混凝土仓面设计在永船地下工程中的应用

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　1、概述

　　永久船闸地下输水系统工程由四条输水隧洞和36条竖井组成，隧洞总和约5500米，其中包括16条斜井和72个渐变段；竖井总衬砌高度为2578米。混凝土工程量在地下工程中是罕见的，合同工程量44.6万m³，地下输水系统工程是控制永船通航工期的关键线路。按2003年永久船闸通航工期目标，施工期为5年，高峰期月浇筑强度达3万m³，日最高强度达2000m³。

　　输水系统工程结构设计复杂，洞洞交叉，洞井相贯，洞中套洞，井内有井，且断面多变。钢筋制安量大，混凝土施工技术复杂，质量要求高，且金属结构及机电一期埋件安装等项目平行交叉进行。

　　针对上述特点，推行仓面设计，作为混凝土浇筑前必要的技术准备及浇筑作业指导的一种重要措施，对规范施工作业、保证工程质量、加快进度等方面发挥了重要的作用。

　　仓面设计由施工单位编制，经现场监理工程师审核批准后执行。

　　2、混凝土仓面设计依据、内容和要求

　　2.1依据

　　仓面设计根据三峡总公司关于“永久船闸混凝土仓号浇筑工艺设计有关要求”及每个仓面的具体情况进行设计。

　　2.2仓面设计主要内容及步骤

　　2.2.1分析仓面特征

　　仓面特征主要包括混凝土标号及配筋情况、升层厚度和周边干扰等因素。

　　（1）浇筑高度

　　浇筑层高度对混凝土施工速度、施工质量和施工费用有很大影响，根据结构特点、仓面面积、浇筑难度、入仓手段、温控要求及气象等因素确定浇筑高度。薄壁型衬砌混凝土浇筑高度，隧洞分底板和边顶拱进行浇筑，竖井视模板形式确定浇筑高度。对于钢筋密集区，提前进行分层设计。例如两层及两层以上钢筋网部位，其最下层钢筋距前一升层的收仓面为30cm，控制一次卸料的堆料高度在50cm以下，每铺筑层厚控制在30～40cm范围。

　　（2）混凝土标号级配及配筋情况

　　混凝土标号级配应符合设计要求，对于找平层混凝土、钢筋密集区和浇筑盲区混凝土，采取小级配（或富浆）替代方案，减少混凝土骨料分离。

　　仓位分为隧洞砼仓（底板和边顶拱）和竖井砼仓（闸室段和井身段）。仓面设计及审核人员要熟悉仓内钢筋分布情况，认真分析钢筋部位的施工难度及浇筑强度。

　　（3）分析周边影响浇筑的因素

　　相邻结构块高差、备仓安排、渗水处理及其它平行作业等对混凝土浇筑均有一定的影响，需提前审查施工计划及制定相应的质量保证措施。

　　2.2.2确定浇筑参数

　　（1）浇筑手段

　　确定浇筑方案时应综合考虑设备性能、拌和楼维护、钢筋密集区及盲区平仓振捣困难等因素，作为仓面设计依据。

　　薄壁型衬砌混凝土一般采用砼泵送入仓，竖井井身段为防止骨料分离，采用加挂MY-BOX缓降器的溜管入仓；如存在浇筑盲区，可采用多种入仓手段配合浇筑。砼泵设计生产率有60m³/h、80m³/h，实际入仓强度约40m³/h～50m³/h。

　　（2）允许铺料间歇时间

　　综合考虑不同标号混凝土初凝时间、气温影响及温控要求，确定合理的混凝土接头覆盖时间。夏季按2～4h，冬季按5h控制。如超过允许间歇时间，由现场质检员和监理工程师共同判断混凝土接头是否出现初凝。当出现初凝时，应视初凝面积、部位决定采取处理措施后继续浇筑或停仓处理。

　　（3）铺料方法

　　平浇法具有分层清楚不易漏振、提高机械设备生产率和保证层间结合质量、仓面设计及现场施工控制均较容易等优点，应优先考虑。地下输水系统砼均采用平浇法，每平铺层厚控制在30～40cm范围；对钢筋密集区或盲区面积较大等浇筑困难仓，采用台阶法，并要求在仓面设计上注明原因。

　　2.2.3确定资源配置

　　资源配置主要包括机械设备和人员两个方面。主要机械设备有：插入式振捣器、变频振捣器、降（保）温措施、平仓工具；一般工具有：分散骨料工具、排除泌水工具、仓内保洁工具等。人员包括：仓面指挥、盯仓质检员、安全员、下料指挥、振捣工、辅助工及各工种值班人员。对薄壁型衬砌混凝土仓的资源配置应根据浇筑强度明确规定。对存在浇筑盲区、抹面层区或有特殊要求的仓位，根据实际情况增加资源投入。

　　2.2.4制定质量保证措施

　　对于一般仓位，在仓面设计图表“注意事项”栏加以说明；对于结构复杂、浇筑难度大及有特殊要求的仓位，要求施工单位技术部门提供专项质量保证措施，作为仓面设计的补充，并在仓内组织技术交底，使仓面指挥、盯仓质检员直至施工班组均作到心中人数。

　　3、仓面设计审核与监督执行

　　3.1仓面设计审核

　　仓面设计由施工单位技术部编制，在施工复检员、终检员内审核合格基础上，报监理工程师审核。

　　为确保仓面设计审核工作的科学性、严谨性，中南院监理地下部对审核人的资质、责任有明确的规定，并制定了内部审核程序，对仓面设计审核实行双控制：由混凝土专业监理重点审核浇筑方案、资源配置及质量保证措施；由结构专业监理重点审核混凝土标号及级配、浇筑高度和结构尺寸。

　　3.2仓内执行情况

　　为使仓面设计不流于形式，切实发挥指导仓内施工的作用，监理部制定了仓面设计图表标准执行格式。

　　开仓前，要求将仓面设计分层、分区线放样到模板或先浇块混凝土侧面上。仓面设计图表贴在专用黑板上，挂在醒目位置，使仓内施工人员均能了解本仓浇筑要求。

　　混凝土浇筑过程中旁站监理对照监督执行。因机械故障、下雨等外界影响，造成中断浇筑时间较长或局部浇筑温度超标，由监理工程师与盯仓质检员确认可续浇的情况下，根据仓内实际情况，调整铺料次序，优先覆盖混凝土接头，然后按仓面设计继续浇筑。调整过程中，盯仓质检员与旁站监理重点控制接头处铺层厚度，避免欠振或漏振。正常情况下，必须严格执行仓面设计。因仓面设计不合理、实施困难而修改的，则做好详细记录，并反馈给仓面设计编制人员及审核人员，以利下仓优化。

　　现场监理每班对仓面设计的执行情况进行检查，并做好记录，监理部及时审核。仓面设计执行情况与单元工程一检合格率相同，与单元工程质量评定和质量特别奖挂钩。

　　监理单位与施工单位每周召开一次仓面设计讨论会。对上周仓面设计执行不力提出整改措施，对未严格按仓面设计施工的质检员和仓面指挥采取口头警告，严重者提清施工单位对其待岗培训直至清退等处罚措施。同时，分析下周计划施工仓位的特点和难点，提出仓面设计的指导性意见。

　　仓面设计由监理单位归类存档，与三峡总公司TGPMS质量管理系统对应，便于查询和分析。并在监理周报上及时反映执行情况。

　　4、典型仓面设计实例及执行情况分析

　　4.1仓面设计实例

　　4.1.1隧洞仓面设计实例

　　以下为隧洞南北坡8m结构块仓面设计的实例。

　　（1）分析仓位特征：因结构需要，分为底板和边顶拱进行浇筑，确定起止高程为底板上1.3m，第一层浇筑设计高度为1.3m；第二层为边顶拱。仓内有双层钢筋网，属薄壁型衬砌混凝土仓。设计砼标号由原28天修改为90天设计龄期（R28300D150S8修改为R90300D150S8）。周边无影响混凝土浇筑的因素。11月至次年3月份浇筑，属低温季节施工，采取自然入仓，允许间歇时间按5h控制。4月至10月份浇筑，控制出机口温度≤14℃，控制浇筑温度为18～20℃，允许间歇时间按3h控制。

　　（2）确定浇筑参数：

　　①用湖北泵车厂制造的泵车为入仓手段。HB-60、HB-80入仓强度分别达60m³/h和80m³/h，经对仓位实位实测，实际最大平均工效为30～40m³/h。

　　②隧洞钢筋网间距@20cm，均采用二级配泵送混凝土。

　　③铺料方法：标准段仓位面积为49.6m²，均采用平铺法浇筑，每次铺层厚度为30～40cm，根据泵送混凝土强度及仓位覆盖时间，通过计算复核，覆盖混凝土接头时间在允许间歇时间以内。

　　确定资源配置，主要机械设备：6台插入式振捣器或两组变频振捣器，仓内排水及保洁工具齐全。人员配置为：值班队长、盯仓质检员、专职安全员和下料指挥员各一人，浇筑工10人，辅助浇筑工2人，值班模板工2人，钢筋工2人，预埋工和电工各一人。

　　隧洞底板为散装翻模，边顶拱为钢模台车，对散装翻模、钢模台车制定专门质量保证措施。

　　4.1.2竖井仓面设计实例

　　（1）分析仓位特征：因结构需要，分为闸室段、井身段和外伸段进行浇筑，确定闸室段、井身段和外伸段的起止高程和每层浇筑高度。仓内均布置有双层钢筋网，属薄壁型衬砌混凝土仓。井身段设计砼标号由原28天修改为90天设计龄期（R28250D150S8修改为R90300D150S8）。周边无影响混凝土浇筑的因素。11月至次年3月份浇筑，属低温季节施工，采取自然入仓，允许间歇时间按5h控制。4月至10月份浇筑，控制出机口温度≤14℃，控制浇筑温度≤20℃，允许间歇时间按3h控制。

　　（2）确定浇筑参数：

　　①闸室段用湖北泵车厂制造的泵车为入仓手段。HB-60、HB-80入仓强度分别达60m³/h和80m³/h，经对仓位实位实测，实际最大平均工效为40～45m³/h；中隔墩配备两台砼泵车入仓。

　　②钢筋网间距@20cm，均采用二级配泵送混凝土。

　　③铺料方法：仓位面积平均为220m²，均采用平铺法浇筑，每次铺层厚度为30～40cm，根据泵送混凝土强度及仓位覆盖时间，通过计算复核，覆盖混凝土接头时间在允许间歇时间以内。

　　确定资源配置，主要机械设备：15台插入式振捣器或三组变频振捣器，仓内排水及保洁工具齐全。人员配置为：值班队长、盯仓质检员、专职安全员和下料指挥员各一人，浇筑工15人，辅助浇筑工4人，值班模板工4人，钢筋工4人，预埋工和电工各两人。

　　闸室段、井间段结构复杂，施工难度大，对闸室段、井间段施工制定专门质量保证措施。

　　4.2隧洞和竖井仓面设计执行情况

　　隧洞和竖井仓位混凝土浇筑严格按仓面设计执行，施工有序。每班监理对盯仓质检员和仓面指挥的考评均为“称职”，单元工程优良率大大提高。

　　5、结语

　　（1）仓面设计对规范施工行为，保证混凝土浇筑质量，提高生产率，促进施工管理科学化和规范化发挥了重要作用。

　　（2）仓面设计的推行，对施工单位和监理机构提出了较高要求。仓面设计的编制和审核人员，不仅需要较强的专业理论知识，还需具备丰富的实践经验（综合素质），才能不断提高仓面设计水平，使其发挥重要作用。

　　（3）地下工程实行仓面设计的主要对象为混凝土单元工程的浇筑，已发挥了较大的作用。借鉴这些经验，使单元工程施工组织设计在其它工程项目中进行推广应用，为实现工程的“三个一流”打下坚实的基础。