用内部架设的碗扣式满堂红脚手架进行加固支撑。模板安装可与相应部位的钢筋、止水带、填封材料安装

18、穿插进行，特别是端头部位。顶板钢筋需在顶板模板安装就位调整完毕后开始。所有模板间缝隙填塞双面胶或海绵条，防止混凝土浆液外流。安装完后的模板表面光滑、接缝严密，不漏浆。模板内侧浇筑面浇筑前涂刷脱模隔离剂，以保证混凝土外表光滑平顺。1#、2#进口斜管段，共配四套侧模和六套顶模（一套模板为一联两孔，为定型钢模板），具体的模板型号和数量如下表4-4所示。表4-1 潮河倒虹吸模板用量表序号规格合计块数单块重量理论重量（kg）宽长12.13100271.462714620.52.15673.7141283角0.3+0.5*2+0.0.51.523290.232093341.21.5936105.15984

19、2050.41.510425.7826810.21.514412.8918560.20.5168.221316外墙三角形2.201*8.8*9.071476.023047内墙三角形1.353*5.4*5.567828.68229.44合计重量155828注：配置原则，一联两孔，共配置四套，侧模配4套数量，顶模配6套数量。(1)模板选型原则1）结合本工程的施工机械布置情况，采用便于安装和拆卸结构，减轻工人劳动强度，简化模板施工工艺。2）模板材料符合规范要求，其结构有足够的稳定性、刚度和强度，有足够的密封性，保证混凝土的结构尺寸、形状和相互位置符合设计规定。（2）模板规划根据本工程的结构特点、混凝

20、土施工工艺要求和总进度安排，潮河河渠倒虹吸主要模板选型如下： 1)底板底板外侧模板采用组合钢模板（采用P1215模板），外侧腹板内侧倒角、中腹板两侧倒角悬空模板采用定型钢模板。支撑采用48mm3.5mm钢管。倒角悬空模板采用48mm3.5mm脚手架钢管作横围囹，顶部穿对拉拉杆固定，底部支撑在12mm钢筋制作的钢筋凳上。悬空模板底部固定采用单向拉杆，拉杆前端与垫层内的预埋钢筋焊接连接。2) 腹板及顶板模板腹板及顶板模板采用的模板规格根据倒虹吸管身段尺寸，用尺寸为P1215，P4015m, P1015m钢模板组合使用。顶部倒角部位采用定型钢模板，其形式同底板部位倒角定型钢模板。腹板横竖围囹采用双排

21、48mm3.5mm脚手架钢管，模板之间固定采用对拉拉杆，模板内侧采用锥体双向丝杠，内外侧拉丝均穿入丝杠内，形成整体对拉连接。拆模后，将模板内的丝杠取出，可以重复利用。将外侧留下的孔用高标号水泥砂浆填补，内部过水断面上的孔用环氧砂浆进行填补。模板之间定位采用10号工字钢，工字钢设在靠近拉杆处，随着混凝土的浇筑，逐步拆除定位方木。顶板支撑：顶板支撑采用碗扣式脚手架满堂支撑，脚手架基本框格单元为600mm（横距）900mm（纵距）900mm（步距），满堂脚手架上设可调托撑，在托撑上铺设10号工字钢主龙骨，然后沿纵向铺设次龙骨（10号工字钢），中心间距300cm，在其上再铺设钢模板，脚手架底部设可调托

22、撑，托撑底部设520cm跑道板，严禁脚手架支撑在底板混凝土上，防止对底板混凝土的损害。3）端部模板管身段端部两侧模板由于需要安设止水带，因此采用15mm厚竹胶模板配制，1010mm方木做背楞，间距30cm，采用48mm3.5mm脚手架钢管作围囹，与边墙围囹一起连接，加固牢固。局部采用单向拉杆固定，拉杆端部与墙体钢筋焊接连接，拉杆处理方式同边腹板拉杆处理方式。4） 进、出口段模板进、出口渐变段模板采用竹胶板，便于变形施工,在先回填后浇筑部分只需外侧架立模板，先浇筑后回填段内外侧都需架立模板。模板采用连拉带顶方式加固。(3)提高混凝土外观质量的措施1）尽量使用整体面板，局部使用小模板和木板。2）面

23、板拼缝严密，脱模剂涂刷均匀。3）为保证外观质量，所有外露面钢模板使用新模板。4）模板拼缝使用双面胶带或海绵条。(4)模板安装施工措施1）模板工程严格按照设计要求和规范施工。2）所有模板、支架要有足够的强度、刚度，支架稳定、不跑模、不漏浆。3）固定模板的拉杆不应弯曲，拉杆与锚环的连接牢固，以保证在承受荷载时有足够的锚固强度。4）在组装模板时，使两侧模板上的拉杆孔对称布置，以保证拉杆与模板面保持垂直。5）模板表面必须平整光滑。6）墙体模板拼接时，从边角开始，向相互垂直的两个方向组接，这样可以较少临时支撑。(5)潮河渠倒虹吸顶部满堂支架验算满堂脚手架立杆间距为600900mm，步距为600mm，在立

24、杆顶部加设可调顶托，在顶托上横向铺设主龙骨10#槽钢，中心间距为300mm。1）荷载计算表4-5 模板验算荷载标准值和系数荷载类型荷载标准值荷载系数模板自重0.7KN/m21.2现浇砼重量30 KN/m21.210#槽钢0.83 KN/m21.2施工人员及设备2.5 KN/m21.4振捣时对砼产生的荷载2.0 KN/m21.4G=（0.7+30+0.83）1.2=37.84 KN/m2Q=（2.5+2.0）1.4=6.3 KN/m2G+Q=37.84+6.3=44.14 KN/m2已知钢管483.5 A=489.303mm2 ，f=205（N/mm2），=N/An=44.140.60.9103

25、/489.303=48.71（N/mm2）f=205（N/mm2）故强度符合要求。2）刚度（挠度）计算槽钢的E=2.06105N/mm2 Iy=25.6cm4 Q=（30+0.83+0.7）1.2=37.84 KN/m2 由于在600900mm范围内，10#槽钢并不是全部布满，中间留有空隙，在600900mm内拟布置三根10#槽钢，则ql=37.840.6=22.704 KN/mmax=5ql4/（384EI）=(537.8410-36004300)/(38420.610525.6104)=0.363L/400=1.5mm故刚度符合要求。3）稳定性计算已知采用483.5 i=1.58cm，钢管

26、的步距为0.6m。钢管的稳定计算通常采用N/（PA）f式中P为轴心受压构件的稳定系数，应根据=l0/i值通过规范查得，式中l0为立杆的计算长度，对于满堂支架l0=Kh， K为长度附加系数，其值为1.155，h为立杆步距。l0=1.1550.6=0.693 =0.693/1.58=43.861查表P=0.933N/（PA）=/P=32.48/0.933=34.8（N/mm2）f=205（N/mm2）故稳定性符合要求。4）地基承载力计算由于满堂支架座落在倒虹吸管身段底板上，故地基承载力不必计算。（6）管身段侧墙模板侧压力计算侧墙厚度为1.2米，计划管身段分两次浇筑，第一次浇筑至底板倒角以上1米处，

27、第二次浇筑至顶板处，侧墙混凝土侧压力计算位置至新浇混凝土顶面的总高度H=9.35-2.25=7.1m，混凝土浇筑速度预计为V=1m/h，施工时间雨季为6、7、8月份，按最低平均气温T=5计算。侧模荷载计算新浇混凝土对模板的侧压力F1=0.22rcto12V1/2F2=rcH上式中取所得数值的较小值F1、F2新浇砼的最大侧压力to新浇砼初凝时间 to =200/（T+15）=200/（5+15）=10h1外加剂修正系数，有外加剂1=1.22塌落度修正系数，2=1.15V砼浇筑速度 V=1m/hH侧墙计算高度 H=7.1mrc 混凝土重力密度 rc=25KN/m3F1=0.2225101.21.1

28、511/2=75.9KN/m2F2= rcH=257.1=177.5KN/m2F1F2 取F1=75.9 KN/m2设计值F=1.275.9=91.08 KN/m2倾倒混凝土产生的荷载取2KN/m2设计值1.42=2.8KN/m2荷载组合F=91.08+2.8=93.88KN/m2、对拉螺杆计算计划螺杆间距为500600mm螺杆承受拉力F=93.880.50.6=28.164KN=28164N所需螺杆截面Ao=F/=28164/170=165.67mm2选用18螺杆有效面积A=189mm2165.67mm2故螺杆选用18，考虑到边腹板外加斜向支撑，将对拉螺杆间距调整为1.00.6m模板制作安装

29、的主控项目：稳定性、刚度和强度通过计算符合设计要求。一般控制项目：模板表面光洁、无污物、接缝严密；模板平整度、相邻两板面高差，外露表面钢模允许偏差2 mm，木模允许偏差3 mm，隐蔽内表面钢模允许偏差5 mm，木模允许偏差5 mm；局部不平允外露表面钢模允许偏差2 mm，木模允许偏差5 mm，隐蔽内表面钢模允许偏差10 mm，木模允许偏差10 mm；板面缝隙外露表面钢模允许偏差1 mm，木模允许偏差2 mm，隐蔽内表面钢模允许偏差2 mm，木模允许偏差2 mm；结构物边线与设计边线外露表面允许偏差10 mm，隐蔽内表面允许偏差15 mm；结构物水平断面尺寸允许偏差20 mm；承重模板标高允许偏差为5 mm。4.2.1.4止水带、伸缩缝施工浇筑混凝土时不得冲撞止水带，当混凝土将要淹没止水带时应再次清除其表面的污垢。振捣混凝土时，振捣棒应避免触及止水带，嵌固止水带的模板应推迟拆模时间。在对止水带处的混凝土进行浇筑时，需要适当延长振捣时间，并安排测量人员对止水带的位置进行实时观测，确保止水带周围的混凝土振捣密实并保证止水带位置准确。对于水平止水带下部的混凝土的施工更要加倍重视。（1）止水设施的型式、尺寸、埋设位置和材料的品种规格应符合本工程施工图纸的规定。其拉伸强度、伸长率、