大跨度斜管段倒虹吸混凝土入仓

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大跨度斜管段倒虹吸混凝土入仓施工工法

一、前言
大型渠道工程在穿越小型河道时，多采用倒虹吸。大跨度的倒虹吸砼量较大，单节管身砼量大多在1000m3以上，由于受地形限制，砼浇筑入仓难度较大，传统的吊车带吊罐入仓速度较慢，浇筑时间长，对工期影响较大。穿河建筑物又有度汛要求，只能在非汛期施工，对工期的要求比较严格。而斜管段管身砼浇筑困难更大，采用吊车不易站位，砼运输和入仓均较为困难。
我公司在倒虹吸施工中，采用卷扬机牵引三角小车带动门式布料皮带机进行砼布料浇筑斜管段砼这一工法，有效解决了斜管段砼入仓速度，在一个非汛期内完成大型倒虹吸管身段砼浇筑，具有显著的工期和经济效益。
二、工法特点
2.1 采用大跨度门式布料皮带机加装活动卸料小车，对仓面进行布料。
2.2采用卷扬机拉动三角小车与门式布料皮带机在坡道上行走，无死角控制全仓面砼浇筑。
2.3将门式布料皮带机与三角小车捆挷在一起，增加门式布料皮带机在斜坡上的稳固性，方便门式布料皮带机在水平管身段运行，保证了门式布料皮带机安全工作。
三、适用范围
本工法适用于构筑物工期要求紧、倒虹吸跨度大、斜管段长的大型渠道跨河倒虹吸斜管段砼施工。
四、工法原理及关键技术
在龙门架上安装皮带机，混凝土熟料自砼罐车下到皮带机上，经布料小车刮料下至串筒中入仓。分料小车采用三层活动隔板，隔板下连700mm长多组平滚托板，以减少漏浆。水平段门式布料皮带机在轨道上水平行走下料，斜管段上门式布料皮带机行走至三角小车上并加以捆绑固定，采用卷扬机拉动三角小车使门式布料皮带机能全面覆盖全部斜管段，达到无死角下料。
本工法的关键在于卷扬机拉动三角小车的行走，行走动力采用低速涡杆式卷扬机，一台4轮滑车，一台5轮滑车，走十道钢丝绳，使布料皮带机在斜坡上安全工作。
五、工艺流程及施工要点
5.1施工工艺流程



5.2施工要点
5.2.1施工准备
（1）熟悉施工图纸，确定砼浇筑方案；
（2）拌和站准备；
（3）仓面验收；
（4）培训卷扬机操作人员，确定运行信号；
（5）准备施工人员和设备。
5.2.2斜管段布料皮带机试运行；
（1）小车空载试运行
轨道、卷扬机和三角小车安装完成后，先进行单侧空载试运行，调整钢丝绳长度，测试卷桶容绳量，三角小车在斜坡道上上下运行三次，确保单机运行正常。
（2）布料皮带机捆绑到小车上后整体试运行
两侧的三角小车在斜坡上试运行后，将门式布料皮带机开至三角小车上，采用钢丝绳和法兰螺丝捆绑固定，然后开动卷扬机，使门式布料皮带机和三角小车同时在轨道上上下行走，观察布料皮带机的运行状况，没有异常情况方可正式进行砼布料作业。
5.2.3砼布料作业
斜管段砼布料一般自最低处向高处进行。
（1）将布料机运行至所浇筑斜管段最低处仓面正上方，根据所浇筑仓面的高度安装下料导管。
（2）开动皮带机，并在皮带机上洒水湿润。
（3）砼运输罐车就位，与皮带机进料口对接。若布料皮带机上升位置较高，则在布料皮带机进料口处设置移动小皮带机。斜管段混凝土由混凝土搅拌车把混凝土卸至移动小皮带机，由小皮带机输送到布料机上入仓。
布料皮带机入仓示意图如下所示：




（4）打开罐车放料开关，放砼熟料到皮带机，经下料小车送到串筒入仓。
（5）平仓振捣。
（6）根据既定的砼入仓铺料方案，一个浇筑层完成后，操作卷扬机拉动布料皮带机向上或向下运行，到达下一个浇筑层继续下料。
（7）浇筑结束后将布料机停至斜管段最低处，准备下一个浇筑循环。
5.2.4关键问题处理
（1）采用慢速卷扬机
采用JM5慢速卷扬机，其额定拉力50kN，卷筒直径410mm，卷筒宽度840mm，平均绳速8m/min，容绳量250m，功率11kW。
（2）走十钢丝绳
门式布料皮带机加小车共重50T，斜管段坡度在1：5~1：6之间，水平分力为10吨，采用一台四轮滑车和一台五轮滑车，走十道钢丝绳，减小卷扬机拉力和门式布料皮带机的行走速度。
采用走十钢丝绳门式布料机的行走速度为0.8m/min。
（3）在轨道上按20cm的间距进行标识，在三角小车上下运行时根据标识确定其是否同步，当有偏差时对操作人员发出指令对三角小车进行调整，保证门式布料皮带机两端支腿在同一高程。
5.2.5劳动力组织


布料机运行作业劳动组织






序号 工种 人数 备注
1 机长 1 指挥调度
2 卷扬机操作手 2 卷扬机操作
3 巡查员 2 巡查三角小车运行状况
4 皮带机工 2 操作皮带机运行、下料
5 砼工 8 下料、振捣、收面、养护
六、材料与设备
施工机械配备表
序号 机械名称 规格型号 数量
1 自行式门式布料皮带机 皮带宽800mm 1台
2 三角小车  4台
3 卷扬机 JM5 4台
4 移动式皮带机 15米长 1台
5 砼拌和站 HZ75 1套
6 砼罐车 9m3 3台
7 滑车 四轮 2台
8 滑车 五轮 2台
七、质量控制
混凝土浇筑除执行《混凝土结构工程施工及验收规范》及有关设计文件外，还应做好以下几点要求：
7.1皮带机使用前先洒水湿润，并先洒砂浆试运行。
7.2皮带机上卸料小车采用橡皮作为刮料板，刮料板设置三道，减少漏浆量。
7.3采用下料串筒，串筒出料口不得高于仓面2米，下料时来回移动出料位置，使混凝土入仓均匀，避免离析现象。
八、安全措施
8.1四门滑车和五门滑车在使用前加油润滑，减少磨擦阻力。
8.2串筒采用钢丝绳捆挷防串筒脱落。
8.3卷扬机地锚采用长3米的Ø500mm钢管，可承受拉力20T以上。
8.4钢丝绳经常涂油保养。
8.5门式布料皮带机在上下运行期门设专人对三角小车观察，发现异常情况时吹哨示警，立即停止设备运行。
8.6经常检查皮带运行情况，发现皮带走偏及时调整。
8.7定期检查电气系统，防漏电，防电气故障。
8.8安装接地和避雷装置。
九、环保措施
9.1成立由项目部分管副经理任组长，由工程技术科、安全科、计划管理科、物资机械科等部门组成的环境保护工作小组。分解环境保护控制目标，从安装到生产，建立横向问题找部门、找作业队，纵向问题找个人的环境保护网络，进而实现环境保护的总体目标。
9.2在施工现场允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。
9.3施工机械、车辆选择低噪音的设备，采用新的降噪声净化尾气排放工艺，以减少废气造成污染。
9.4每仓砼浇筑完毕后对布料皮带机进行清理，清理出的弃渣按工程建设指定的地点堆放。弃渣及其它工程材料运输过程中做好防散落与沿途污染措施。弃渣堆放位置、堆放高程及表面保护满足施工规划要求，碴场四周设置挡墙、布置排水沟，防止水土流失及开挖弃渣冲蚀河床或淤积河道。
9.5坡面开挖时应减少开挖线以外的地区的坡面及植被破坏。在坡面开挖边线外侧挖截水沟，拦住全部或部分地表径流，减免径流冲刷，使之流至附近地点沟渠。
十、效益分析
本工法解决了大型倒虹吸斜管段砼入仓困难的问题，加快了深基坑、大跨度倒虹吸的砼入仓速度，开拓了布料机在倒虹吸工程中砼入仓的应用，使倒虹吸斜管段砼浇筑能顺利、保证质量地快速浇筑，大大缩短了工期，使倒虹吸工程在一个非汛期内浇筑完洞身段成为可能，避免了汛期施工，同时也为安全度汛打下了基础，具有良好的工期效益、经济效益和社会效益。
南水北调中线新乡段孟坟河倒虹吸工程和小蒲河倒虹吸工程采用本工法施工，在一个非汛期完成洞身段砼浇筑，缩短了工期，比原计划在两个汛期内先左岸后岸施工的工期缩短了10个月，而且连续均衡施工，避免了汛期停工。经济方面与采用传统的吊车配合吊罐入仓相比，每立方米混凝土节约砼运输费用10元，同时减少了一次分二期施工所需的施工围堰拆除和修筑费用，管理费用也因工期提前而减少。
十一、施工实例
11.1小蒲河倒虹吸斜管段砼施工
小蒲河渠道倒虹吸工程属南水北调辉县段河渠交叉建筑物，建筑物总长271m，由进口渐变段、进口检修闸、管身段、出口控制闸和出口渐变段组成，其中管身段由进口斜管段、水平管段和出口斜管段组成，进口斜管段坡率为1:5，出口斜管段坡率为1:6，水平管身长72m，斜管段长68m。管身横向为4孔箱形钢筋砼结构，每2孔一联，为左右对称的箱形钢筋砼结构，单孔孔径为6.5m6.5m（宽×高），总跨度为32.4m。
倒虹吸河堤下管身边墙厚度采用1.2m，中墙厚1.0m，顶板厚1.3m，底板厚1.3m；河床下管身边墙厚度采用1.1m，中墙厚1.0m，顶板厚1.2m，底板厚1.2m。
该倒虹吸洞身段施工时间为2009年10月至2010年4月，历时6个月，浇筑砼18900m3，平均月浇筑量3150m3。砼浇筑质量评定为优良。
11.2孟坟河倒虹吸斜管段砼施工
孟坟河渠道倒虹吸工程属南水北调辉县段河渠交叉建筑物，由进口连接段、进口渐变段、进口检修闸、倒虹管身段、出口节制闸和出口渐变段组成。
倒虹吸管身段，管身水平投影长165m。包括进、出口斜管段和水平段三部分，其中进、出口斜管段长分别为52.64m和61.259m（水平投影长），管身进、出口段斜坡坡率为1:4.9；管身水平段长51.101m。倒虹吸管身横向共4孔，分为两联，一联2孔。采用箱形钢筋混凝土结构，单孔过水断面6.5m×6.5m（宽×高）。总跨度为33.02m。
倒虹吸河堤下管身边墙厚度采用1.2m，中墙厚1.1m，顶板厚1.4m，底板厚1.4m；河床下管身边墙厚度采用1.2m，中墙厚1.1m，顶板厚1.45m，底板厚1.45m。
该倒虹吸洞身段施工时间为2009年9月至2010年4月，历时7个月，浇筑砼24732m3，平均月浇筑量3533m3。砼浇筑质量评定为优良。

砼入仓

施工准备

布料机就位

止水、伸缩缝、埋件安装

仓位验收

布料机爬升或下降

平仓振捣

收面养护

钢筋制安

模板安装