◎蔡华和 中国水利水电第九工程局有限公司

渡槽作为干旱地区的跨越河流、狭窄场地、低洼地段或者河流等复杂空间的架空水工建筑物，在水利工程中应用非常广泛，渡槽水利工程有助于提升区域范围内人们的整体生活质量。而且渡槽工程相对于其他的涵洞、虹吸等工程，渡槽施工速度快，占用面积少，水头损失也比较小。排架式渡槽下部为悬空结构，在修建时需要搭设支撑体系，立模板后浇筑上部渡槽槽身结构混凝土，对于施工单位而言，复杂的支撑体系会增加人工成本，降低施工效率。因此，优化混凝土配合比设计，选用合适的排架支撑体系，形成一套快速周转、措施材料节省、施工质量好的施工方案，可以为项目创造经济价值。

1.工程概述

海南省红岭灌区工程东干渠土建施工第Ⅲ标段工程，渡槽共14座，渡槽槽身共计453跨，槽身混凝土设计强度为现浇C25钢筋混凝土，槽身单跨跨径主要包含四种：14.96m、12.46m、10.96m、9.96m，过水断面形式为U型，支承型式为槽墩、排架式。

22#～29#渡槽（201 跨）半径2.65 m，断面尺寸(宽×深)为5.3m×3.91m，槽壳厚度0.265m，设计流量29.0 m/s，加大流量33.35m/s，糙率n=0.014，基础地基承载力不小于180KPa，26#渡槽21#排架墩设计高度H=23.8m，为本标段最高设计排架。

30#～35#渡槽（252 跨）半径2.55 m，断面尺寸(宽×深)为5.1m×3.8m，槽壳厚度0.265m，设计流量26.5m/s，加大流量30.48m/s，糙率n=0.014，基础地基承载力不小于165KPa，31#渡槽槽身84跨，为本标段设计槽身数量最多的渡槽。

2.混凝土工程施工

2.1 混凝土配合比设计优化

海南当地气温较高，混凝土的初凝时间较短，渡槽混凝土施工场地复杂，槽身混凝土浇筑过程中需要延长混凝土的初凝时间，混凝土初凝时间需要满足大于拌合站拌制时间、运输时间、浇筑时间、其他因素造成的损失时间，根据实际情况，本项目控制在240min以上，以保证混凝土的浇筑质量。同时在混凝土浇筑后，强度越早达到拆模强度，相关的支架就可以尽早地倒运到下一跨进行施工，减少渡槽施工支架的占用时间，但是混凝土的原材料或者外加剂所调节的成本尽量在可控范围内。根据设计资料要求渡槽槽身混凝土设计强度为现浇C25钢筋混凝土，对C25混凝土配合比进行比较研究分析，常规混凝土的配合比设计见表1。经过优化后的混凝土配合比见表2。

表1 常规C25混凝土配合比设计

表2 优化后混凝土配合比设计

通过渡槽槽身混凝土试块试验分析，常规配合比的混凝土初凝时间为240min左右，优化后的混凝土初凝时间在260min左右。优化后的混凝土可以满足龄期7天能够达到设计强度的65.6%～74.4%提升到90%左右。既满足了现场施工的要求，同时也缩短了混凝土强度增强的时间。

2.2 混凝土浇筑

渡槽均处于低洼地或水田段，地势低，地质差，交通条件较差，现场均在渡槽一侧征租6m宽临时用地，修建6m宽度的施工便道。渡槽基础埋深不少于3m，渡槽垫层、基础混凝土采用挖掘机直接入仓或者溜槽入仓浇筑。渡槽排架截面尺寸0.9×0.65m，断面较小，高度在0.45～23.8m范围内，现场浇筑时采用25t自卸车+吊罐或天泵入仓浇筑。槽身混凝土浇筑高度较高，采用天泵入仓方式。

槽身混凝土在排架顶横梁混凝土强度达到设计强度的100%后才能进行。浇筑从槽身跨中开始向上下游侧对称浇筑，以保证端肋受力均匀。每跨槽身混凝土一次连续浇筑。槽身底板及支座混凝土厚度较大，按一般混凝土施工的50cm分层控制。塌落度不小于200mm。混凝土料经现场试验人员做试验确定为合格料后方可入仓浇筑。由于海南天气炎热，在5月～10月浇筑混凝土时，避开高温时段，尽量安排在晚上浇筑。

槽身底板从中间开始往两边浇筑，分两层浇筑，端肋位置按照50cm一层，分层浇筑到与槽身底板平整。混凝土入仓应从内模中间仓口入仓，均匀上升。底部浇筑饱满，振动充分后关闭中间仓口。端肋浇筑时可以在端部安装附着式振捣器或从端肋顶部往下采用φ50振动棒进行振动。

侧壁为薄壁结构，浇筑混凝土时特别要控制浇筑速度和混凝土打棒。中仓入仓口关闭后，混凝土应从侧仓入仓，顺着一个方向，每50cm一层浇筑入仓，每层混凝土浇筑时间控制在30min～60min。当混凝土浇筑离侧仓口50cm时，应停止混凝土入仓，通过采用金属物件对模板进行敲打，如听出有空洞的声响，必须对此进行重新振捣密实。配置φ30振动棒，直至振动到没用空洞的声响。模板拐弯处也可以安放移动式附着振捣器进行内外模板振捣。

浇筑到离侧仓口50cm时，振动棒应从顶部往下进行振捣。

侧仓以上浇筑最容易出现模板移动和错位现象，现场质检人员应严格控制混凝土浇筑速度。派1～2名专业人员对模板螺栓、内模撑杆和外架进行观测和加固处理。在浇筑全过程中随时观察其地基沉降、模板变形观察，发现有小范围可调控时及时调整。对大面积、不可调控时，撤离人员观察其情况再进行处理方案。

3.支撑体系工程施工

3.1 支撑体系设计

渡槽排架高度不等，最高排架高度23.8m，排架净空高度≤2m时，渡槽混凝土模板采用地模形式，排架净空高度＞2m且≤9m时，采用直插式双自锁钢管满堂脚手架支撑体系，排架净空高度＞9m时，采用钢管贝雷架支撑体系。由于钢管贝雷架支撑体系是利用渡槽排架承台作为受力基础，节约基础处理费用及施工时间，而方柱形灌注桩单排架，由于设计承台宽度不足，不足以作为贝雷架支撑体系的的受力基础，因此FGP型排架部位槽身全部采用满堂脚手架支撑体系进行施工。采用钢管贝雷架支撑体系时，渡槽基础预先进行处理，增加条形基础。

3.2 支撑体系施工

3.2.1 满堂脚手架施工

清理场地，采用挖机或者压路机压实基础，支架两侧开挖排水沟，避免积水对支架基础造成影响。测量放样，搭设满堂脚手架，满堂脚手架底层扫地杆距离地面高度不大于30cm，逐层搭设满堂支架至设计渡槽标高底部，通过顶托进行标高调节，满足渡槽的设计的坡度，两侧搭设上下通道，施工采用汽车吊辅助进行。

表4 槽身模板投入对比分析

3.2.2 贝雷架支架施工

支架主要是利用板式基础上台阶作为支承，通过搭设钢管柱、贝雷梁等构件形成受力支架体系，首先进行钢管柱安装，钢管柱底座与承台采用膨胀螺栓固定，每隔3m与排架柱采用钢丝绳抱箍加固，防止偏移和倾覆；钢管柱顶端放置100t砂桶，采用焊接限位钢板等方式将砂桶固定，防止偏移和倾覆；砂桶上部横向放置两根I50C横梁，横梁采用槽钢抱箍与排架柱连接，防止横梁偏移和倾覆；横梁上部纵向铺设12组贝雷梁，与横梁接触点设置限位钢板，防止偏移；贝雷梁放置横梁后，按照横向60cm间距铺设分配梁。

4.经济分析

根据优化配合比后的混凝土，浇筑7天后能满足拆模要求，大大加快了模板周转次数，槽身模板需使用的数量分析如下：

（1）槽身模板占压时间计算。槽身混凝土施工流程及时间：立底模及外侧模1天，扎钢筋1天，立内模1天，浇筑1天，等强度1天，内模拆除1天，外模拆除1天，等强度4天后拆除底模，拆除时间1天。

（2）满堂脚手架及钢管贝雷片支撑体系经济比较。槽身在相同高度情况下，以平均高度18.5m为例进行计算，采用满堂脚手架及钢管贝雷片支撑体系材料使用情况及成本见表3。

表3 两种支架法的成本计算

（3）混凝土成本分析。渡槽槽身共计453跨，槽身混凝土总方量36088方。分别对配合比优化前后的材料成本进行分析，通过计算，优化前1方混凝土的成本为444.31元，优化后1方混凝土的成本为498.28元，混凝土总体的成本回增加194.77万元。

（4）人员、设备投入经济分析。使用优化前配合比进行槽身混凝土的施工，每套模板配置施工人员10人，25t汽车吊1台；使用优化后的配合比进行槽身混凝土的施工，每套模板配置施工人员15人，25t汽车吊1台。按照人工费用240元/日，汽车吊租赁费30000元/月计算，使用设计配合比进行槽身混凝土的施工每完成一跨槽身人工、设备费用为（240×10×15+30000/30×15）/10000=5.10万元，共计453跨槽身，总投入2310.3万元；使用优化后的配合比进行槽身混凝土的施工每完成一跨槽身人工、设备费用为（240×7×15+30000/30×7）/10000=3.22万元，共计453跨槽身，总投入1458.66万元。

通过对槽身模板配置、槽身混凝土材料投入、槽身施工人员、设备投入等方面进行经济对比分析，使用优化前配合比、优化后的配合比成本对比如表5，可知使用优化后的配合比进行槽身混凝土的施工可以节省投资约1286.31万元。

表5 综合成本分析对比表

5.结论

通过对海南省红岭灌区工程东干渠土建施工第Ⅲ标段项目部渡槽工程高温多雨地区多跨度渡槽混凝土快速施工技术的应用与研究，完成了渡槽施工难度大，提高了安全风险，节约了工程建设投资、缩短施工工期，并总结了一套完整的施工方法，对今后类似高温多雨地区多跨度渡槽混凝土施工具有一定借鉴作用。