大型双向预应力倒虹吸施工技术

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1、大型双向预应力倒虹吸施工技术内容提要：结合工程实例，介绍了大型双向预应力砼倒虹吸的施工方案、施工工艺及综合配套技术。对以后同类倒虹吸的施工具有一定的借鉴作用。关键词：预应力倒虹吸砼布料机内衬台车防水螺栓1工程概况南水北调中线直管项目八标界河倒虹吸工程位于河北省满城县尉公村东北1.0km的界河上，界河渠道倒虹吸工程由倒虹吸管身段、出口闸室段以及出口渐变段三部分组成，建筑物总长度420m。主要工程量砼28105m3，钢筋砼661m3，钢绞线584t。倒虹吸管身为两孔一联的预应力钢筋砼箱涵，单孔过水断面尺寸为6.5m×6.5m(宽×高)，顶板、中墙、边墙厚度均为1.0m，底板厚度为

2、1.1m。预应力钢筋为双向布置，底板、顶板横向布置，边墙、中墙竖向布置。预应力钢筋为钢绞线，底板、顶板、边墙及中墙均为双排预应力钢绞线布置，距混凝土面层为200mm，钢绞线间距450mm。预应力钢绞线均为单相张拉，底板、顶板为间隔反向张拉，边墙、中墙同向向上张拉。钢绞线倒虹吸管身段总长度315m，共分23个管节，管身段砼工程量共计17100m3，钢筋工程量共计1150t，预应力钢绞线584t。出口闸室段20m，两孔一联钢筋砼结构，单孔过水断面尺寸6.5m×13.089m(宽×高)，底板、边墙厚度1.8m，中墙厚度1.2m。设有检修闸2扇、工作闸门2扇，闸门工作时，均由启闭机控

3、制。砼2503m3，钢筋工程量208t，金属结构设备总重量160.8t。出口直线扭曲渐变段5节共计长85m，每节长17m，节与节之间采用橡胶止水带止水。由高度10.191m渐变到17.475m，表面为渐变双曲拱面。砼8502m3，钢筋工程量303t。2施工技术特点分析2.1界河倒虹吸设计为双向预应力砼箱涵结构，施工工序复杂，要求施工组织严密。2.2砼塌落度小，入仓难度大，砼浇筑振捣难。2.3管身结构型式大而宽，每仓砼浇筑方量大，持续时间长，施工措施可靠度要求高。2.4闸室各部断面、尺寸变化繁复，模板及支撑复杂多变。2.5扭曲渐变段为不规则渐变双曲面，放线、固定模板不易，线型控

4、制难度大。2.6基于结构防渗、使用寿命及自流对糙度的需要，对模板及其固定支撑系统的要求不同于其它工程项目。模板要有足够的刚度、强度、稳定性外，还要保证表面平顺以降低砼糙率，施工中模板间的拉杆需要特殊加工，既不能使砼通透又不能出露表面。3施工方案确定3.1砼入仓方式选择倒虹吸基坑开挖深度大，基底比地面低16m。砼浇筑方量大，正常施工可以采用砼输送泵泵送砼入仓，但由于管身砼塌落度（4～8cm）小，满足不了泵送砼塌落度的要求。其次还可以采取汽吊车吊装砼入仓，根据吊重和距离至少需投入两台25t汽车吊。而吊车站位，还须加宽倒虹吸两侧的开挖宽度，增加倒虹吸基础的土石方开挖与回填工程量，不

5、仅浇筑速度慢、工效低，也无法满足分层施工的技术要求。第三种方案是采取龙门吊式皮带布料机输送砼入仓，通过布料机上的皮带进行水平运输，经串筒将砼的垂直运输到仓面。依靠布料机的行走系统与砼分料器的选择可进行砼任意仓位的浇筑施工。经过分析比选，确定倒虹吸主体砼浇筑采取自设龙门吊式皮带布料机输送砼入仓。根据分仓情况，考虑分层施工不至出现冷缝的需要，按25～30m3/h的浇筑速度进行龙门吊式皮带布料机的设计和制作。3.2管身段内模形式选择倒虹吸管身长、节数多、断面大，按通常情况采用支架法施工，需要搭设和支拆脚手架及模板的工作量巨大，并且劳动强度大、速度慢、损耗大、施工质量不易控制。采用内

6、模简易台车进行施工，不但简便易行，而且对保证工程质量、提高施工速度、节省材料消耗、降低劳动强度和工程造价，有着明显的优势。3.3扭曲渐变段模板选择由于直线扭曲渐变段表面为渐变双曲拱面，每个断面的曲面曲率不同，按设计尺寸制作一套定型钢模费用大约95万元。为降低成本，选用定型组合钢模拼装曲面，钢脚手固定。3.4墙体模板支撑拉杆选择固定墙体的内外模板通常采用圆钢筋车丝或焊接短丝杆做拉杆、模板间加设木支撑的方法，而本项目为过水构筑物，考虑防水的需要，不允许使用普通钢拉杆及穿墙套管。选用特制的止水螺杆。4特殊施工设计4.1龙门吊式皮带布料机设计龙门吊式皮带布料机主要由龙门绗架结构、行走

7、系统、皮带输送系统、跨越基坑的栈桥下料与串桶五部分组成。见图4－1龙门吊式皮带布料机立面图。4.1.1龙门吊式皮带布料机的原理布料机布料通过行走系统进行前后定位，砼水平运输由皮带传送，通过布料机不同位置的分料器选择入仓的位置，再经串筒到达仓面，以此解决了倒虹吸基坑中的砼水平运输与垂直运输。布料机右岸的栈桥在布料施工时靠岸端平放在岸坡罐车道边供罐车卸料，行走时通过卷扬机吊起以便于行走方便。图4－1龙门吊式皮带布料机立面图4.1.2龙门吊式皮带布料机的设计及改进龙门吊式皮带布料机在实际施工中改进了5个皮带分