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混凝土倉(cāng)面設(shè)計(jì)在永船地下工程中的應(yīng)用工學(xué)論文
摘要：三峽永船地下工程隧洞澆筑手段以泵送為主，豎井以加掛MY-BOX的溜管入倉(cāng)，為適應(yīng)澆筑強(qiáng)度相對(duì)較低、升倉(cāng)速度較快的特點(diǎn)，已推行混凝土單元工程施工組織設(shè)計(jì)（以下簡(jiǎn)稱倉(cāng)面設(shè)計(jì)）。倉(cāng)面設(shè)計(jì)作為混凝土澆筑前必要的技術(shù)準(zhǔn)備及指導(dǎo)澆筑作業(yè)的一種重要措施，對(duì)規(guī)范施工作業(yè)、保證工程質(zhì)量、加快進(jìn)度等方面發(fā)揮了重要作用。
關(guān)鍵詞：永船地下工程混凝土澆筑倉(cāng)面設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)踐
1概述
永久船閘地下輸水系統(tǒng)工程由四條輸水隧洞和36條豎井組成，隧洞總和約5500米，其中包括16條斜井和72個(gè)漸變段；豎井總襯砌高度為2578米�；炷凉こ塘吭诘叵鹿こ讨惺呛币�(jiàn)的，合同工程量44.6萬(wàn)m3，地下輸水系統(tǒng)工程是控制永船通航工期的關(guān)鍵線路。按2003年永久船閘通航工期目標(biāo)，施工期為5年，高峰期月澆筑強(qiáng)度達(dá)3萬(wàn)m3，日最高強(qiáng)度達(dá)2000m3。
輸水系統(tǒng)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，洞洞交叉，洞井相貫，洞中套洞，井內(nèi)有井，且斷面多變。鋼筋制安量大，混凝土施工技術(shù)復(fù)雜，質(zhì)量要求高，且金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)電一期埋件安裝等項(xiàng)目平行交叉進(jìn)行。
針對(duì)上述特點(diǎn)，推行倉(cāng)面設(shè)計(jì)，作為混凝土澆筑前必要的技術(shù)準(zhǔn)備及澆筑作業(yè)指導(dǎo)的一種重要措施，對(duì)規(guī)范施工作業(yè)、保證工程質(zhì)量、加快進(jìn)度等方面發(fā)揮了重要的作用。
倉(cāng)面設(shè)計(jì)由施工單位編制，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師審核批準(zhǔn)后執(zhí)行。
2混凝土倉(cāng)面設(shè)計(jì)依據(jù)、內(nèi)容和要求
2.1依據(jù)
倉(cāng)面設(shè)計(jì)根據(jù)三峽總公司關(guān)于“永久船閘混凝土倉(cāng)號(hào)澆筑工藝設(shè)計(jì)有關(guān)要求”及每個(gè)倉(cāng)面的具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2.2倉(cāng)面設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及步驟
2.2.1分析倉(cāng)面特征
倉(cāng)面特征主要包括混凝土標(biāo)號(hào)及配筋情況、升層厚度和周邊干擾等因素。
（1）澆筑高度
澆筑層高度對(duì)混凝土施工速度、施工質(zhì)量和施工費(fèi)用有很大影響，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、倉(cāng)面面積、澆筑難度、入倉(cāng)手段、溫控要求及氣象等因素確定澆筑高度。薄壁型襯砌混凝土澆筑高度，隧洞分底板和邊頂拱進(jìn)行澆筑，豎井視模板形式確定澆筑高度。對(duì)于鋼筋密集區(qū)，提前進(jìn)行分層設(shè)計(jì)。例如兩層及兩層以上鋼筋網(wǎng)部位，其最下層鋼筋距前一升層的收倉(cāng)面為30cm，控制一次卸料的堆料高度在50cm以下，每鋪筑層厚控制在30～40cm范圍。
�。�2）混凝土標(biāo)號(hào)級(jí)配及配筋情況
混凝土標(biāo)號(hào)級(jí)配應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，對(duì)于找平層混凝土、鋼筋密集區(qū)和澆筑盲區(qū)混凝土，采取小級(jí)配（或富漿）替代方案，減少混凝土骨料分離。
倉(cāng)位分為隧洞砼倉(cāng)（底板和邊頂拱）和豎井砼倉(cāng)（閘室段和井身段）。倉(cāng)面設(shè)計(jì)及審核人員要熟悉倉(cāng)內(nèi)鋼筋分布情況，認(rèn)真分析鋼筋部位的施工難度及澆筑強(qiáng)度。
�。�3）分析周邊影響澆筑的因素
相鄰結(jié)構(gòu)塊高差、備倉(cāng)安排、滲水處理及其它平行作業(yè)等對(duì)混凝土澆筑均有一定的影響，需提前審查施工計(jì)劃及制定相應(yīng)的質(zhì)量保證措施。
2.2.2確定澆筑參數(shù)
�。�1）澆筑手段
確定澆筑方案時(shí)應(yīng)綜合考慮設(shè)備性能、拌和樓維護(hù)、鋼筋密集區(qū)及盲區(qū)平倉(cāng)振搗困難等因素，作為倉(cāng)面設(shè)計(jì)依據(jù)。
薄壁型襯砌混凝土一般采用砼泵送入倉(cāng)，豎井井身段為防止骨料分離，采用加掛MY-BOX緩降器的溜管入倉(cāng)；如存在澆筑盲區(qū)，可采用多種入倉(cāng)手段配合澆筑。砼泵設(shè)計(jì)生產(chǎn)率有60m3/h、80m3/h，實(shí)際入倉(cāng)強(qiáng)度約40m3/h～50m3/h。
�。�2）允許鋪料間歇時(shí)間
綜合考慮不同標(biāo)號(hào)混凝土初凝時(shí)間、氣溫影響及溫控要求，確定合理的混凝土接頭覆蓋時(shí)間。夏季按2～4h，冬季按5h控制。如超過(guò)允許間歇時(shí)間，由現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢員和監(jiān)理工程師共同判斷混凝土接頭是否出現(xiàn)初凝。當(dāng)出現(xiàn)初凝時(shí)，應(yīng)視初凝面積、部位決定采取處理措施后繼續(xù)澆筑或停倉(cāng)處理。
�。�3）鋪料方法
平澆法具有分層清楚不易漏振、提高機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)率和保證層間結(jié)合質(zhì)量、倉(cāng)面設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工控制均較容易等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)優(yōu)先考慮。地下輸水系統(tǒng)砼均采用平澆法，每平鋪層厚控制在30～40cm范圍；對(duì)鋼筋密集區(qū)或盲區(qū)面積較大等澆筑困難倉(cāng)，采用臺(tái)階法，并要求在倉(cāng)面設(shè)計(jì)上注明原因。
2.2.3確定資源配置
資源配置主要包括機(jī)械設(shè)備和人員兩個(gè)方面。主要機(jī)械設(shè)備有：插入式振搗器、變頻振搗器、降（保）溫措施、平倉(cāng)工具；一般工具有：分散骨料工具、排除泌水工具、倉(cāng)內(nèi)保潔工具等。人員包括：倉(cāng)面指揮、盯倉(cāng)質(zhì)檢員、安全員、下料指揮、振搗工、輔助工及各工種值班人員。對(duì)薄壁型襯砌混凝土倉(cāng)的資源配置應(yīng)根據(jù)澆筑強(qiáng)度明確規(guī)定。對(duì)存在澆筑盲區(qū)、抹面層區(qū)或有特殊要求的倉(cāng)位，根據(jù)實(shí)際情況增加資源投入。
2.2.4制定質(zhì)量保證措施
對(duì)于一般倉(cāng)位，在倉(cāng)面設(shè)計(jì)圖表“注意事項(xiàng)”欄加以說(shuō)明；對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、澆筑難度大及有特殊要求的倉(cāng)位，要求施工單位技術(shù)部門提供專項(xiàng)質(zhì)量保證措施，作為倉(cāng)面設(shè)計(jì)的補(bǔ)充，并在倉(cāng)內(nèi)組織技術(shù)交底，使倉(cāng)面指揮、盯倉(cāng)質(zhì)檢員直至施工班組均作到心中人數(shù)。
3倉(cāng)面設(shè)計(jì)審核與監(jiān)督執(zhí)行
3.1倉(cāng)面設(shè)計(jì)審核
倉(cāng)面設(shè)計(jì)由施工單位技術(shù)部編制，在施工復(fù)檢員、終檢員內(nèi)審核合格基礎(chǔ)上，報(bào)監(jiān)理工程師審核。
為確保倉(cāng)面設(shè)計(jì)審核工作的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性，中南院監(jiān)理地下部對(duì)審核人的資質(zhì)、責(zé)任有明確的規(guī)定，并制定了內(nèi)部審核程序，對(duì)倉(cāng)面設(shè)計(jì)審核實(shí)行雙控制：由混凝土專業(yè)監(jiān)理重點(diǎn)審核澆筑方案、資源配置及質(zhì)量保證措施；由結(jié)構(gòu)專業(yè)監(jiān)理重點(diǎn)審核混凝土標(biāo)號(hào)及級(jí)配、澆筑高度和結(jié)構(gòu)尺寸。
3.2倉(cāng)內(nèi)執(zhí)行情況
為使倉(cāng)面設(shè)計(jì)不流于形式，切實(shí)發(fā)揮指導(dǎo)倉(cāng)內(nèi)施工的作用，監(jiān)理部制定了倉(cāng)面設(shè)計(jì)圖表標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行格式。
開倉(cāng)前，要求將倉(cāng)面設(shè)計(jì)分層、分區(qū)線放樣到模板或先澆塊混凝土側(cè)面上。倉(cāng)面設(shè)計(jì)圖表貼在專用黑板上，掛在醒目位置，使倉(cāng)內(nèi)施工人員均能了解本倉(cāng)澆筑要求。
混凝土澆筑過(guò)程中旁站監(jiān)理對(duì)照監(jiān)督執(zhí)行。因機(jī)械故障、下雨等外界影響，造成中斷澆筑時(shí)間較長(zhǎng)或局部澆筑溫度超標(biāo)，由監(jiān)理工程師與盯倉(cāng)質(zhì)檢員確認(rèn)可續(xù)澆的情況下，根據(jù)倉(cāng)內(nèi)實(shí)際情況，調(diào)整鋪料次序，優(yōu)先覆蓋混凝土接頭，然后按倉(cāng)面設(shè)計(jì)繼續(xù)澆筑。調(diào)整過(guò)程中，盯倉(cāng)質(zhì)檢員與旁站監(jiān)理重點(diǎn)控制接頭處鋪層厚度，避免欠振或漏振。正常情況下，必須嚴(yán)格執(zhí)行倉(cāng)面設(shè)計(jì)。因倉(cāng)面設(shè)計(jì)不合理、實(shí)施困難而修改的，則做好詳細(xì)記錄，并反饋給倉(cāng)面設(shè)計(jì)編制人員及審核人員，以利下倉(cāng)優(yōu)化。
現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理每班對(duì)倉(cāng)面設(shè)計(jì)的執(zhí)行情況進(jìn)行檢查，并做好記錄，監(jiān)理部及時(shí)審核。倉(cāng)面設(shè)計(jì)執(zhí)行情況與單元工程一檢合格率相同，與單元工程質(zhì)量評(píng)定和質(zhì)量特別獎(jiǎng)掛鉤。
監(jiān)理單位與施工單位每周召開一次倉(cāng)面設(shè)計(jì)討論會(huì)。對(duì)上周倉(cāng)面設(shè)計(jì)執(zhí)行不力提出整改措施，對(duì)未嚴(yán)格按倉(cāng)面設(shè)計(jì)施工的質(zhì)檢員和倉(cāng)面指揮采取口頭警告，嚴(yán)重者提清施工單位對(duì)其待崗培訓(xùn)直至清退等處罰措施。同時(shí)，分析下周計(jì)劃施工倉(cāng)位的特點(diǎn)和難點(diǎn)，提出倉(cāng)面設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性意見(jiàn)。
倉(cāng)面設(shè)計(jì)由監(jiān)理單位歸類存檔，與三峽總公司TGPMS質(zhì)量管理系統(tǒng)對(duì)應(yīng)，便于查詢和分析。并在監(jiān)理周報(bào)上及時(shí)反映執(zhí)行情況。
4典型倉(cāng)面設(shè)計(jì)實(shí)例及執(zhí)行情況分析
4.1倉(cāng)面設(shè)計(jì)實(shí)例
4.1.1隧洞倉(cāng)面設(shè)計(jì)實(shí)例
以下為隧洞南北坡8m結(jié)構(gòu)塊倉(cāng)面設(shè)計(jì)的實(shí)例。
�。�1）分析倉(cāng)位特征：因結(jié)構(gòu)需要，分為底板和邊頂拱進(jìn)行澆筑，確定起止高程為底板上1.3m，第一層澆筑設(shè)計(jì)高度為1.3m；第二層為邊頂拱。倉(cāng)內(nèi)有雙層鋼筋網(wǎng)，屬薄壁型襯砌混凝土倉(cāng)。設(shè)計(jì)砼標(biāo)號(hào)由原28天修改為90天設(shè)計(jì)齡期（R28300D150S8修改為R90300D150S8）。周邊無(wú)影響混凝土澆筑的因素。11月至次年3月份澆筑，屬低溫季節(jié)施工，采取自然入倉(cāng)，允許間歇時(shí)間按5h控制。4月至10月份澆筑，控制出機(jī)口溫度≤14℃，控制澆筑溫度為18～20℃，允許間歇時(shí)間按3h控制。
（2）確定澆筑參數(shù)：①用湖北泵車廠制造的泵車為入倉(cāng)手段。HB-60、HB-80入倉(cāng)強(qiáng)度分別達(dá)60m3/h和80m3/h，經(jīng)對(duì)倉(cāng)位實(shí)位實(shí)測(cè)，實(shí)際最大平均工效為30～40m3/h。②隧洞鋼筋網(wǎng)間距@20cm，均采用二級(jí)配泵送混凝土。③鋪料方法：標(biāo)準(zhǔn)段倉(cāng)位面積為49.6m2，均采用平鋪法澆筑，每次鋪層厚度為30～40cm，根據(jù)泵送混凝土強(qiáng)度及倉(cāng)位覆蓋時(shí)間，通過(guò)計(jì)算復(fù)核，覆蓋混凝土接頭時(shí)間在允許間歇時(shí)間以內(nèi)。
確定資源配置，主要機(jī)械設(shè)備：6臺(tái)插入式振搗器或兩組變頻振搗器，倉(cāng)內(nèi)排水及保潔工具齊全。人員配置為：值班隊(duì)長(zhǎng)、盯倉(cāng)質(zhì)檢員、專職安全員和下料指揮員各一人，澆筑工10人，輔助澆筑工2人，值班模板工2人，鋼筋工2人，預(yù)埋工和電工各一人。
隧洞底板為散裝翻模，邊頂拱為鋼模臺(tái)車，對(duì)散裝翻模、鋼模臺(tái)車制定專門質(zhì)量保證措施。
4.1.2豎井倉(cāng)面設(shè)計(jì)實(shí)例
�。�1）分析倉(cāng)位特征：因結(jié)構(gòu)需要，分為閘室段、井身段和外伸段進(jìn)行澆筑，確定閘室段、井身段和外伸段的起止高程和每層澆筑高度。倉(cāng)內(nèi)均布置有雙層鋼筋網(wǎng)，屬薄壁型襯砌混凝土倉(cāng)。井身段設(shè)計(jì)砼標(biāo)號(hào)由原28天修改為90天設(shè)計(jì)齡期（R28250D150S8修改為R90300D150S8）。周邊無(wú)影響混凝土澆筑的因素。11月至次年3月份澆筑，屬低溫季節(jié)施工，采取自然入倉(cāng)，允許間歇時(shí)間按5h控制。4月至10月份澆筑，控制出機(jī)口溫度≤14℃，控制澆筑溫度≤20℃，允許間歇時(shí)間按3h控制。
（2）確定澆筑參數(shù)：①閘室段用湖北泵車廠制造的泵車為入倉(cāng)手段。HB-60、HB-80入倉(cāng)強(qiáng)度分別達(dá)60m3/h和80m3/h，經(jīng)對(duì)倉(cāng)位實(shí)位實(shí)測(cè)，實(shí)際最大平均工效為40～45m3/h；中隔墩配備兩臺(tái)砼泵車入倉(cāng)。②鋼筋網(wǎng)間距@20cm，均采用二級(jí)配泵送混凝土。③鋪料方法：倉(cāng)位面積平均為220m2，均采用平鋪法澆筑，每次鋪層厚度為30～40cm，根據(jù)泵送混凝土強(qiáng)度及倉(cāng)位覆蓋時(shí)間，通過(guò)計(jì)算復(fù)核，覆蓋混凝土接頭時(shí)間在允許間歇時(shí)間以內(nèi)。
確定資源配置，主要機(jī)械設(shè)備：15臺(tái)插入式振搗器或三組變頻振搗器，倉(cāng)內(nèi)排水及保潔工具齊全。人員配置為：值班隊(duì)長(zhǎng)、盯倉(cāng)質(zhì)檢員、專職安全員和下料指揮員各一人，澆筑工15人，輔助澆筑工4人，值班模板工4人，鋼筋工4人，預(yù)埋工和電工各兩人。
閘室段、井間段結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度大，對(duì)閘室段、井間段施工制定專門質(zhì)量保證措施。
4.2隧洞和豎井倉(cāng)面設(shè)計(jì)執(zhí)行情況
隧洞和豎井倉(cāng)位混凝土澆筑嚴(yán)格按倉(cāng)面設(shè)計(jì)執(zhí)行，施工有序。每班監(jiān)理對(duì)盯倉(cāng)質(zhì)檢員和倉(cāng)面指揮的考評(píng)均為“稱職”，單元工程優(yōu)良率大大提高。
5結(jié)語(yǔ)
�。�1）倉(cāng)面設(shè)計(jì)對(duì)規(guī)范施工行為，保證混凝土澆筑質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，促進(jìn)施工管理科學(xué)化和規(guī)范化發(fā)揮了重要作用。
（2）倉(cāng)面設(shè)計(jì)的推行，對(duì)施工單位和監(jiān)理機(jī)構(gòu)提出了較高要求。倉(cāng)面設(shè)計(jì)的編制和審核人員，不僅需要較強(qiáng)的專業(yè)理論知識(shí)，還需具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)（綜合素質(zhì)），才能不斷提高倉(cāng)面設(shè)計(jì)水平，使其發(fā)揮重要作用。
�。�3）地下工程實(shí)行倉(cāng)面設(shè)計(jì)的主要對(duì)象為混凝土單元工程的澆筑，已發(fā)揮了較大的作用。借鑒這些經(jīng)驗(yàn)，使單元工程施工組織設(shè)計(jì)在其它工程項(xiàng)目中進(jìn)行推廣應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)工程的“三個(gè)一流”打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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