摘要:大直徑鋼筋混凝土虹吸管為封閉型薄壁圓管結構，其模板及支撐系統、鋼筋制作與安裝以及混凝土現澆施工都具有一定的獨特性。本文結合工程實際介紹了大直徑虹吸管的一般施工方法，并重點闡述了模板及模板支撐系統的施工經驗。
　　關鍵詞:虹吸管，結構設計，模板及其支撐，鋼筋混凝土，改進措施
　　
　　1工程簡況及設計
　　倒虹吸工程是全干渠施工技術難度較大的工程之一。其中虹吸管的施工技術是工程施工中的重點和難點，也是控制該工程施工的關鍵性技術之一。
　　虹吸管設計為現澆鋼筋混凝土圓形結構，內徑為Ф3.3m，外徑Φ4.3m，過水斷面8.55m2，壁厚50cm，內外兩層鋼筋結構。每節管長13m，管端接口處設計有橡膠止水。管身混凝土設計標號C30，防滲標號S6，抗凍D200。其中跨河水平段座于跨河排架橋上，排架橋高度達8m。斜坡段管座于上下游漿砌石基座上。
　　2虹吸管施工技術
　　2.1虹吸管施工特點及難點
　　由于虹吸管是過水建筑物，施工工藝及施工質量要求都比較高。虹吸管的鋼筋綁扎、模板支立、混凝土澆筑均一次成型，混凝土澆筑過程中不能出現任何施工冷縫，以免滲水。虹吸管是封閉圓形結構，其模板及模板支撐系統在整個虹吸管施工中顯得尤為關鍵，也是施工中的最難點之一。同時，由于管壁較薄，鋼筋成型直徑較大，混凝土的入倉布料、倉內振搗及鋼筋的彎曲加工成型也是難點之一。
　　2.2模板及支撐系統
　　2.2.1模板
　　模板選型考慮從鋼模板和木模板兩種方案中選型其一。經過分析比較，由于木模板易于變形，工程質量不易得到充分保證，而且在施工中存在著損耗高，周轉次數少，回收利用率低等特點，前期還要投入一定量的人工加工費等，投資上不經濟，最后確定采用建筑定型鋼模板。每節虹吸管內壁兩端部設計有一寬15cm，深1cm用于鑲貼橡膠止水的預留槽，建筑鋼模板無法解決這一技術問題，故端口內模采用定型木模板，于木模板上按預留槽設計寬度尺寸鑲釘厚1cm的膠合板，其余內模仍采用建筑鋼模板。
　　建筑鋼模板的寬度是影響虹吸管圓弧曲率的最主要因素，當內模、外模分別采用寬100mm和150mm的鋼模板時，經過分析計算，弧弦最大偏差點偏差值分別為0.8mm和1.3mm，可以忽略不計，完全能夠滿足圓弧曲率要求。計算簡圖及公式如下：
　　AA1=R-OA1
　　OA1=
　　把R=1.65mS=0.1m
　　R=2.15mS=0.15m
　　分別代人公式計算得：AA1=0.8mmAA1=1.3mm
　　為節約資金，降低工程施工投入，減少加固模板用占筋、方木支撐等用量，在滿足模板剛強度要求的前提下，鋼模板長度宜選用大些的鋼模板。經過分析計算，選用長1500mm的鋼模板。綜述以上，內模鋼模板選型為1500mm×100mm，外模鋼模板選型為1500mm×150mm。
　　2.2.2模板支撐系統
　　根據虹吸管的結構特點，支撐系統共分為管內部支撐和外部支撐兩大部分。內部支撐采用“米”字型支撐結構。外部支撐根據開挖槽的地形及地勢，支撐方木直接頂座于巖基上。支撐共分為占筋、圍檁和支撐方木三大部分。
　　（1）占筋：占筋主要起到定位模板，加固模板，保證模板的剛強度能夠滿足施工要求等作用。結合虹吸管的結構特點，外模占筋對嵌固外模，使外模在荷載作用下不易漲開變形起著很重要的作用；內模占筋主要起支撐作用。由于內外模占筋為圓弧型，為便于加工制作及安裝，占筋選材選用紅松木質結構，占筋厚5cm，內模占筋采用8塊拼裝式，外模占筋采用16塊拼裝式，內部支撐采用“米”字型結構。外（內）模占筋加工直徑尺寸為“設計管外（內）直徑±2倍模板厚度”。占筋拼裝連接采用夾板法，即在占筋上鉆打螺栓孔，兩側上鋼夾板緊固連接，夾板采用厚5mm鋼板。根據抗剪受力計算，螺栓采用Ф16螺栓。為保證受力不集中于一直線上，螺栓孔的鉆打呈梅花型。
　　占筋布置方式為每節鋼模板三道，兩端模板接口處一道，模板中間布設一道。為保證占筋受力均勻分布，管內部占筋拼接處置一10cm×10cm方木圍檁，圍檁與占筋采用耙釘連接。
　　（2）支撐系統根據“鋼筋混凝土自重+模板自重+施工荷載”計算并結合經驗，支撐選用10cm×10cm方木。內部支撐采用“米”字形，每道占筋處布設一道。具體施工操作為：模板、占筋安裝完成后，先打水平撐，再打豎撐，然后依序打4道斜撐。為便于調整模板尺寸及校核模板，方便方木拆除施工，支撐方木與圍檁接觸處置調整木楔。支撐方木與圍檁的連接及方木間的連接采用耙釘連接。內部支撐示意圖如下：
　　
　　外部支撐每占筋處布設一道，利用周圍地勢將支撐方木座墊于巖基上，管兩側均勻布設。對于跨河段水平管，其底部支撐采用搭設滿堂腳手架，根據荷載計算，腳手架管布置間距為50cm×50cm。鋼管上置20cm×20cm方木，外模板占筋直接座于方木上。
　　對于圓管腰線上部分，外部支設方木支撐條件不再具備條件，而且在腰線處施工荷載及上半部的混凝土重力對外模的漲撐力很大，對此我們采用了在腰線處兩側加設對拉螺栓，在管內部用花籃螺絲把對拉螺栓連接起來。使內外模形成一個整體，對于分散荷載對外模的向外漲力起到了很大作用。
　　（3）模板倉口開設
　　模板倉口主要起到混凝土入倉及入倉振搗的作用。根據布料方式，共開設三道倉口。為保證兩側混凝土均勻下料，在管兩側腰線處各開設一道。倉口尺寸能滿足下料強度及內部振搗人員的出入，倉口尺寸為60cm×60cm，倉口間距為2.5m。對于管上半部下料入倉，則在管正上方開設一道倉口，尺寸與間距同腰線處倉口。倉口的封堵最初曾采用木模板，由于封堵木模板和主體鋼模板不好結合，倉口處曾出現漏漿、錯臺和混凝土表面不光潔現象。后改用小塊鋼模板封堵，效果很好。為便于倉口封堵，倉口預留一定要控制好尺寸，否則會出現因倉口小封堵不上或倉口大封堵不嚴等現象。
　　2.3混凝土工程
　　由于虹吸管為封閉圓形結構，管壁較薄，其施工對混凝土的技術特性、混凝土的振搗及布料方式要求比較高。混凝土塌落度采用S=18～20。為保證混凝土具有高流動性及和易性，在混凝土拌合時摻入木鈣緩凝劑，延緩混凝土的初凝時間。為保證管身在澆筑過程中不發生移位，兩側要特別控制好均勻下料，布料方式為從中間倉口向兩端倉口逐漸推進。混凝土澆筑至腰線處，封堵腰線處倉口，然后從頂部倉口均勻布料。為保證混凝土振搗到位，混凝土振搗采用長管振搗棒，從入倉口下棒振搗。

　　2.4鋼筋工程
　　由于虹吸管主筋成型直徑較大，無法在彎曲機上面直接彎曲成型。對于鋼筋加工，我們制作了特種加工模具，一個加工模具，一個校核模具。模具采用Φ25鋼筋按設計直徑彎曲成型。在圓形筋內側每隔30cm電焊一高15cm的鋼筋，切斷后的鋼筋用人工纏繞于其上加工成型，然后用校核模具進行校核。在進行鋼筋安裝時，由于內模重量支撐于底部內層鋼筋上，原設計內、外層鋼筋支撐強度不夠，為保證內層鋼筋不產生下陷變形，施工時在底部內外層鋼筋間增加了一定數量的鋼筋馬鐙以增加其支撐強度。
　　2.5其它改進措施
　　在施工中，由于混凝土塌落度大，內模受園曲率影響，個別模板拼縫不嚴，曾出現漏漿現象，局部接縫處混凝土表面出現麻面。對此，我們采用了堵塞袋裝水泥紙的方法，使廢棄的水泥紙得到了再利用，并取得了很好的效果。另外，在工程開始階段曾出現過管腰線處對拉螺絲數量不足，個別花籃螺絲曾出現變形現象。對此，又采取了增加一定數量的對拉螺絲措施，保證了模板的剛強度。
　　
　　參考文獻：
　　1、《水利水電工程模板施工規范》（DL/T5009-1999）。
　　2、《水工混凝土施工規范》（DL/T5144-2001）