摘要:大直徑鋼筋混凝土虹吸管為封閉型薄壁圓管結(jié)構(gòu)，其模板及支撐系統(tǒng)、鋼筋制作與安裝以及混凝土現(xiàn)澆施工都具有一定的獨特性。本文結(jié)合工程實際介紹了大直徑虹吸管的一般施工方法，并重點闡述了模板及模板支撐系統(tǒng)的施工經(jīng)驗。
　　關(guān)鍵詞:虹吸管，結(jié)構(gòu)設(shè)計，模板及其支撐，鋼筋混凝土，改進措施
　　
　　1工程簡況及設(shè)計
　　倒虹吸工程是全干渠施工技術(shù)難度較大的工程之一。其中虹吸管的施工技術(shù)是工程施工中的重點和難點，也是控制該工程施工的關(guān)鍵性技術(shù)之一。
　　虹吸管設(shè)計為現(xiàn)澆鋼筋混凝土圓形結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑為Ф3.3m，外徑Φ4.3m，過水斷面8.55m2，壁厚50cm，內(nèi)外兩層鋼筋結(jié)構(gòu)。每節(jié)管長13m，管端接口處設(shè)計有橡膠止水。管身混凝土設(shè)計標號C30，防滲標號S6，抗凍D200。其中跨河水平段座于跨河排架橋上，排架橋高度達8m。斜坡段管座于上下游漿砌石基座上。
　　2虹吸管施工技術(shù)
　　2.1虹吸管施工特點及難點
　　由于虹吸管是過水建筑物，施工工藝及施工質(zhì)量要求都比較高。虹吸管的鋼筋綁扎、模板支立、混凝土澆筑均一次成型，混凝土澆筑過程中不能出現(xiàn)任何施工冷縫，以免滲水。虹吸管是封閉圓形結(jié)構(gòu)，其模板及模板支撐系統(tǒng)在整個虹吸管施工中顯得尤為關(guān)鍵，也是施工中的最難點之一。同時，由于管壁較薄，鋼筋成型直徑較大，混凝土的入倉布料、倉內(nèi)振搗及鋼筋的彎曲加工成型也是難點之一。
　　2.2模板及支撐系統(tǒng)
　　2.2.1模板
　　模板選型考慮從鋼模板和木模板兩種方案中選型其一。經(jīng)過分析比較，由于木模板易于變形，工程質(zhì)量不易得到充分保證，而且在施工中存在著損耗高，周轉(zhuǎn)次數(shù)少，回收利用率低等特點，前期還要投入一定量的人工加工費等，投資上不經(jīng)濟，最后確定采用建筑定型鋼模板。每節(jié)虹吸管內(nèi)壁兩端部設(shè)計有一寬15cm，深1cm用于鑲貼橡膠止水的預(yù)留槽，建筑鋼模板無法解決這一技術(shù)問題，故端口內(nèi)模采用定型木模板，于木模板上按預(yù)留槽設(shè)計寬度尺寸鑲釘厚1cm的膠合板，其余內(nèi)模仍采用建筑鋼模板。
　　建筑鋼模板的寬度是影響虹吸管圓弧曲率的最主要因素，當內(nèi)模、外模分別采用寬100mm和150mm的鋼模板時，經(jīng)過分析計算，弧弦最大偏差點偏差值分別為0.8mm和1.3mm，可以忽略不計，完全能夠滿足圓弧曲率要求。計算簡圖及公式如下：
　　AA1=R-OA1
　　OA1=
　　把R=1.65mS=0.1m
　　R=2.15mS=0.15m
　　分別代人公式計算得：AA1=0.8mmAA1=1.3mm
　　為節(jié)約資金，降低工程施工投入，減少加固模板用占筋、方木支撐等用量，在滿足模板剛強度要求的前提下，鋼模板長度宜選用大些的鋼模板。經(jīng)過分析計算，選用長1500mm的鋼模板。綜述以上，內(nèi)模鋼模板選型為1500mm×100mm，外模鋼模板選型為1500mm×150mm。
　　2.2.2模板支撐系統(tǒng)
　　根據(jù)虹吸管的結(jié)構(gòu)特點，支撐系統(tǒng)共分為管內(nèi)部支撐和外部支撐兩大部分。內(nèi)部支撐采用“米”字型支撐結(jié)構(gòu)。外部支撐根據(jù)開挖槽的地形及地勢，支撐方木直接頂座于巖基上。支撐共分為占筋、圍檁和支撐方木三大部分。
　　（1）占筋：占筋主要起到定位模板，加固模板，保證模板的剛強度能夠滿足施工要求等作用。結(jié)合虹吸管的結(jié)構(gòu)特點，外模占筋對嵌固外模，使外模在荷載作用下不易漲開變形起著很重要的作用；內(nèi)模占筋主要起支撐作用。由于內(nèi)外模占筋為圓弧型，為便于加工制作及安裝，占筋選材選用紅松木質(zhì)結(jié)構(gòu)，占筋厚5cm，內(nèi)模占筋采用8塊拼裝式，外模占筋采用16塊拼裝式，內(nèi)部支撐采用“米”字型結(jié)構(gòu)。外（內(nèi)）模占筋加工直徑尺寸為“設(shè)計管外（內(nèi)）直徑±2倍模板厚度”。占筋拼裝連接采用夾板法，即在占筋上鉆打螺栓孔，兩側(cè)上鋼夾板緊固連接，夾板采用厚5mm鋼板。根據(jù)抗剪受力計算，螺栓采用Ф16螺栓。為保證受力不集中于一直線上，螺栓孔的鉆打呈梅花型。
　　占筋布置方式為每節(jié)鋼模板三道，兩端模板接口處一道，模板中間布設(shè)一道。為保證占筋受力均勻分布，管內(nèi)部占筋拼接處置一10cm×10cm方木圍檁，圍檁與占筋采用耙釘連接。
　　（2）支撐系統(tǒng)根據(jù)“鋼筋混凝土自重+模板自重+施工荷載”計算并結(jié)合經(jīng)驗，支撐選用10cm×10cm方木。內(nèi)部支撐采用“米”字形，每道占筋處布設(shè)一道。具體施工操作為：模板、占筋安裝完成后，先打水平撐，再打豎撐，然后依序打4道斜撐。為便于調(diào)整模板尺寸及校核模板，方便方木拆除施工，支撐方木與圍檁接觸處置調(diào)整木楔。支撐方木與圍檁的連接及方木間的連接采用耙釘連接。內(nèi)部支撐示意圖如下：
　　
　　外部支撐每占筋處布設(shè)一道，利用周圍地勢將支撐方木座墊于巖基上，管兩側(cè)均勻布設(shè)。對于跨河段水平管，其底部支撐采用搭設(shè)滿堂腳手架，根據(jù)荷載計算，腳手架管布置間距為50cm×50cm。鋼管上置20cm×20cm方木，外模板占筋直接座于方木上。
　　對于圓管腰線上部分，外部支設(shè)方木支撐條件不再具備條件，而且在腰線處施工荷載及上半部的混凝土重力對外模的漲撐力很大，對此我們采用了在腰線處兩側(cè)加設(shè)對拉螺栓，在管內(nèi)部用花籃螺絲把對拉螺栓連接起來。使內(nèi)外模形成一個整體，對于分散荷載對外模的向外漲力起到了很大作用。
　　（3）模板倉口開設(shè)
　　模板倉口主要起到混凝土入倉及入倉振搗的作用。根據(jù)布料方式，共開設(shè)三道倉口。為保證兩側(cè)混凝土均勻下料，在管兩側(cè)腰線處各開設(shè)一道。倉口尺寸能滿足下料強度及內(nèi)部振搗人員的出入，倉口尺寸為60cm×60cm，倉口間距為2.5m。對于管上半部下料入倉，則在管正上方開設(shè)一道倉口，尺寸與間距同腰線處倉口。倉口的封堵最初曾采用木模板，由于封堵木模板和主體鋼模板不好結(jié)合，倉口處曾出現(xiàn)漏漿、錯臺和混凝土表面不光潔現(xiàn)象。后改用小塊鋼模板封堵，效果很好。為便于倉口封堵，倉口預(yù)留一定要控制好尺寸，否則會出現(xiàn)因倉口小封堵不上或倉口大封堵不嚴等現(xiàn)象。
　　2.3混凝土工程
　　由于虹吸管為封閉圓形結(jié)構(gòu)，管壁較薄，其施工對混凝土的技術(shù)特性、混凝土的振搗及布料方式要求比較高。混凝土塌落度采用S=18～20。為保證混凝土具有高流動性及和易性，在混凝土拌合時摻入木鈣緩凝劑，延緩混凝土的初凝時間。為保證管身在澆筑過程中不發(fā)生移位，兩側(cè)要特別控制好均勻下料，布料方式為從中間倉口向兩端倉口逐漸推進。混凝土澆筑至腰線處，封堵腰線處倉口，然后從頂部倉口均勻布料。為保證混凝土振搗到位，混凝土振搗采用長管振搗棒，從入倉口下棒振搗。

　　2.4鋼筋工程
　　由于虹吸管主筋成型直徑較大，無法在彎曲機上面直接彎曲成型。對于鋼筋加工，我們制作了特種加工模具，一個加工模具，一個校核模具。模具采用Φ25鋼筋按設(shè)計直徑彎曲成型。在圓形筋內(nèi)側(cè)每隔30cm電焊一高15cm的鋼筋，切斷后的鋼筋用人工纏繞于其上加工成型，然后用校核模具進行校核。在進行鋼筋安裝時，由于內(nèi)模重量支撐于底部內(nèi)層鋼筋上，原設(shè)計內(nèi)、外層鋼筋支撐強度不夠，為保證內(nèi)層鋼筋不產(chǎn)生下陷變形，施工時在底部內(nèi)外層鋼筋間增加了一定數(shù)量的鋼筋馬鐙以增加其支撐強度。
　　2.5其它改進措施
　　在施工中，由于混凝土塌落度大，內(nèi)模受園曲率影響，個別模板拼縫不嚴，曾出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，局部接縫處混凝土表面出現(xiàn)麻面。對此，我們采用了堵塞袋裝水泥紙的方法，使廢棄的水泥紙得到了再利用，并取得了很好的效果。另外，在工程開始階段曾出現(xiàn)過管腰線處對拉螺絲數(shù)量不足，個別花籃螺絲曾出現(xiàn)變形現(xiàn)象。對此，又采取了增加一定數(shù)量的對拉螺絲措施，保證了模板的剛強度。
　　
　　參考文獻：
　　1、《水利水電工程模板施工規(guī)范》（DL/T5009-1999）。
　　2、《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144-2001）