南水北调淮安截污导流顶管管节预制方案浅析

南 水 北 调 淮 安 截 污 导 流 顶 管 管 节 预 制 方 案 浅 析吴 峰 刘 兵 兵( 淮 安 市 水 利 勘 测 设 计 研 究 院 有 限 公 司 223005)【 摘 要 】 南 水 北 调 淮 安 市 截 污 导 流 清 安 河 穿 运 洞 移 建 工 程 采 用 大 口 径 顶 管 ( DN3000) 技 术 ， 工 程 实 施 中 采 用 了现 场 预 制 管 节 ， 利 用 半 自 动 卷 焊 工 艺 和 “ 一 模 两 底 ” 施 工 技 术 进 行 管 节 现 场 制 作 ， 保 证 了 管 节 质 量 ， 解 决 了 大 口 径 管 节 运 输 难 的 问 题 。【 关 键 词 】 南 水 北 调 管 节 预 制 质 量 控 制骤 ， 完 成 管 节 外 环 钢 筋 制 作 。管 节 制 作 采 用 “ 一 模 两 底 ” 和 常 规 立 制 施 工 工 艺 ， 利 用 一 套 模 板 ， 两 个 底 模 ， 合 理 安 排 生 产 工 序 ， 落 实 管 节 钢 筋 笼 制 作 安 装 、 混 凝 土 浇 筑 、 蒸 汽 养 护 、管 节 拆 模 及 调 运 等 工 序 。工 程 概 况南 水 北 调 淮 安 市 截 污 导 流 工 程 包 括 里 运 河 清 淤 、 板 桩 护 岸 ， 清 安 河 整 治 ， 截 污 干 管 、 清 安 河 穿 运 洞 移 建 工 程 等 。 清 安 河 穿 运 洞 移 建 工 程 是 采 用 大 口 径 顶 管 ( DN3000) 穿 里 运 河 河 床 ， 将 城 市 污 水 经 清 安 河 排 入 淮 河 入 海 水 道 南 偏 泓 ， 以 改 善 南 水 北 调 东 线 输 水 干 线 大 运 河 及 里 运 河 淮 安 城 区 段 的 水 质 和 水 环 境 。清 安 河 穿 运 洞 移 建 工 程 设 计 流 量 29. 06m3 / s， 采 用 2 孔 C50 钢 筋 混 凝 土 顶 管 管 涵 结 构 ， 管 内 直 径3m， 管 壁 厚 30cm， 单 孔 洞 身 长 165m， 呈 水 平 布 置 ， 顶 管 中 心 线 间 距 为 7. 3m， 管 中 心 高 程 为 2. 7m( 废 黄 河 零 点 ) ， 上 下 游 洞 首 采 用 钢 筋 混 凝 土 沉 井 结 构 ， 上 游 设 拦 污 栅 桥 ， 配 置 平 面 钢 闸 门 、 QL 50KN 螺 杆 式启 闭 机 2 套 。12. 2 工 艺 流 程管 节 现 场 制 作 施 工 工 艺 流 程 : 钢 环 与 钢 筋 笼 加工 入 模 检 验 封 闭 外 模 混 凝 土 浇 筑 收口 静 养 蒸 养 关 气 静 养 脱 模 加 罩 静 养 观 温 起 罩 外 观 检 验 成 品 堆 放 养 护 外 观 检 验 出 场 。管 节 制 作 工 艺 流 程 如 图 1 所 示 ， 带 工 序 为 质 量 控 制 关 键 点 。33. 1管 节 制 作 质 量 控 制 要 点止 水 钢 环 加 工 与 安 装止 水 钢 环 按 设 计 尺 寸 在 作 业 平 台 上 用 自 动 气管 节 制 作 工 艺 原 理 及 流 程工 艺 原 理采 用 半 自 动 钢 筋 笼 卷 焊 机 制 作 钢 筋 笼 。 制 作2焊 割 刀 下 料 ， 在 带 台 架 的 专 用 铣 床 或 刨 边 机 上 切 削坡 口 。 将 加 工 好 坡 口 的 钢 板 接 长 成 钢 板 ， 焊 接 接 口 既 要 满 足 强 度 要 求 ， 又 要 用 砂 轮 磨 平 磨 光 ， 以 免 损 伤 止 水 橡 胶 圈 或 影 响 止 水 效 果 。钢 环 的 加 工 精 度 ， 主 要 以 周 长 控 制 ， 误 差 控 制 在 ± 5mm 以 内 。 接 长 的 钢 板 两 端 作 好 对 接 焊 的 坡 口 ， 送 至 专 用 的 小 型 立 式 卷 板 机 卷 制 成 环 。 用 钢 尺 复核 其 周 长 后 焊 成 圆 环 ， 并 用 手 提 砂 轮 磨 平 磨 光 焊 缝 。2. 1内 环 钢 筋 时 ， 将 被 拉 直 机 拉 直 的 钢 筋 焊 接 在 滚 筒 的端 部 ， 电 动 机 带 动 滚 筒 的 转 动 时 ， 钢 筋 就 按 设 定 好 的 间 距 缠 绕 在 滚 筒 上 ， 完 成 内 环 钢 筋 的 加 工 制 作 。 管 节 的 竖 向 筋 由 人 工 根 据 特 定 的 间 距 焊 接 在 环 向 筋 上 。 在 内 环 钢 筋 笼 制 作 完 毕 以 后 ， 调 节 卷 焊 机 半 径 等 于 顶 管 管 节 的 外 钢 筋 笼 半 径 ， 然 后 重 复 以 上 步· 23·图 1 管 节 制 作 工 艺 流 程止 水 钢 环 的 安 装 有 专 用 工 具 ， 很 容 易 套 在 底 模外 侧 ， 底 模 外 侧 嵌 有 止 水 橡 胶 圈 ， 能 有 效 地 制 止 浇混 凝 土 时 渗 漏 水 泥 浆 。 止 水 钢 环 加 工 与 安 装 见 图 2。图 2 止 水 钢 环 加 工 与 安 装进 行 点 焊 ， 并 采 用 强 参 数 工 艺 ， 以 保 障 焊 接 质 量 ， 并有 专 业 质 检 人 员 及 监 理 人 员 随 时 检 查 焊 接 质 量 ， 发 现 缺 陷 时 及 时 采 取 措 施 进 行 消 除 。 钢 筋 笼 加 工 精 度 必 须 保 证 管 外 侧 钢 筋 保 护 层 厚 度 。加 工 好 的 钢 筋 笼 用 吊 车 吊 至 底 模 上 就 位 ， 并 装好 专 用 的 保 护 层 垫 块 。 钢 筋 笼 加 工 与 安 装 见 图 3。3. 2 钢 筋 笼 加 工 与 安 装采 用 半 自 动 钢 筋 笼 卷 焊 机 制 作 钢 筋 笼 ， 通 过 调 整 卷 焊 机 的 工 作 半 径 完 成 制 件 内 、 外 层 钢 筋 笼 。 内 、 外 层 钢 筋 笼 间 用 专 门 的 支 撑 筋 连 接 成 整 体 。 纵 筋 按 尺 寸 进 行 调 直 后 下 料 ， 环 筋 采 用 盘 筋 环 绕 ， 减 少 接 头 数 量 。 纵 筋 与 环 筋 搭 接 由 经 验 丰 富 的 焊 工· 24·吴 峰 等 / 南 水 北 调 淮 安 截 污 导 流 顶 管 管 节 预 制 方 案 浅 析图 3 钢 筋 笼 加 工 与 安 装e. 调 校 好 骨 架 与 管 模 的 设 计 间 距 ， 控 制 钢 筋 笼的 保 护 层 尺 寸 一 致 ， 固 定 好 遇 水 膨 胀 橡 胶 及 骨 架 与 大 、 小 钢 环 的 连 接 。3. 3 钢 模 板 加 工 与 安 装3. 3. 1 钢 模 板 加 工本 工 程 所 用 模 板 为 专 业 工 厂 订 制 加 工 ， 该 制 管 模 具 系 高 精 度 机 加 工 的 专 用 模 具 ， 具 有 足 够 的 刚 度 和 强 度 ， 并 在 模 板 面 进 行 打 磨 以 保 证 模 板 的 光 洁 度 。 内 模 设 计 成 可 自 动 变 径 的 圆 模 ， 拆 模 起 吊 时 ， 内 模 中 的 楔 形 模 在 内 模 自 重 的 作 用 下 会 自 动 内 缩 ， 整 个 内 模 直 径 也 随 之 变 小 ， 以 便 从 浇 筑 好 的 管 节 中 不 接 触 混 凝 土 吊 出 ， 对 混 凝 土 管 节 不 会 造 成 损 伤 。 外 模 设 计 为 带 操 作 平 台 的 两 个 半 圆 ， 采 用 扣 接 相连 、 装 拆 方 便 。模 板 所 有 接 缝 处 均 设 置 止 水 条 ， 防 止 出 现 漏f.浆 现 象 。3. 4 混 凝 土 浇 筑商 品 混 凝 土3. 4. 1管 节 现 场 预 制 所 用 混 凝 土 为 搅 拌 站 供 应 的 商品 混 凝 土 ， 搅 拌 站 每 天 生 产 混 凝 土 之 前 测 定 砂 、 石 含 水 量 一 次 ， 如 因 下 雨 或 其 他 因 素 含 水 量 发 生 变 化 ， 应 立 即 测 定 ， 及 时 调 整 混 凝 土 施 工 配 合 比 。 搅 拌 站 电 子 计 量 的 精 度 为 : 水 泥 、 水 、 外 加 剂 1% 、 砂 、 石 料 2% ， 保 证 了 拌 制 混 凝 土 所 需 的 水 泥 、 砂 石 料 、 外 加 剂 、 水 等 材 料 配 合 比 符 合 规 范 要 求 。 混 凝 土 坍落 度 控 制 在 5 7cm。3. 3. 2 钢 模 板 安 装钢 筋 笼 吊 装 完 成 以 后 ， 开 始 安 装 内 、 外 模 ， 模 板组 装 时 严 格 遵 守 以 下 几 点 要 求 :组 装 时 严 防 模 具 受 到 碰 撞 变 形 。底 模 的 放 置 地 面 要 求 平 整 ， 内 外 模 与 底 模 合a.b. 3. 4. 2 混 凝 土 浇 筑缝 之 间 密 闭 性 好 ， 各 部 分 之 间 连 接 紧 ， 固 件 牢 固 可 靠 。c. 管 模 内 壁 及 底 模 必 须 涂 上 隔 离 剂 ， 宜 选 用 不 黏 接 、 不 污 染 管 壁 、 成 模 性 好 、 易 涂 刷 、 与 管 模 附 着 力 强 的 废 机 油 ， 涂 刷 须 均 匀 、 无 漏 涂 ， 不 出 现 隔 离 剂流 淌 的 现 象 。模 具 安 装 完 成 后 ， 将 混 凝 土 分 料 器 吊 放 在 内 模上 ， 将 内 模 内 的 变 径 传 动 系 统 遮 盖 保 护 起 来 ， 开 始 混 凝 土 浇 筑 。 浇 注 管 节 混 凝 土 时 ， 混 凝 土 吊 斗 将 混 凝 土 倒 在 锥 形 平 台 上 ， 混 凝 土 自 然 下 落 ， 十 分 均 匀 地 分 入 模 板 ， 从 而 保 证 仓 内 混 凝 土 均 匀 上 升 。安 排 4 名 工 人 分 区 振 捣 ， 严 格 控 制 振 捣 时 间 ， 减小 过 振 与 振 捣 时 间 不 足 带 来 的 沉 降 收 缩 裂 纹 和 麻管 模 内 壁 清 理 干 净 ， 不 得 有 残 存 的 水 泥 d.浆 渣 。· 25·面 等 混 凝 土 缺 陷 的 出 现 。 混 凝 土 振 捣 过 程 中 注 意事 项 如 下 :a. 采 用 插 入 式 振 捣 棒 分 层 振 捣 密 实 ， 下 料 每 层 厚 度 20 30cm。每 节 管 节 设 置 四 个 润 滑 孔 。 泥 浆 从 压 浆 孔 出 来 后 ，有 钢 环 阻 挡 ， 只 能 沿 钢 环 内 的 空 隙 扩 散 至 整 个 圆 周 ， 再 从 钢 环 端 部 扩 散 到 整 个 管 节 圆 周 ， 不 仅 可 大 大 提 高 润 滑 效 果 ， 同 时 也 避 免 了 压 力 泥 浆 在 土 中 冲 孔 ， 扩 散 至 土 中 而 浪 费 。4. 2 止 水 橡 胶 圈 的 固 定在 管 节 接 头 设 置 止 退 小 钢 环 ， 能 有 效 挡 住 止 水 橡 胶 圈 下 滑 。 清 安 河 穿 运 洞 顶 管 施 工 过 程 中 ， 未 发 生 止 水 橡 胶 圈 滑 脱 现 象 。4. 3 管 节 防 裂 的 措 施通 过 在 混 凝 土 初 凝 之 前 再 抹 一 次 面 ， 有 效 减 少 了 混 凝 土 外 露 面 干 缩 裂 缝 的 数 量 。 混 凝 土