CN110524676B - 全断面预制混凝土浇筑方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及沉管隧道技术领域，特别涉及一种全断面预制混凝土浇筑方法，通过将单个的沉管节段分段分为底部浇筑、墙体浇筑和顶部浇筑，在完成底部浇筑后进行墙体浇筑，在完成墙体浇筑后进行顶部浇筑，所述底部浇筑、墙体浇筑和顶部浇筑两两之间均为连续性浇筑，通过连续性的按顺序进行底部浇筑、墙体浇筑和顶部浇筑，完成单个沉管节段分段的全断面预制混凝土浇筑方法，这种浇筑方式完成的多个沉管节段分段都不会产生分层，因此从根源上杜绝了分层处产生裂缝的问题，底部浇筑减少了直接从上部往下浇筑方式产生的混凝土对模板的侧向作用力和浮力，用这种全断面浇筑替代传统分层浇筑，解决了分层产生裂纹的问题，规范化全断面预制混凝土浇筑作业流程。

Description

全断面预制混凝土浇筑方法

技术领域

本发明涉及沉管隧道技术领域，特别涉及一种全断面预制混凝土浇筑方法。

背景技术

裂缝控制是大体积混凝土施工过程中需要考虑的一个关键因素，沉管隧道混凝土作为典型的大体积混凝土结构，其结构体积大（截面宽度25m以上，高度6m以上），截面复杂，导致结构自约束大，在温度形变作用下，混凝土极易出现裂缝；而且，沉管隧道在使用过程中一直埋设在水中，在长期水压条件下，产生的裂纹很容易连通、延伸，成为渗水通道，导致其自身抗渗能力降低，加速侵蚀；同时，沉管混凝结构长埋于水下，结构无法修复，一旦出现腐蚀将极大影响结构使用寿命。因此，如何在浇筑过程中控制原始裂缝的产生，成为整个施工过程中关键。

大体积混凝土由于涉及较大温度场和应力场，对浇筑工艺控制及模板系统均有极大的要求，为了有效控制温度场和应力场，现有技术中，主要采用分层分段预制混凝土浇筑，但是采用这种工艺方法浇筑的沉管在长期使用后会在分层连接处产生裂缝，由于沉管埋设于水下，裂纹维护难度大，据统计：一条280米长的沉管隧道维护裂缝的50年维护费用大约在500-1000万，分层分段预制混凝土浇筑维护费用大。

为了解决上述问题，逐步发展了全断面浇筑，但是现有的全断面预制混凝土浇筑技术极不成熟，面临着如何控制浇筑顺序、浇筑速度以及浇筑量等一系列浇筑工艺问题，如果简单的直接从上往下浇筑进行一次性浇筑就会造成混凝土对模板以及模板支持作用力增加。

因此亟需一种良好的一次性全断面浇筑，能够解决分层浇筑产生的裂缝问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的缺少一种良好的全断面预制混凝土浇筑方式，提供一种全断面预制混凝土浇筑方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种全断面预制混凝土浇筑方法，包括对内侧模板和外侧模板形成的沉管节段分段空间的全断面预制混凝土浇筑，总体在水平沿所述沉管节段分段空间长度方向浇筑，所述全断面预制混凝土浇筑包括底部浇筑，所述底部浇筑完成后进行墙体浇筑，所述墙体浇筑完成后进行顶部浇筑；

所述底部浇筑、墙体浇筑和顶部浇筑两两之间均为连续性浇筑。

通过将单个的沉管节段分段分为底部浇筑、墙体浇筑和顶部浇筑，在完成底部浇筑后进行墙体浇筑，在完成墙体浇筑后进行顶部浇筑，所述底部浇筑、墙体浇筑和顶部浇筑两两之间均为连续性浇筑，通过连续性的按顺序进行底部浇筑、墙体浇筑和顶部浇筑，完成单个沉管节段分段的全断面预制混凝土浇筑方法，且总体在水平方向上沿对内侧模板和外侧模板形成的沉管节段分段空间进行全断面浇筑，通过这种浇筑方式，浇筑完成的多个沉管节段分段都不会产生分层，因此从根源上杜绝了分层连接处产生裂缝的问题，先进行的底部浇筑减少了直接从上部往下浇筑方式产生的混凝土对模板的侧向作用力和浮力，用这种全断面浇筑替代传统的分层浇筑，解决了分层产生裂纹的问题，填补了全断面预制混凝土浇筑施工没有规范作业流程的空白，为设置全断面预制混凝土浇筑提供技术指导，规范化全断面预制混凝土浇筑施工作业流程。

其中，沉管节段分段可以单独成单节沉管节段，也可以通过多个沉管节段分段组成单节沉管节段，多节沉管节段组成沉管隧道。

优选的，所述底部浇筑和顶部浇筑竖向方向采用分层浇筑，所述分层浇筑各层之间为连续性浇筑。

所述连续性浇筑指两次浇筑不会产生冷缝的浇筑，具体为两次浇筑间歇不超过2小时，冷缝即单节沉管节段分段中凝固后混凝土存在的分层缝。

所述分层浇筑指多层浇筑，每一层浇筑完成后进行下一层的浇筑。

优选的，所述底部浇筑和顶部浇筑在水平沿沉管节段分段长度方向的浇筑顺序是：由所述沉管节段分段一端往另一端进行推进。

优选的，所述底部浇筑和顶部浇筑在水平沿沉管节段分段宽度方向的浇筑顺序是：由两侧向中间进行浇筑。

两侧向中间进行浇筑采用的增压泵包括：浇筑点沿水平沿沉管节段分段长度方向对称设置。

优选的，所述底部浇筑包括下倒角部浇筑和底平面部浇筑，先进行所述下倒角部浇筑再进行所述底平面部浇筑。

优选的，所述墙体浇筑包括侧墙浇筑和中墙浇筑，所述侧墙浇筑和中墙浇筑同时进行。

优选的，所述分层浇筑的厚度控制在300~500mm。

优选的，所述墙体浇筑、顶部浇筑以及下倒角部浇筑从外侧模板顶部浇筑，所述底平面部浇筑从内侧模板下部浇筑。

优选的，所述墙体浇筑、顶部浇筑以及下倒角部浇筑通过第一增压泵进行浇筑，所述第一增压泵连接有多根第一浇筑导管，所有所述第一浇筑导管沿所述沉管节段分段长度方向设置；

所述底平面部浇筑通过第二增压泵进行浇筑，所述第二增压泵连接有多根第二浇筑导管，所有所述第二浇筑导管沿所述沉管节段分段长度方向设置。

优选的，所述底部浇筑、墙体浇筑和顶部浇筑在浇筑后应立即进行振捣。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

通过将单个的沉管节段分段分为底部浇筑、墙体浇筑和顶部浇筑，在完成底部浇筑后进行墙体浇筑，在完成墙体浇筑后进行顶部浇筑，所述底部浇筑、墙体浇筑和顶部浇筑两两之间均为连续性浇筑，通过连续性的按顺序进行底部浇筑、墙体浇筑和顶部浇筑，完成单个沉管节段分段的全断面预制混凝土浇筑方法，且总体在水平方向上沿对内侧模板和外侧模板形成的沉管节段分段空间进行全断面浇筑，通过这种浇筑方式，浇筑完成的多个沉管节段分段都不会产生分层，因此从根源上杜绝了分层连接处产生裂缝的问题，先进行的底部浇筑减少了直接从上部往下浇筑方式产生的混凝土对模板的侧向作用力和浮力，用这种全断面浇筑替代传统的分层浇筑，解决了分层产生裂纹的问题，填补了全断面预制混凝土浇筑施工没有规范作业流程的空白，为设置全断面预制混凝土浇筑提供技术指导，规范化全断面预制混凝土浇筑施工作业流程。

附图说明：

图1是沉管节段分段的全断面预制混凝土浇筑的主视图；

图2是沉管节段分段的全断面预制混凝土浇筑的俯视图；

图3是第一浇筑口的示意图；

图4是底部浇筑和顶部浇筑的示意图；

图5是混凝土流向示意图；

图6是混凝土布料示意图；

图7是底部浇筑、墙体浇筑和顶部浇筑的浇筑顺序图；

图8是振捣示意图。

图中标记：1-底部浇筑，101-下倒角部浇筑，102-底平面部浇筑；

2-墙体浇筑，201-侧墙浇筑，202-中墙浇筑；

3-顶部浇筑；

4011-第一增压泵，4012-第一浇筑区，4013-第一浇筑导管，4014-第一浇筑口，4021-第二增压泵，4022-第二浇筑区，4023-第二浇筑导管，4024-第二浇筑口；

5-内侧模板，6-外侧模板，7-沉管节段分段，801-振捣点，802-振捣区，9-沉管节段分段空间。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

具体的实施例如下，如图1所示，图1是沉管节段分段7的全断面预制混凝土浇筑的主视图，图1展示了沉管节段分段7的浇筑情况，应用在外侧模板6、外侧模板6和端模的模板系统在设置完成后形成一个形状和沉管节段分段7相同的沉管节段分段空间；

其中，沉管节段分段7可以单独成单节沉管节段，也可以通过多个沉管节段分段7组成单节沉管节段，多节沉管节段组成沉管隧道；两个内侧模板5、两个外侧模板6以及两个端模形成沉管节段分段空间，端模的形状与图1中沉管节段分段空间截面形状相同；该沉管节段分段7为双通道，沉管节段分段7为单通道或多通道时也是保护范围内的实施方式。

沉管节段分段7的浇筑包括两个动力源，第一动力源连接的第一浇筑导管4013在开始浇筑时伸入沉管节段分段空间内，直至到达下倒角的上部，防止混凝土下料高度超过2m而产生离析,同时控制下料的时间和下料的厚度防止浇筑不均匀；

第二动力源连接的第二浇筑导管4023水平方向上沿单个外侧模板6的外侧模板6中心线对称设置，两边可同时进行浇筑，第二浇筑导管4023可接长至靠近下倒角处；

第一浇筑导管4013和第二浇筑导管4023沿沉管节段分段7长度方向上的分布具体见图2。

如图2所示，图2是沉管节段分段7的全断面预制混凝土浇筑的俯视图，第一动力源包括第一增压泵4011，第二动力源包括第二增压泵4021，第一增压泵4011的输出口为多个第一浇筑口4014，所有第一浇筑口4014沿沉管节段分段7长度方向上等距离设置，第二增压泵4021连接有多根第二浇筑导管4023，第二浇筑导管4023对于输出口为双倍的第二浇筑口4024，所有第二浇筑口4024沿沉管节段分段7长度方向上等距离设置；

其中，包括了第一增压泵4011和第一浇筑导管4013的浇筑系统对应的可浇筑区为第一浇筑区4012，包括了第二增压泵4021和第二浇筑导管4023的浇筑系统对应的可浇筑区为第二浇筑区4022，第一浇筑区4012的第一增压泵4011采用汽车泵，范围覆盖了整个沉管节段分段7的面积，可从外侧模板6上部进行浇筑，用于进行下倒角部浇筑101、墙体浇筑2和顶部浇筑3，第二浇筑区4022的第二增压泵4021采用地泵，范围覆盖沉管节段分段7的底平面部，用于进行底平面部浇筑102，底平面部即内侧模板5下端除下倒角处的部位。

动作原理：

在施工时，可根据施工情况关闭或开启部分的第一浇筑口4014或第二浇筑口4024，比如第一层施工开始时，先开启第一浇筑口4014靠近第一增压泵4011最近的第一浇筑口4014，同时关闭其他的第一浇筑口4014，此时，混凝土通过最近的第一浇筑口4014输出进行浇筑，其他的第一浇筑口4014不进行浇筑，待混凝土量浇筑完成后，关闭最近的第一浇筑口4014，开启第二个第一浇筑口4014，此时其他的第一浇筑口4014依然关闭，以此类推，第二个第一浇筑口4014浇筑完成后，关闭第二个第一浇筑口4014进行第三个第一浇筑口4014进行浇筑，直至最后一个第一浇筑口4014浇筑完成，再回到第一个第一浇筑口4014开始第二层浇筑，该浇筑原理为分层浇筑的原理，期间，为了避免混凝土层之间形成冷缝，两次第一个第一浇筑口4014浇筑间歇不超过2小时。

如图3所示，图3是第一浇筑口4014的示意图，从图3可以看出第一浇筑口4014沿沉管节段分段空间的长度方向，即轴线方向进行分布，其中沉管节段分段空间包括内侧模板5、外侧模板6和端模组成的空间，在双通道或多通道沉管节段分段空间还包括如图2设置在两个内膜之间的中模。

如图4所示，图4是底部浇筑1和顶部浇筑3的示意图，底部浇筑1和顶部浇筑3均为分层浇筑，图4中两者均为分三层浇筑，且为斜向浇筑，斜向浇筑即浇筑出来的混凝土具有斜度，这种浇筑方式为流淌的方式，流淌后自然形成坡度。

如图5所示，图5是混凝土流向示意图，一种全断面预制混凝土浇筑方法，总体在水平沿所述沉管节段分段空间9长度方向浇筑，包括底部浇筑1，所述底部浇筑1完成后进行墙体浇筑2，所述墙体浇筑2完成后进行顶部浇筑3；

所述底部浇筑1、墙体浇筑2和顶部浇筑3两两之间均为连续性浇筑。

底部浇筑1和顶部浇筑3竖向方向采用3层浇筑，所述分层浇筑各层之间为连续性浇筑。

连续性浇筑指两次浇筑不会产生冷缝的浇筑，具体为两次浇筑间歇不超过2小时，冷缝即单节沉管节段分段7中凝固后混凝土存在的分层缝。具体浇筑动作原理图2中已展示。

图中底部的箭头方向表示底部浇筑1为从两侧到中间的浇筑，墙体的箭头方向表示墙体浇筑2为从下往上的浇筑，顶部的箭头方向表示顶部浇筑3为从两侧到中间的浇筑。

其中，先三分层进行底部浇筑1中的下倒角部浇筑101和底平面浇筑，由于下倒角部浇筑101采用汽车泵进行浇筑，底平面浇筑采用地泵进行浇筑，因此下倒角部浇筑101和底平面浇筑可同时进行，但最先进行下倒角部浇筑101的第一层浇筑，之后在两个小时内进行底平面浇筑的第一层浇筑，在完成最后一层的下倒角部浇筑101后，在两小时内进行最后一层的底平面浇筑以及开始墙体浇筑2，墙体浇筑2分为侧墙浇筑201和中墙浇筑202，侧墙浇筑201和中墙浇筑202也进行分层次浇筑，直至到达顶部，再进行顶部的分3层浇筑，顶部浇筑3采用汽车泵浇筑，直至将沉管节段分段空间填充完毕。

以上为竖向方向的沉管节段分段7浇筑，在水平方向上分为两个方向，一个是水平沿沉管节段分段7长度方向的浇筑顺序是：由所述沉管节段分段7一端往另一端进行推进；即如图2解释中的动作原理。

一个是底部浇筑1和顶部浇筑3在水平沿沉管节段分段7宽度方向的浇筑顺序是：由两侧向中间进行浇筑，两侧向中间浇筑即先进行下倒角部浇筑101，再进行从两个下倒角部到单个内侧模板5中线的浇筑。

其中，分层浇筑指多层浇筑，每一层浇筑完成后进行下一层的浇筑，两个内侧模板5下的底部浇筑1同时进行，所述侧墙浇筑201和中墙浇筑202同时进行。

两侧向中间进行浇筑采用的增压泵包括：浇筑点沿水平沿沉管节段分段7长度方向对称设置。

底部浇筑1和顶部浇筑3的每一层中每次浇筑的混凝土均为斜向，斜向即流淌自然形成的坡度。

具体的分层浇筑的厚度控制在300~500mm。

如图6所示，图6是混凝土布料示意图，由于墙体浇筑2、顶部浇筑3以及下倒角部浇筑101从外侧模板6顶部浇筑3，所述底平面部浇筑102从内侧模板5下部浇筑，因此两个增压泵带来的布料情况应该是下倒角部、侧墙和中墙布料相同。

其中，第一增压泵4011和第二增压泵4021的应用情况如图2所示，即墙体浇筑2、顶部浇筑3以及下倒角部浇筑101通过第一增压泵4011进行浇筑，所述第一增压泵4011连接有多根第一浇筑导管4013，所有所述第一浇筑导管4013沿所述沉管节段分段7长度方向设置；

底平面部浇筑102通过第二增压泵4021进行浇筑，所述第二增压泵4021连接有多根第二浇筑导管4023，所有所述第二浇筑导管4023沿所述沉管节段分段7长度方向设置。

如图7所示，图7是底部浇筑1、墙体浇筑2和顶部浇筑3的浇筑顺序图，先进行下倒角部的第一层浇筑，因此下倒角部是第一浇筑，再进行底平面部的浇筑，因此底平面部是第二浇筑，进而墙体浇筑2是第三浇筑，顶部浇筑3是第四浇筑。

如图8所示，图8是振捣示意图，由于浇筑过程中混凝土为流淌状态，混凝土可能产生气泡等情况，因此底部浇筑1、墙体浇筑2和顶部浇筑3每层浇筑下料后均立即进行振捣；

每次振捣需插入下层混凝土5到10cm，由于振捣点801对应为一个振捣的区域，即振捣区802，因此振捣可以按照横向和纵向等距离分点振捣。

Claims (7)

1.一种全断面预制混凝土浇筑方法，其特征在于，包括对内侧模板（5）和外侧模板（6）形成的沉管节段分段空间（9）的全断面预制混凝土浇筑，总体在水平沿所述沉管节段分段空间（9）长度方向浇筑，所述全断面预制混凝土浇筑包括底部浇筑（1），所述底部浇筑（1）完成后进行墙体浇筑（2），所述墙体浇筑（2）完成后进行顶部浇筑（3）；

所述底部浇筑（1）、墙体浇筑（2）和顶部浇筑（3）两两之间均为连续性浇筑；

底部浇筑（1）为斜向浇筑；

所述底部浇筑（1）包括下倒角部浇筑（101）和底平面部浇筑（102），先进行所述下倒角部浇筑（101）再进行所述底平面部浇筑（102）；

所述底部浇筑（1）和顶部浇筑（3）在水平沿沉管节段分段空间（9）宽度方向的浇筑顺序是：由两侧向中间进行浇筑；

所述墙体浇筑（2）、顶部浇筑（3）以及下倒角部浇筑（101）通过第一增压泵（4011）进行浇筑，所述第一增压泵（4011）连接有多根第一浇筑导管（4013），所有所述第一浇筑导管（4013）沿所述沉管节段分段空间（9）长度方向设置；

所述底平面部浇筑（102）通过第二增压泵（4021）进行浇筑，所述第二增压泵（4021）连接有多根第二浇筑导管（4023），所有所述第二浇筑导管（4023）沿所述沉管节段分段空间（9）长度方向设置，所述第二浇筑导管（4023）对应第二浇筑口（4024），所有第二浇筑口（4024）沿沉管节段分段（7）长度方向上等距离设置。

2.根据权利要求1所述的全断面预制混凝土浇筑方法，其特征在于，所述底部浇筑（1）和顶部浇筑（3）竖向方向采用分层浇筑，所述分层浇筑各层之间为连续性浇筑。

3.根据权利要求2所述的全断面预制混凝土浇筑方法，其特征在于，所述底部浇筑（1）和顶部浇筑（3）在水平沿沉管节段分段空间（9）长度方向的浇筑顺序是：由所述沉管节段分段空间（9）一端往另一端进行推进。

4.根据权利要求3所述的全断面预制混凝土浇筑方法，其特征在于，所述墙体浇筑（2）包括侧墙浇筑（201）和中墙浇筑（202），所述侧墙浇筑（201）和中墙浇筑（202）同时进行。

5.根据权利要求4所述的全断面预制混凝土浇筑方法，其特征在于，所述分层浇筑的厚度控制在300~500mm。

6.根据权利要求4或5所述的全断面预制混凝土浇筑方法，其特征在于，所述墙体浇筑（2）、顶部浇筑（3）以及下倒角部浇筑（101）从外侧模板（6）顶部浇筑（3），所述底平面部浇筑（102）从内侧模板（5）下部浇筑。

7.根据权利要求6所述的全断面预制混凝土浇筑方法，其特征在于，所述底部浇筑（1）、墙体浇筑（2）和顶部浇筑（3）在浇筑后应立即进行振捣。

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