北石涧沟倒虹施工关键技术

北石涧沟倒虹施工关键技术

孙敬超

中国水电十五局陕西咸阳712000

摘要：文中从北石涧沟倒虹的水泥土搅拌桩工程、混凝土工程、土石方回填工程三个方面，指出了各项工程的施工关键技术，通过施工过程中对该关键技术的严格控制，顺利的完成了施工任务。

关键词：北石涧沟；倒虹；施工；关键；技术

一、概况

北石涧倒虹吸总长为215.805m，其中管身段水平投影长为119.48m，管身横向为2孔4m×4m（宽×高）的箱型断面，钢筋混凝土结构。工程由进口段、管身段及出口段组成。

管身及进、出口挡土墙下地基处理采用水泥土搅拌桩。水平管身段下桩径0.5m，套打，纵向间距0.4m，横向间距0.34m，单桩长5.0m，以抵抗承压水浮托力。管身斜管段及进、出口挡土墙下，桩径0.5m，桩间距：纵向1.0m，横向0.866m，单桩长8.5m~5.0m。桩顶采用20cm厚碎石褥垫层。

土石方回填主要由进、出口挡土墙后的土方回填；进、出口管节的混合砂砾料和级配粗砂回填；2#、3#管节及部分4#管节和8#、部分7#、9#管节的高塑性土回填；中间4#、5#、6#、7#管节的低压缩性土回填组成。

二、施工关键技术

1、基础处理工程

基础处理工程即水泥土搅拌桩，本工程用于抵抗承压水的浮托力，因地下水位较高，采用干法工艺进行施工。

水泥土搅拌桩的施工关键技术是钻杆垂直度的控制，钻机钻进成孔、喷粉、桩体搅拌等工序。

桩机就位后，钻头对准桩中心的误差控制在50mm内，保证钻杆垂直，并在钻孔过程中，随时注意检查钻杆垂直度，及时调整。钻杆垂直度控制在1%以内。

桩机钻进：根据施工要求，以逐级加速的顺序，正转预搅下沉。为防止喷口堵塞和减少钻进阻力，从开始预搅下沉起应在钻杆内连续输送压缩空气，钻至设计标高以上1.5m时关闭送气，打开送粉管路开关，并在设计标高处原位低速钻搅1min~2min，以确保水泥粉到达钻头。

提升喷粉搅拌：在确认水泥粉已到达钻头时，低速反转提升至设计停灰标高。搅拌头每旋转一周其提升高度不得超过16mm。当搅拌头提升至比桩顶高于500mm时，粉喷机应停止喷粉。

全程复搅：为保证桩体质量，须重复下沉到设计要求深度，再分析施工记录搅拌。提升时要控制速度不大于0.5m/min，至比桩顶高于500mm时，宜慢速原地搅拌lmin～2min，确保桩头质量。

水泥土搅拌桩施工中的注意事项如下：

施工机具应保持完好。检查气、粉管路密封可靠，输送距离不宜大于60m。施工中如发现钻机有不正常现象，应立即停机检查，必要时要提钻重打；所用水泥应符合设计要求。入罐水泥必须新鲜、不受潮、不结块，不同种水泥不能混用；送粉过程中如发现异常现象，应停止提升，原地搅拌并及时查明原因，检查故障时尽量不要停止送风。若由于灰罐内水泥粉已喷完或容器管道漏气所致，应将钻头下沉到停灰面以下lm处，重新加粉复搅；要确保搅拌的均匀性和施工记录的详尽完整；本施工区域为套打桩体，须连续施工。该基础宽度10m，布设28根桩，横向单排施工，正常时间小于10h，满足规范要求；喷粉时灰罐内的气压应比管道内的气压高0.02MPa~0.05MPa，以保证正常送粉。

2、混凝土工程

混凝土施工基本是常规施工方法，主要应做好以下几个工序的施工工作。

（1）基础面及施工缝

砼浇筑前，先清除建基面上的杂物、泥土及松动土块，并用压力水将基面或老砼表面冲洗干净。施工缝采用人工凿毛，清除缝面上所有浮浆，松散物料及污染体，用压力水冲洗干净，保持清洁、湿润。

（2）钢筋制安

使用的钢筋表面应洁净无损伤，禁用带有颗粒状或片状老锈钢筋。在钢筋和模板间设置强度不低于设计强度的砼垫块。在多排钢筋之间，采用短钢筋支撑保证位置准确。

钢筋焊接主要采用手工电弧焊手工电弧焊采用搭接焊或绑条焊，Ⅱ级钢筋接头的搭接或帮条焊缝长度，双面焊时为5d，单面焊时为10d。

（3）止水安装

止水带接头采用热压硫化胶合，接头外观平整光洁，抗拉强度不低于母材的75％。

止水带安装固定采用模板挤压固定，注意严禁在止水上穿孔架立。水平止水安装时，先立止水底部模板，要求模板上口平直，标高准确，而后安装止水，中心位置控制好以后，再安装上部模板，止水上部设置木模板，以便于固定止水翼片。竖向止水首先将止水定位，然后再进行相邻模板的拼装。这样，一方面能够保证止水两侧不致出现板缝，同时也有利于止水翼片的固定，防止止水在浇筑过程中变形走样和漏浆。安装好的止水片须加以固定和保护，防止在浇筑过程中发生偏移、扭曲和结合面漏浆。

（4）模板

模板安装前进行表面灰浆处理打磨，达到平整光洁。在模板拼缝处夹设粘贴海绵胶带，检查模板表面是否平整、接缝是否严密、尺寸是否正确，并测量进行模板校核。

（5）混凝土浇筑

仓面验收合格后，方可进行砼浇筑，在浇筑第一层砼前，将层面松散物及积水清除干净后均匀铺设一层2～3cm水泥砂浆，砂浆标号比同部位砼标号高一级，并保证砼与基面结合良好。

仓号内注意薄层平铺，特别是边墙一定要对称下料，防止使模板整体变形；认真平仓，防止骨料分离；注意层间结合，加强振捣，确保连续浇筑，防止出现冷缝；浇筑过程中模板工和钢筋工要加强巡视维护，异常情况及时汇报，及时处理。

（6）砼养护

砼浇筑结束后12h～18h内，洒水养护，使其保持湿润状态。养护时间28天，在干燥、炎热的气候条件下，适当延长养护时间。

3、土石方回填工程

该倒虹吸设计的几类回填项目如级配粗砂、混合砂砾料、高塑性土、低压缩性土等，是倒虹吸渗流控制的关键设计，因此，土石方回填的质量直接影响到倒虹吸的运行安全，必须重视回填土的施工质量。

基础建基面处理：清理范围为倒虹吸砼建筑物两侧开挖区，基础和坡面清理干净，建筑物两侧的排水沟、槽等，用碎石回填，电动夯板夯实，技术要求与倒虹吸碎石垫层相同。基础清理完并回填完两侧排水沟后，由22.8t自行式振动碾进行碾压。

混凝土表面涂刷泥浆：高塑性土和低压缩性土回填前，须在混凝土外壁涂刷两道粘土泥浆，每层泥浆的厚度3～5mm，泥浆的泥水比例1：2.5～1：3.0，泥浆采用土料的粘粒含量≥30%。涂刷泥浆与回填土同步上升。

回填料摊铺及碾压：回填料中土料含水量按最优含水量的－2～3%进行控制，土料铺填厚度采用钢钎插入法检测，管身中部的低压缩性土回填和高塑性土回填，压实度不小于1.0。

施工要点如下：

（1）低压缩性土在填筑前，按照设计掺配比例，在场外对土料和碎石采用挖掘机或装载机进行掺配。将掺配重量比换算成体积比，用ZL50装载机料斗量取、掺配，掺配均匀后运至填筑部位进行摊铺。

（2）回填料采用进占法卸料，施工时注意控制回填料中土块粒径不大于10cm，卸料时将回填料按要求填至规定部位，并设专人清除回填料中的杂质。

回填料的层厚，按照在倒虹吸每节砼上用红漆标定的厚度控制，做到两侧均衡上升。

（3）碾压设备主要采用22t自行式振动碾，沿倒虹吸轴线方向进行进、退错距法碾压，碾迹搭接宽度不小于30cm，碾压时控制行车速度，最高不超过2.0km/h，靠近边坡和建筑物附近采用电动夯板薄层夯实。

振动碾碾压粘性土层时填筑层因故中断，重新填筑前进行复压处理。

回填时的外边坡按照坡比要求将斜坡面挖成台阶状，以保证接触面的土质新鲜和碾压效果。

（4）不同料分段碾压时，相邻两段做到均衡上升。当段与段之间不可避免出现高差时，交界处以设计斜坡相接。

回填土料的压实要求：高压缩性土和低压缩性土回填范围的上部土方回填按照渠堤回填标准进行；挡土墙后的回填土采用压实系数0.96；砂砾料压实相对密度不小于0.75。

三、结语

北石涧沟倒虹施工过程中采用了文中所述关键施工技术，注意了施工过程中的质量控制，顺利的完成了该项工程施工任务。