一、前言

    大型渠道工程在穿越小型河道時(shí)，多采用倒虹吸。大跨度的倒虹吸砼量較大，單節(jié)管身砼量大多在1000m3以上，由于受地形限制，砼澆筑入倉(cāng)難度較大，傳統(tǒng)的吊車帶吊罐入倉(cāng)速度較慢，澆筑時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)工期影響較大。穿河建筑物又有度汛要求，只能在非汛期施工，對(duì)工期的要求比較嚴(yán)格。而斜管段管身砼澆筑困難更大，采用吊車不易站位，砼運(yùn)輸和入倉(cāng)均較為困難。

我公司在倒虹吸施工中，采用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引三角小車帶動(dòng)門式布料皮帶機(jī)進(jìn)行砼布料澆筑斜管段砼這一工法，有效解決了斜管段砼入倉(cāng)速度，在一個(gè)非汛期內(nèi)完成大型倒虹吸管身段砼澆筑，具有顯著的工期和經(jīng)濟(jì)效益。

二、工法特點(diǎn)

2.1 采用大跨度門式布料皮帶機(jī)加裝活動(dòng)卸料小車，對(duì)倉(cāng)面進(jìn)行布料。

2.2采用卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)三角小車與門式布料皮帶機(jī)在坡道上行走，無(wú)死角控制全倉(cāng)面砼澆筑。

2.3將門式布料皮帶機(jī)與三角小車?yán)苍谝黄?，增加門式布料皮帶機(jī)在斜坡上的穩(wěn)固性，方便門式布料皮帶機(jī)在水平管身段運(yùn)行，保證了門式布料皮帶機(jī)安全工作。

三、適用范圍

    本工法適用于構(gòu)筑物工期要求緊、倒虹吸跨度大、斜管段長(zhǎng)的大型渠道跨河倒虹吸斜管段砼施工。

四、工法原理及關(guān)鍵技術(shù)

    在龍門架上安裝皮帶機(jī)，混凝土熟料自砼罐車下到皮帶機(jī)上，經(jīng)布料小車刮料下至串筒中入倉(cāng)。分料小車采用三層活動(dòng)隔板，隔板下連700mm長(zhǎng)多組平滾托板，以減少漏漿。水平段門式布料皮帶機(jī)在軌道上水平行走下料，斜管段上門式布料皮帶機(jī)行走至三角小車上并加以捆綁固定，采用卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)三角小車使門式布料皮帶機(jī)能全面覆蓋全部斜管段，達(dá)到無(wú)死角下料。

    本工法的關(guān)鍵在于卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)三角小車的行走，行走動(dòng)力采用低速渦桿式卷?yè)P(yáng)機(jī)，一臺(tái)4輪滑車，一臺(tái)5輪滑車，走十道鋼絲繩，使布料皮帶機(jī)在斜坡上安全工作。

五、工藝流程及施工要點(diǎn)

5.1施工工藝流程

5.2施工要點(diǎn)

5.2.1施工準(zhǔn)備

（1）熟悉施工圖紙，確定砼澆筑方案；

（2）拌和站準(zhǔn)備；

（3）倉(cāng)面驗(yàn)收；

（4）培訓(xùn)卷?yè)P(yáng)機(jī)操作人員，確定運(yùn)行信號(hào)；

（5）準(zhǔn)備施工人員和設(shè)備。

5.2.2斜管段布料皮帶機(jī)試運(yùn)行；

（1）小車空載試運(yùn)行

軌道、卷?yè)P(yáng)機(jī)和三角小車安裝完成后，先進(jìn)行單側(cè)空載試運(yùn)行，調(diào)整鋼絲繩長(zhǎng)度，測(cè)試卷桶容繩量，三角小車在斜坡道上上下運(yùn)行三次，確保單機(jī)運(yùn)行正常。

（2）布料皮帶機(jī)捆綁到小車上后整體試運(yùn)行

兩側(cè)的三角小車在斜坡上試運(yùn)行后，將門式布料皮帶機(jī)開至三角小車上，采用鋼絲繩和法蘭螺絲捆綁固定，然后開動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，使門式布料皮帶機(jī)和三角小車同時(shí)在軌道上上下行走，觀察布料皮帶機(jī)的運(yùn)行狀況，沒有異常情況方可正式進(jìn)行砼布料作業(yè)。

5.2.3砼布料作業(yè)

斜管段砼布料一般自最低處向高處進(jìn)行。

（1）將布料機(jī)運(yùn)行至所澆筑斜管段最低處倉(cāng)面正上方，根據(jù)所澆筑倉(cāng)面的高度安裝下料導(dǎo)管。

（2）開動(dòng)皮帶機(jī)，并在皮帶機(jī)上灑水濕潤(rùn)。

（3）砼運(yùn)輸罐車就位，與皮帶機(jī)進(jìn)料口對(duì)接。若布料皮帶機(jī)上升位置較高，則在布料皮帶機(jī)進(jìn)料口處設(shè)置移動(dòng)小皮帶機(jī)。斜管段混凝土由混凝土攪拌車把混凝土卸至移動(dòng)小皮帶機(jī)，由小皮帶機(jī)輸送到布料機(jī)上入倉(cāng)。

布料皮帶機(jī)入倉(cāng)示意圖如下所示：

（4）打開罐車放料開關(guān)，放砼熟料到皮帶機(jī)，經(jīng)下料小車送到串筒入倉(cāng)。

（5）平倉(cāng)振搗。

（6）根據(jù)既定的砼入倉(cāng)鋪料方案，一個(gè)澆筑層完成后，操作卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)布料皮帶機(jī)向上或向下運(yùn)行，到達(dá)下一個(gè)澆筑層繼續(xù)下料。

（7）澆筑結(jié)束后將布料機(jī)停至斜管段最低處，準(zhǔn)備下一個(gè)澆筑循環(huán)。

5.2.4關(guān)鍵問(wèn)題處理

（1）采用慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)

采用JM5慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)，其額定拉力50kN，卷筒直徑410mm，卷筒寬度840mm，平均繩速8m/min，容繩量250m，功率11kW。

（2）走十鋼絲繩

門式布料皮帶機(jī)加小車共重50T，斜管段坡度在1：5~1：6之間，水平分力為10噸，采用一臺(tái)四輪滑車和一臺(tái)五輪滑車，走十道鋼絲繩，減小卷?yè)P(yáng)機(jī)拉力和門式布料皮帶機(jī)的行走速度。

采用走十鋼絲繩門式布料機(jī)的行走速度為0.8m/min。

（3）在軌道上按20cm的間距進(jìn)行標(biāo)識(shí)，在三角小車上下運(yùn)行時(shí)根據(jù)標(biāo)識(shí)確定其是否同步，當(dāng)有偏差時(shí)對(duì)操作人員發(fā)出指令對(duì)三角小車進(jìn)行調(diào)整，保證門式布料皮帶機(jī)兩端支腿在同一高程。

5.2.5勞動(dòng)力組織

    布料機(jī)運(yùn)行作業(yè)勞動(dòng)組織

    序號(hào) 工種 人數(shù) 備注

1 機(jī)長(zhǎng) 1 指揮調(diào)度

2 卷?yè)P(yáng)機(jī)操作手 2 卷?yè)P(yáng)機(jī)操作

3 巡查員 2 巡查三角小車運(yùn)行狀況

4 皮帶機(jī)工 2 操作皮帶機(jī)運(yùn)行、下料

5 砼工 8 下料、振搗、收面、養(yǎng)護(hù)

六、材料與設(shè)備

    施工機(jī)械配備表

    序號(hào) 機(jī)械名稱 規(guī)格型號(hào) 數(shù)量

1 自行式門式布料皮帶機(jī) 皮帶寬800mm 1臺(tái)

2 三角小車  4臺(tái)

3 卷?yè)P(yáng)機(jī) JM5 4臺(tái)

4 移動(dòng)式皮帶機(jī) 15米長(zhǎng) 1臺(tái)

5 砼拌和站 HZ75 1套

6 砼罐車 9m3 3臺(tái)

7 滑車 四輪 2臺(tái)

8 滑車 五輪 2臺(tái)

七、質(zhì)量控制

    混凝土澆筑除執(zhí)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》及有關(guān)設(shè)計(jì)文件外，還應(yīng)做好以下幾點(diǎn)要求：

7.1皮帶機(jī)使用前先灑水濕潤(rùn)，并先灑砂漿試運(yùn)行。

7.2皮帶機(jī)上卸料小車采用橡皮作為刮料板，刮料板設(shè)置三道，減少漏漿量。

7.3采用下料串筒，串筒出料口不得高于倉(cāng)面2米，下料時(shí)來(lái)回移動(dòng)出料位置，使混凝土入倉(cāng)均勻，避免離析現(xiàn)象。

八、安全措施

8.1四門滑車和五門滑車在使用前加油潤(rùn)滑，減少磨擦阻力。

8.2串筒采用鋼絲繩捆挷防串筒脫落。

8.3卷?yè)P(yáng)機(jī)地錨采用長(zhǎng)3米的?500mm鋼管，可承受拉力20T以上。

8.4鋼絲繩經(jīng)常涂油保養(yǎng)。

8.5門式布料皮帶機(jī)在上下運(yùn)行期門設(shè)專人對(duì)三角小車觀察，發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)吹哨示警，立即停止設(shè)備運(yùn)行。

8.6經(jīng)常檢查皮帶運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)皮帶走偏及時(shí)調(diào)整。

8.7定期檢查電氣系統(tǒng)，防漏電，防電氣故障。

8.8安裝接地和避雷裝置。

九、環(huán)保措施

9.1成立由項(xiàng)目部分管副經(jīng)理任組長(zhǎng)，由工程技術(shù)科、安全科、計(jì)劃管理科、物資機(jī)械科等部門組成的環(huán)境保護(hù)工作小組。分解環(huán)境保護(hù)控制目標(biāo)，從安裝到生產(chǎn)，建立橫向問(wèn)題找部門、找作業(yè)隊(duì)，縱向問(wèn)題找個(gè)人的環(huán)境保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的總體目標(biāo)。

9.2在施工現(xiàn)場(chǎng)允許的范圍內(nèi)，合理布置、規(guī)范圍擋，做到標(biāo)牌清楚、齊全，各種標(biāo)識(shí)醒目，施工場(chǎng)地整潔文明。

9.3施工機(jī)械、車輛選擇低噪音的設(shè)備，采用新的降噪聲凈化尾氣排放工藝，以減少?gòu)U氣造成污染。

9.4每倉(cāng)砼澆筑完畢后對(duì)布料皮帶機(jī)進(jìn)行清理，清理出的棄渣按工程建設(shè)指定的地點(diǎn)堆放。棄渣及其它工程材料運(yùn)輸過(guò)程中做好防散落與沿途污染措施。棄渣堆放位置、堆放高程及表面保護(hù)滿足施工規(guī)劃要求，碴場(chǎng)四周設(shè)置擋墻、布置排水溝，防止水土流失及開挖棄渣沖蝕河床或淤積河道。

9.5坡面開挖時(shí)應(yīng)減少開挖線以外的地區(qū)的坡面及植被破壞。在坡面開挖邊線外側(cè)挖截水溝，攔住全部或部分地表徑流，減免徑流沖刷，使之流至附近地點(diǎn)溝渠。

十、效益分析

    本工法解決了大型倒虹吸斜管段砼入倉(cāng)困難的問(wèn)題，加快了深基坑、大跨度倒虹吸的砼入倉(cāng)速度，開拓了布料機(jī)在倒虹吸工程中砼入倉(cāng)的應(yīng)用，使倒虹吸斜管段砼澆筑能順利、保證質(zhì)量地快速澆筑，大大縮短了工期，使倒虹吸工程在一個(gè)非汛期內(nèi)澆筑完洞身段成為可能，避免了汛期施工，同時(shí)也為安全度汛打下了基礎(chǔ)，具有良好的工期效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

南水北調(diào)中線新鄉(xiāng)段孟墳河倒虹吸工程和小蒲河倒虹吸工程采用本工法施工，在一個(gè)非汛期完成洞身段砼澆筑，縮短了工期，比原計(jì)劃在兩個(gè)汛期內(nèi)先左岸后岸施工的工期縮短了10個(gè)月，而且連續(xù)均衡施工，避免了汛期停工。經(jīng)濟(jì)方面與采用傳統(tǒng)的吊車配合吊罐入倉(cāng)相比，每立方米混凝土節(jié)約砼運(yùn)輸費(fèi)用10元，同時(shí)減少了一次分二期施工所需的施工圍堰拆除和修筑費(fèi)用，管理費(fèi)用也因工期提前而減少。

十一、施工實(shí)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屬南水北調(diào)輝縣段河渠交叉建筑物，建筑物總長(zhǎng)271m，由進(jìn)口漸變段、進(jìn)口檢修閘、管身段、出口控制閘和出口漸變段組成，其中管身段由進(jìn)口斜管段、水平管段和出口斜管段組成，進(jìn)口斜管段坡率為1:5，出口斜管段坡率為1:6，水平管身長(zhǎng)72m，斜管段長(zhǎng)68m。管身橫向?yàn)?孔箱形鋼筋砼結(jié)構(gòu)，每2孔一聯(lián)，為左右對(duì)稱的箱形鋼筋砼結(jié)構(gòu)，單孔孔徑為6.5m?6.5m（寬×高），總跨度為32.4m。

    倒虹吸河堤下管身邊墻厚度采用1.2m，中墻厚1.0m，頂板厚1.3m，底板厚1.3m；河床下管身邊墻厚度采用1.1m，中墻厚1.0m，頂板厚1.2m，底板厚1.2m。

    該倒虹吸洞身段施工時(shí)間為2009年10月至2010年4月，歷時(shí)6個(gè)月，澆筑砼18900m3，平均月澆筑量3150m3。砼澆筑質(zhì)量評(píng)定為優(yōu)良。

11.2孟墳河倒虹吸斜管段砼施工

    孟墳河渠道倒虹吸工程屬南水北調(diào)輝縣段河渠交叉建筑物，由進(jìn)口連接段、進(jìn)口漸變段、進(jìn)口檢修閘、倒虹管身段、出口節(jié)制閘和出口漸變段組成。

    倒虹吸管身段，管身水平投影長(zhǎng)165m。包括進(jìn)、出口斜管段和水平段三部分，其中進(jìn)、出口斜管段長(zhǎng)分別為52.64m和61.259m（水平投影長(zhǎng)），管身進(jìn)、出口段斜坡坡率為1:4.9；管身水平段長(zhǎng)51.101m。倒虹吸管身橫向共4孔，分為兩聯(lián)，一聯(lián)2孔。采用箱形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單孔過(guò)水?dāng)嗝?.5m×6.5m（寬×高）?？偪缍葹?3.02m。

    倒虹吸河堤下管身邊墻厚度采用1.2m，中墻厚1.1m，頂板厚1.4m，底板厚1.4m；河床下管身邊墻厚度采用1.2m，中墻厚1.1m，頂板厚1.45m，底板厚1.45m。

    該倒虹吸洞身段施工時(shí)間為2009年9月至2010年4月，歷時(shí)7個(gè)月，澆筑砼24732m3，平均月澆筑量3533m3。砼澆筑質(zhì)量評(píng)定為優(yōu)良。

    砼入倉(cāng)、施工準(zhǔn)備、布料機(jī)就位、止水、伸縮縫、埋件安裝、倉(cāng)位驗(yàn)收、布料機(jī)爬升或下降、平倉(cāng)振搗、收面養(yǎng)護(hù)、鋼筋制安、模板安裝