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混凝土倉面設計在永船地下工程中的應用工學論文
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，為適應澆筑強度相對較低、升倉速度較快的特點，已推行混凝土單元工程施工組織設計（以下簡稱倉面設計）。倉面設計作為混凝土澆筑前必要的技術準備及指導澆筑作業的一種重要措施，對規范施工作業、保證工程質量、加快進度等方面發揮了重要作用。
關鍵詞：永船地下工程混凝土澆筑倉面設計應用實踐
1概述
永久船閘地下輸水系統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個漸變段；豎井總襯砌高度為2578米。混凝土工程量在地下工程中是罕見的，合同工程量44.6萬m3，地下輸水系統工程是控制永船通航工期的關鍵線路。按2003年永久船閘通航工期目標，施工期為5年，高峰期月澆筑強度達3萬m3，日最高強度達2000m3。
輸水系統工程結構設計復雜，洞洞交叉，洞井相貫，洞中套洞，井內有井，且斷面多變。鋼筋制安量大，混凝土施工技術復雜，質量要求高，且金屬結構及機電一期埋件安裝等項目平行交叉進行。
針對上述特點，推行倉面設計，作為混凝土澆筑前必要的技術準備及澆筑作業指導的一種重要措施，對規范施工作業、保證工程質量、加快進度等方面發揮了重要的作用。
倉面設計由施工單位編制，經現場監理工程師審核批準后執行。
2混凝土倉面設計依據、內容和要求
2.1依據
倉面設計根據三峽總公司關于“永久船閘混凝土倉號澆筑工藝設計有關要求”及每個倉面的具體情況進行設計。
2.2倉面設計主要內容及步驟
2.2.1分析倉面特征
倉面特征主要包括混凝土標號及配筋情況、升層厚度和周邊干擾等因素。
（1）澆筑高度
澆筑層高度對混凝土施工速度、施工質量和施工費用有很大影響，根據結構特點、倉面面積、澆筑難度、入倉手段、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行澆筑，豎井視模板形式確定澆筑高度。對于鋼筋密集區，提前進行分層設計。例如兩層及兩層以上鋼筋網部位，其最下層鋼筋距前一升層的收倉面為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）混凝土標號級配及配筋情況
混凝土標號級配應符合設計要求，對于找平層混凝土、鋼筋密集區和澆筑盲區混凝土，采取小級配（或富漿）替代方案，減少混凝土骨料分離。
倉位分為隧洞砼倉（底板和邊頂拱）和豎井砼倉（閘室段和井身段）。倉面設計及審核人員要熟悉倉內鋼筋分布情況，認真分析鋼筋部位的施工難度及澆筑強度。
（3）分析周邊影響澆筑的因素
相鄰結構塊高差、備倉安排、滲水處理及其它平行作業等對混凝土澆筑均有一定的影響，需提前審查施工計劃及制定相應的質量保證措施。
2.2.2確定澆筑參數
（1）澆筑手段
確定澆筑方案時應綜合考慮設備性能、拌和樓維護、鋼筋密集區及盲區平倉振搗困難等因素，作為倉面設計依據。
薄壁型襯砌混凝土一般采用砼泵送入倉，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；如存在澆筑盲區，可采用多種入倉手段配合澆筑。砼泵設計生產率有60m3/h、80m3/h，實際入倉強度約40m3/h～50m3/h。
（2）允許鋪料間歇時間
綜合考慮不同標號混凝土初凝時間、氣溫影響及溫控要求，確定合理的混凝土接頭覆蓋時間。夏季按2～4h，冬季按5h控制。如超過允許間歇時間，由現場質檢員和監理工程師共同判斷混凝土接頭是否出現初凝。當出現初凝時，應視初凝面積、部位決定采取處理措施后繼續澆筑或停倉處理。
（3）鋪料方法
平澆法具有分層清楚不易漏振、提高機械設備生產率和保證層間結合質量、倉面設計及現場施工控制均較容易等優點，應優先考慮。地下輸水系統砼均采用平澆法，每平鋪層厚控制在30～40cm范圍；對鋼筋密集區或盲區面積較大等澆筑困難倉，采用臺階法，并要求在倉面設計上注明原因。
2.2.3確定資源配置
資源配置主要包括機械設備和人員兩個方面。主要機械設備有：插入式振搗器、變頻振搗器、降（保）溫措施、平倉工具；一般工具有：分散骨料工具、排除泌水工具、倉內保潔工具等。人員包括：倉面指揮、盯倉質檢員、安全員、下料指揮、振搗工、輔助工及各工種值班人員。對薄壁型襯砌混凝土倉的資源配置應根據澆筑強度明確規定。對存在澆筑盲區、抹面層區或有特殊要求的倉位，根據實際情況增加資源投入。
2.2.4制定質量保證措施
對于一般倉位，在倉面設計圖表“注意事項”欄加以說明；對于結構復雜、澆筑難度大及有特殊要求的倉位，要求施工單位技術部門提供專項質量保證措施，作為倉面設計的補充，并在倉內組織技術交底，使倉面指揮、盯倉質檢員直至施工班組均作到心中人數。
3倉面設計審核與監督執行
3.1倉面設計審核
倉面設計由施工單位技術部編制，在施工復檢員、終檢員內審核合格基礎上，報監理工程師審核。
為確保倉面設計審核工作的科學性、嚴謹性，中南院監理地下部對審核人的資質、責任有明確的規定，并制定了內部審核程序，對倉面設計審核實行雙控制：由混凝土專業監理重點審核澆筑方案、資源配置及質量保證措施；由結構專業監理重點審核混凝土標號及級配、澆筑高度和結構尺寸。
3.2倉內執行情況
為使倉面設計不流于形式，切實發揮指導倉內施工的作用，監理部制定了倉面設計圖表標準執行格式。
開倉前，要求將倉面設計分層、分區線放樣到模板或先澆塊混凝土側面上。倉面設計圖表貼在專用黑板上，掛在醒目位置，使倉內施工人員均能了解本倉澆筑要求。
混凝土澆筑過程中旁站監理對照監督執行。因機械故障、下雨等外界影響，造成中斷澆筑時間較長或局部澆筑溫度超標，由監理工程師與盯倉質檢員確認可續澆的情況下，根據倉內實際情況，調整鋪料次序，優先覆蓋混凝土接頭，然后按倉面設計繼續澆筑。調整過程中，盯倉質檢員與旁站監理重點控制接頭處鋪層厚度，避免欠振或漏振。正常情況下，必須嚴格執行倉面設計。因倉面設計不合理、實施困難而修改的，則做好詳細記錄，并反饋給倉面設計編制人員及審核人員，以利下倉優化。
現場監理每班對倉面設計的執行情況進行檢查，并做好記錄，監理部及時審核。倉面設計執行情況與單元工程一檢合格率相同，與單元工程質量評定和質量特別獎掛鉤。
監理單位與施工單位每周召開一次倉面設計討論會。對上周倉面設計執行不力提出整改措施，對未嚴格按倉面設計施工的質檢員和倉面指揮采取口頭警告，嚴重者提清施工單位對其待崗培訓直至清退等處罰措施。同時，分析下周計劃施工倉位的特點和難點，提出倉面設計的指導性意見。
倉面設計由監理單位歸類存檔，與三峽總公司TGPMS質量管理系統對應，便于查詢和分析。并在監理周報上及時反映執行情況。
4典型倉面設計實例及執行情況分析
4.1倉面設計實例
4.1.1隧洞倉面設計實例
以下為隧洞南北坡8m結構塊倉面設計的實例。
（1）分析倉位特征：因結構需要，分為底板和邊頂拱進行澆筑，確定起止高程為底板上1.3m，第一層澆筑設計高度為1.3m；第二層為邊頂拱。倉內有雙層鋼筋網，屬薄壁型襯砌混凝土倉。設計砼標號由原28天修改為90天設計齡期（R28300D150S8修改為R90300D150S8）。周邊無影響混凝土澆筑的因素。11月至次年3月份澆筑，屬低溫季節施工，采取自然入倉，允許間歇時間按5h控制。4月至10月份澆筑，控制出機口溫度≤14℃，控制澆筑溫度為18～20℃，允許間歇時間按3h控制。
（2）確定澆筑參數：①用湖北泵車廠制造的泵車為入倉手段。HB-60、HB-80入倉強度分別達60m3/h和80m3/h，經對倉位實位實測，實際最大平均工效為30～40m3/h。②隧洞鋼筋網間距@20cm，均采用二級配泵送混凝土。③鋪料方法：標準段倉位面積為49.6m2，均采用平鋪法澆筑，每次鋪層厚度為30～40cm，根據泵送混凝土強度及倉位覆蓋時間，通過計算復核，覆蓋混凝土接頭時間在允許間歇時間以內。
確定資源配置，主要機械設備：6臺插入式振搗器或兩組變頻振搗器，倉內排水及保潔工具齊全。人員配置為：值班隊長、盯倉質檢員、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，預埋工和電工各一人。
隧洞底板為散裝翻模，邊頂拱為鋼模臺車，對散裝翻模、鋼模臺車制定專門質量保證措施。
4.1.2豎井倉面設計實例
（1）分析倉位特征：因結構需要，分為閘室段、井身段和外伸段進行澆筑，確定閘室段、井身段和外伸段的起止高程和每層澆筑高度。倉內均布置有雙層鋼筋網，屬薄壁型襯砌混凝土倉。井身段設計砼標號由原28天修改為90天設計齡期（R28250D150S8修改為R90300D150S8）。周邊無影響混凝土澆筑的因素。11月至次年3月份澆筑，屬低溫季節施工，采取自然入倉，允許間歇時間按5h控制。4月至10月份澆筑，控制出機口溫度≤14℃，控制澆筑溫度≤20℃，允許間歇時間按3h控制。
（2）確定澆筑參數：①閘室段用湖北泵車廠制造的泵車為入倉手段。HB-60、HB-80入倉強度分別達60m3/h和80m3/h，經對倉位實位實測，實際最大平均工效為40～45m3/h；中隔墩配備兩臺砼泵車入倉。②鋼筋網間距@20cm，均采用二級配泵送混凝土。③鋪料方法：倉位面積平均為220m2，均采用平鋪法澆筑，每次鋪層厚度為30～40cm，根據泵送混凝土強度及倉位覆蓋時間，通過計算復核，覆蓋混凝土接頭時間在允許間歇時間以內。
確定資源配置，主要機械設備：15臺插入式振搗器或三組變頻振搗器，倉內排水及保潔工具齊全。人員配置為：值班隊長、盯倉質檢員、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，預埋工和電工各兩人。
閘室段、井間段結構復雜，施工難度大，對閘室段、井間段施工制定專門質量保證措施。
4.2隧洞和豎井倉面設計執行情況
隧洞和豎井倉位混凝土澆筑嚴格按倉面設計執行，施工有序。每班監理對盯倉質檢員和倉面指揮的考評均為“稱職”，單元工程優良率大大提高。
5結語
（1）倉面設計對規范施工行為，保證混凝土澆筑質量，提高生產率，促進施工管理科學化和規范化發揮了重要作用。
（2）倉面設計的推行，對施工單位和監理機構提出了較高要求。倉面設計的編制和審核人員，不僅需要較強的專業理論知識，還需具備豐富的實踐經驗（綜合素質），才能不斷提高倉面設計水平，使其發揮重要作用。
（3）地下工程實行倉面設計的主要對象為混凝土單元工程的澆筑，已發揮了較大的作用。借鑒這些經驗，使單元工程施工組織設計在其它工程項目中進行推廣應用，為實現工程的“三個一流”打下堅實的基礎。
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