混凝土仓面设计在永船地下工程中的应用

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摘要：三峡永船地下工程隧洞浇筑手段以泵送为主，竖井以加挂MY-BOX的溜管入仓，为适应浇筑强度相对较低、升仓速度较快的特点，已推行混凝土单元工程施工组织设计（以下简称仓面设计）。仓面设计作为混凝土浇筑前必要的技术准备及指导浇筑作业的一种重要措施，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作用。

关键词：永船地下工程 混凝土浇筑 仓面设计 应用实践

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R90300 D150S8）。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R90300 D150S8）。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。