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泵送混凝土施工技术在引滦入津水源保护工程中的应用

信息来源:hunningtu.biz  时间:2008-12-05  浏览次数:195

  摘 要:引湾入津水源保护工程是部分利用亚洲开发银行贷款项目, 也是天津市水利工程中第一次大规模采用泵送混凝土施工的示范项目。泵送混凝土施工是目前国内工程建设中普遍采用的施工技术, 详细阐述了泵送混凝土的设备配置、原料拌制到布管方式、泵送及浇筑全过程的施工程序, 介绍了其在引滦水源保护工程中应用的效果, 展望了泵送混凝土施工发展的美好前景。
  关键词:引滦入津 泵送混凝土 箱涵 施工技术
  中图分类号:TU528.062   文献标识码:A   文章编号:1007-6980 (2003) 02-0007-03
  引湾入津水源保护工程, 是一项综合性、全方位、主体交叉防污治污、提高人民生活水平、确保可持续发展的系统工程, 是天津市委市政府改善城乡人民生活20 件实事之一, 工程总投资23.994 亿元, 工程包括3 个子项目: ①新建州河暗渠工程; ②于桥水库水源保护工程; ③引滦专用明渠治理工程。
  新建州河暗渠工程首批开工4 个标段, 其中Z11 标段由水利部天津院监理处监理, 天津市水利工程有限公司施工, 合同造价3 403 万元, 工期1年。主体建筑物包括2 421 m 暗渠以及7 # 进人孔1座, 其中暗渠为3 孔4.3 m ×4.3 m 现浇钢筋混凝土箱涵结构, 每节箱涵长15 m , 全部采用泵送混凝土施工, 混凝土总工程量为69 995 m3 , 断面结构形式如图1 。
  1  泵送混凝土施工技术
  1.1  设备配置
  主要设备配置见表1 :
  其中, 混凝土拌和站装备有电子计量系统, 混凝土输送泵为拖式泵, 采用<125 无缝泵管。
  1.2  泵送混凝土的拌制
  泵送混凝土的拌制是保证混凝土优质高效施工的前提, 施工中主要从以下两方面进行控制。
  1.2.1  配合比设计
  施工前承包商按施工图纸和规范的要求进行混凝土配合比设计, 报监理工程师审核批准后使用,在施工中对原材料的品种、规格、产地(生产厂家)进行严格的控制。通过试配及试浇筑, 最后确定并在施工中采用的配合比的几个参数为:
  水胶比: 0.52
  砂率: 43 %
  最小胶凝材料用量: 320 kg/ m3
  坍落度: 140~160 mm
  含气量: 5 %左右
  1.2.2  混凝土拌制
  混凝土拌制前将工程师批准的配合比输入拌和站控制系统, 严格进行原材料计量, 同时设定好其投料顺序: 粉煤灰与水泥同步, 泵送剂滞后于水和水泥。混凝土的拌制时间不少于45 s , 正常情况下搅拌站连机工作, 即每4 盘连续作业, 每盘1.5m3 , 4 盘共6 m3 , 可装满1 辆运输车, 提高了工效。
  1.3  泵送混凝土运送
  混凝土浇筑采用HBT60 混凝土拖式泵输送,最大理论输送能力为Qmax = 60 m3/ h , 每台泵输送混凝土能力Q1 为:Q1 = Qmax ×α1 ×η= 60 ×0.8 ×0.55 = 26.4 (m3/ h)式中 α1配管条件系数;η作业效率。混凝土的水平运输采用HNJ 5260GJBSL4 型混凝土搅拌运输车运送, 运送过程中罐体应保持不停的低速旋转, 其有效容积为6 m3 。每台混凝土搅拌运输车装料和卸料时间为25 min , 需要搅拌运输车辆数N1 为:N1 = Q1 ×(60 L 1/ S 0 + T1) / 60 V 1= 26.4 ×(60 ×5/ 20 + 25) / 60 ×6≈3 辆式中 L 1 ———混凝土搅拌运输车往返距离, km ;S 0 ———混凝土搅拌运输车平均行车速度,km/ h ;T1 ———每台混凝土搅拌运输车总计停车时间, min ;V 1 ———每台混凝土搅拌运输车容量, m3 。实际配备混凝土输送车4 辆, 其中1 辆备用。
  1.4  混凝土的泵送与浇筑
  1.4.1  布管方式
  本项工程混凝土箱涵分两期浇筑完成, 施工缝设在底板上900 mm 处, 即底板为一期浇筑, 墙体和顶板为二期浇筑。施工时混凝土拖式泵布置在浇筑仓位的槽口上, 距离浇筑仓面尽量短, 泵管架设进入仓面前采用脚手架、枕木加以固定, 进入仓面后, 采用特别支架、垫板固定, 不直接与模板、钢筋接触。因混凝土向下泵送, 向下配管时, 在适当位置增加弯头数量, 保证管内压力, 以防止混凝土因自重下移, 在管道内形成空段而引起阻塞。
  1.4.1.1  底板浇筑
  混凝土箱涵底板浇筑作业分两步完成, 首先底板浇筑采用斜面分层法, 以减少泵管搭拆工作量,待底板浇平后, 间隔适当时间, 再分别浇筑下腋角及其上墙体部分。布管方式如图2 , 图中箭线方向为泵管后退式拆管方向, 虚线表示泵管在另一侧时的状态, 图2 (a) 表示浇筑最远端洞口的布管方式,图2 (b) 表示浇筑中洞底板的布管方式, 图2 (c) 表示浇筑最近端洞口的布管方式; 拖式泵主泵管的拆管方向为从最远端洞口向最近端洞口。浇筑下腋角及其上墙体部分时布管方式与浇筑底板时相同。
  1.4.1.2  墙体及顶板浇筑
  混凝土箱涵墙体及顶板浇注作业也分为两步完成, 首先浇筑4 道侧墙, 每道侧墙以50 cm 厚度分层布料, 在4 道侧墙中先浇筑两边墙, 然后浇筑两内墙, 当4 道侧墙混凝土均达到顶板八字角下高程后, 采用斜面分层法浇筑顶板混凝土。
  图3 中箭线方向与虚线所表示的内容与底板相同, 中间转轴部位采用“S”形弯头, 图3 (a) 为箱涵墙体及顶板浇筑时的俯视图, 图3 ( b) 为箱涵墙体及顶板浇筑时的正视图。
  1.4.2  泵送混凝土
  混凝土泵的操作是一项专门技术工作, 施工现场操作工经培训合格后才允许上岗操作。开泵前认真检查配管接头是否完全封闭, 泵的各部位是否正常, 检查水、电源接通情况, 测量电压并注意保护电缆。确定无误后方可开泵, 将其真空值抽至规定值, 空载运转, 检查活塞杆与泵体、机件一切正常后, 才能正式投入使用。
  泵送前先用海绵球清洗管路, 然后泵送2 L 清水, 以湿润管路、料斗、混凝土缸, 再泵送适量与混凝土同配合比的砂浆, 在料斗中砂浆未完全泵完, 料位在搅拌轴以上时, 加入混凝土料开始泵送。混凝土泵送尽量保持连续进行, 泵的料斗内应经常保持足够的混凝土, 以防止吸入空气形成阻塞。泵送过程中, 如间歇时间超过45 min 或当混凝土发生离析时, 必须卸掉料斗内的混凝土, 立即用压力水清除管内残留的混凝土。泵送开始时的速度要先慢后快, 逐步加速, 同时观察混凝土泵的压力和系统的工作情况, 待系统情况正常后, 方可按正常速度进行泵送。中断泵送后, 再次泵送时, 先反泵2~3 个行程, 将分配阀内的混凝土吸回料斗内经充分搅拌后再泵送。泵送结束后, 拆开水平管与垂直管结合处的管卡, 将垂直管内的混凝土料卸掉, 然后再灌满水, 用卡球将混凝土缸及料斗冲洗干净。
  1.4.3  混凝土浇筑
  混凝土采用ZN —50 型插入式振捣棒。振捣采用垂直振捣的方法。振动器的操作做到“快插慢拔”, 在振捣过程中, 将振动棒上下略微抽动, 以使上下振捣均匀。在振捣上层混凝土时, 振捣棒插入下层混凝土中5 cm 左右, 消除两层之间的接缝。振捣棒插入的间距一般为400 mm , 振捣时间为15~30 s , 直至混凝土表面呈水平不再显著下沉, 不再出现气泡, 表面开始泛出灰浆为准, 并且在20~30 min 后对其进行第二次复振。采用斜面分层法浇筑混凝土时, 振捣工作从浇筑层的下端开始,逐渐上移, 以保证混凝土的质量。混凝土浇筑过程中如果发生泌水现象, 应在混凝土低洼处临时形成一个水窝子, 将泌水汇于其中, 然后由人工将水舀入容器中排出仓外, 不得在模板上开孔排水, 以免带走灰浆。
  混凝土浇筑过程中, 除了承包商的质检人员要对混凝土的技术参数进行检测外, 工程师还要进行抽检, 有些抽检工作要会同天津市水利工程质量检测中心站来完成, 这些技术参数主要有:
  (1) 含气量, 每班至少检测2 次, 要求含气量值应在4 %~6 %之间。
  (2) 坍落度, 每班均要进行现场混凝土坍落度的检测, 出机口检测4 次, 仓面2 次。用洗分析法测定粗骨料在混凝土中所占百分比, 要求差值不大于10 %。热天施工每4 h 测量一次出机口温度, 严格控制混凝土在出机口的温度不超过30 ℃。混凝土泵管的出口离模板内侧面不应小于50mm , 并且不向模板内侧面直冲布料, 也不得直冲钢筋骨架。浇筑底板和顶板等水平结构时不得在同一处连续布料。
  2  结 语
  新建州河暗渠工程Z11 标段, 在监理工程师的严格控制管理下, 经参建各方的共同努力, 2002年12 月10 日主体混凝土工程提前完工, 而且已通过验收的单元工程优良率达到了90 %以上, 这标志着泵送混凝土施工技术在该项工程中取得了巨大的成功。同时, 通过在施工过程中解决遇到的技术难题, 为天津市水利工程建设中泵送混凝土施工技术的应用和发展提供了许多宝贵经验。
  参 考 文 献
  1  中国建筑科学研究院1J GJ / T10 —95 混凝土泵送施工技术规程.北京: 中国建筑工业出版社, 1995  摘 要:引湾入津水源保护工程是部分利用亚洲开发银行贷款项目, 也是天津市水利工程中第一次大规模采用泵送混凝土施工的示范项目。泵送混凝土施工是目前国内工程建设中普遍采用的施工技术, 详细阐述了泵送混凝土的设备配置、原料拌制到布管方式、泵送及浇筑全过程的施工程序, 介绍了其在引滦水源保护工程中应用的效果, 展望了泵送混凝土施工发展的美好前景。
  关键词:引滦入津 泵送混凝土 箱涵 施工技术
  中图分类号:TU528.062   文献标识码:A   文章编号:1007-6980 (2003) 02-0007-03
  引湾入津水源保护工程, 是一项综合性、全方位、主体交叉防污治污、提高人民生活水平、确保可持续发展的系统工程, 是天津市委市政府改善城乡人民生活20 件实事之一, 工程总投资23.994 亿元, 工程包括3 个子项目: ①新建州河暗渠工程; ②于桥水库水源保护工程; ③引滦专用明渠治理工程。
  新建州河暗渠工程首批开工4 个标段, 其中Z11 标段由水利部天津院监理处监理, 天津市水利工程有限公司施工, 合同造价3 403 万元, 工期1年。主体建筑物包括2 421 m 暗渠以及7 # 进人孔1座, 其中暗渠为3 孔4.3 m ×4.3 m 现浇钢筋混凝土箱涵结构, 每节箱涵长15 m , 全部采用泵送混凝土施工, 混凝土总工程量为69 995 m3 , 断面结构形式如图1 。
  1  泵送混凝土施工技术
  1.1  设备配置
  主要设备配置见表1 :
  其中, 混凝土拌和站装备有电子计量系统, 混凝土输送泵为拖式泵, 采用<125 无缝泵管。
  1.2  泵送混凝土的拌制
  泵送混凝土的拌制是保证混凝土优质高效施工的前提, 施工中主要从以下两方面进行控制。
  1.2.1  配合比设计
  施工前承包商按施工图纸和规范的要求进行混凝土配合比设计, 报监理工程师审核批准后使用,在施工中对原材料的品种、规格、产地(生产厂家)进行严格的控制。通过试配及试浇筑, 最后确定并在施工中采用的配合比的几个参数为:
  水胶比: 0.52
  砂率: 43 %
  最小胶凝材料用量: 320 kg/ m3
  坍落度: 140~160 mm
  含气量: 5 %左右
  1.2.2  混凝土拌制
  混凝土拌制前将工程师批准的配合比输入拌和站控制系统, 严格进行原材料计量, 同时设定好其投料顺序: 粉煤灰与水泥同步, 泵送剂滞后于水和水泥。混凝土的拌制时间不少于45 s , 正常情况下搅拌站连机工作, 即每4 盘连续作业, 每盘1.5m3 , 4 盘共6 m3 , 可装满1 辆运输车, 提高了工效。
  1.3  泵送混凝土运送
  混凝土浇筑采用HBT60 混凝土拖式泵输送,最大理论输送能力为Qmax = 60 m3/ h , 每台泵输送混凝土能力Q1 为:Q1 = Qmax ×α1 ×η= 60 ×0.8 ×0.55 = 26.4 (m3/ h)式中 α1配管条件系数;η作业效率。混凝土的水平运输采用HNJ 5260GJBSL4 型混凝土搅拌运输车运送, 运送过程中罐体应保持不停的低速旋转, 其有效容积为6 m3 。每台混凝土搅拌运输车装料和卸料时间为25 min , 需要搅拌运输车辆数N1 为:N1 = Q1 ×(60 L 1/ S 0 + T1) / 60 V 1= 26.4 ×(60 ×5/ 20 + 25) / 60 ×6≈3 辆式中 L 1 ———混凝土搅拌运输车往返距离, km ;S 0 ———混凝土搅拌运输车平均行车速度,km/ h ;T1 ———每台混凝土搅拌运输车总计停车时间, min ;V 1 ———每台混凝土搅拌运输车容量, m3 。实际配备混凝土输送车4 辆, 其中1 辆备用。
  1.4  混凝土的泵送与浇筑
  1.4.1  布管方式
  本项工程混凝土箱涵分两期浇筑完成, 施工缝设在底板上900 mm 处, 即底板为一期浇筑, 墙体和顶板为二期浇筑。施工时混凝土拖式泵布置在浇筑仓位的槽口上, 距离浇筑仓面尽量短, 泵管架设进入仓面前采用脚手架、枕木加以固定, 进入仓面后, 采用特别支架、垫板固定, 不直接与模板、钢筋接触。因混凝土向下泵送, 向下配管时, 在适当位置增加弯头数量, 保证管内压力, 以防止混凝土因自重下移, 在管道内形成空段而引起阻塞。
  1.4.1.1  底板浇筑
  混凝土箱涵底板浇筑作业分两步完成, 首先底板浇筑采用斜面分层法, 以减少泵管搭拆工作量,待底板浇平后, 间隔适当时间, 再分别浇筑下腋角及其上墙体部分。布管方式如图2 , 图中箭线方向为泵管后退式拆管方向, 虚线表示泵管在另一侧时的状态, 图2 (a) 表示浇筑最远端洞口的布管方式,图2 (b) 表示浇筑中洞底板的布管方式, 图2 (c) 表示浇筑最近端洞口的布管方式; 拖式泵主泵管的拆管方向为从最远端洞口向最近端洞口。浇筑下腋角及其上墙体部分时布管方式与浇筑底板时相同。
  1.4.1.2  墙体及顶板浇筑
  混凝土箱涵墙体及顶板浇注作业也分为两步完成, 首先浇筑4 道侧墙, 每道侧墙以50 cm 厚度分层布料, 在4 道侧墙中先浇筑两边墙, 然后浇筑两内墙, 当4 道侧墙混凝土均达到顶板八字角下高程后, 采用斜面分层法浇筑顶板混凝土。
  图3 中箭线方向与虚线所表示的内容与底板相同, 中间转轴部位采用“S”形弯头, 图3 (a) 为箱涵墙体及顶板浇筑时的俯视图, 图3 ( b) 为箱涵墙体及顶板浇筑时的正视图。
  1.4.2  泵送混凝土
  混凝土泵的操作是一项专门技术工作, 施工现场操作工经培训合格后才允许上岗操作。开泵前认真检查配管接头是否完全封闭, 泵的各部位是否正常, 检查水、电源接通情况, 测量电压并注意保护电缆。确定无误后方可开泵, 将其真空值抽至规定值, 空载运转, 检查活塞杆与泵体、机件一切正常后, 才能正式投入使用。
  泵送前先用海绵球清洗管路, 然后泵送2 L 清水, 以湿润管路、料斗、混凝土缸, 再泵送适量与混凝土同配合比的砂浆, 在料斗中砂浆未完全泵完, 料位在搅拌轴以上时, 加入混凝土料开始泵送。混凝土泵送尽量保持连续进行, 泵的料斗内应经常保持足够的混凝土, 以防止吸入空气形成阻塞。泵送过程中, 如间歇时间超过45 min 或当混凝土发生离析时, 必须卸掉料斗内的混凝土, 立即用压力水清除管内残留的混凝土。泵送开始时的速度要先慢后快, 逐步加速, 同时观察混凝土泵的压力和系统的工作情况, 待系统情况正常后, 方可按正常速度进行泵送。中断泵送后, 再次泵送时, 先反泵2~3 个行程, 将分配阀内的混凝土吸回料斗内经充分搅拌后再泵送。泵送结束后, 拆开水平管与垂直管结合处的管卡, 将垂直管内的混凝土料卸掉, 然后再灌满水, 用卡球将混凝土缸及料斗冲洗干净。
  1.4.3  混凝土浇筑
  混凝土采用ZN —50 型插入式振捣棒。振捣采用垂直振捣的方法。振动器的操作做到“快插慢拔”, 在振捣过程中, 将振动棒上下略微抽动, 以使上下振捣均匀。在振捣上层混凝土时, 振捣棒插入下层混凝土中5 cm 左右, 消除两层之间的接缝。振捣棒插入的间距一般为400 mm , 振捣时间为15~30 s , 直至混凝土表面呈水平不再显著下沉, 不再出现气泡, 表面开始泛出灰浆为准, 并且在20~30 min 后对其进行第二次复振。采用斜面分层法浇筑混凝土时, 振捣工作从浇筑层的下端开始,逐渐上移, 以保证混凝土的质量。混凝土浇筑过程中如果发生泌水现象, 应在混凝土低洼处临时形成一个水窝子, 将泌水汇于其中, 然后由人工将水舀入容器中排出仓外, 不得在模板上开孔排水, 以免带走灰浆。
  混凝土浇筑过程中, 除了承包商的质检人员要对混凝土的技术参数进行检测外, 工程师还要进行抽检, 有些抽检工作要会同天津市水利工程质量检测中心站来完成, 这些技术参数主要有:
  (1) 含气量, 每班至少检测2 次, 要求含气量值应在4 %~6 %之间。
  (2) 坍落度, 每班均要进行现场混凝土坍落度的检测, 出机口检测4 次, 仓面2 次。用洗分析法测定粗骨料在混凝土中所占百分比, 要求差值不大于10 %。热天施工每4 h 测量一次出机口温度, 严格控制混凝土在出机口的温度不超过30 ℃。混凝土泵管的出口离模板内侧面不应小于50mm , 并且不向模板内侧面直冲布料, 也不得直冲钢筋骨架。浇筑底板和顶板等水平结构时不得在同一处连续布料。
  2  结 语
  新建州河暗渠工程Z11 标段, 在监理工程师的严格控制管理下, 经参建各方的共同努力, 2002年12 月10 日主体混凝土工程提前完工, 而且已通过验收的单元工程优良率达到了90 %以上, 这标志着泵送混凝土施工技术在该项工程中取得了巨大的成功。同时, 通过在施工过程中解决遇到的技术难题, 为天津市水利工程建设中泵送混凝土施工技术的应用和发展提供了许多宝贵经验。
  参 考 文 献
  1  中国建筑科学研究院1J GJ / T10 —95 混凝土泵送施工技术规程.北京: 中国建筑工业出版社, 1995

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