大体积混凝土快速施工的施工工法内容

1 前 言

1.0.1目前水利工程大体积混凝土一、二期之间的竖向施工缝的施工方法是：一期混凝土采用支立模板的方式浇筑成型，待一期混凝土的模板拆除后，对一、二期混凝土的结合面进行凿毛处理后，再继续二期混凝土的浇筑。 1.0.2本施工工法是：一期混凝土采用支立快易收口网的方式浇筑成型，拆除快易收口网的支撑后，立即进行二期混凝土的浇筑。一是减少了凿毛工序，降低了劳动强度，节约了施工时间，同时解决了一、二期混凝土结合不牢的问题。二是缩短了一、二期混凝土之间的施工间歇时间，一、二期混凝土之间的温度变形趋于一致，减小了一期混凝土的约束，减少了混凝土分块之间的内应力，从而大大降低了大体积混凝土裂缝的发展几率。

1.0.3本工法关键技术已通过河北省水利厅鉴定，鉴定结论为：技术水平达到国际先进水平。“一种水利工程大体积温控的快速施工方法”已获得国家发明专利，专利号：ZL201410303748.9。以本工法为支撑的“大型分离式扶壁梯形渡槽快速施工关键技术研究”科研项目已获得河北省水利学会科技进步一等奖。

2工 法 特 点

2.0.1施工简便、施工速度快、效率高。

2.0.2减少了凿毛工序，降低了劳动强度，节约了施工时间。 2.0.3解决了一、二期混凝土结合不牢的问题。 2.0.4缩短了一、二期混凝土之间的施工间歇时间。 2.0.5降低了水利工程大体积混凝土裂缝的发展几率。

2.0.6降低工程成本，快易收口网的网状孔眼可减少浇筑混凝土的侧压力达

2/3，可大量节省摸板的支撑，降低人工及材料费用。

3 适 用 范 围

本施工工法适用于工期紧，大体积混凝土需在高温季节施工，混凝土配筋及分缝插筋密集，一期混凝土施工缝凿毛处理空间狭小的工程。

4 工 艺 原 理

快易收口网是与混凝土结合的永久性模板，在混凝土浇筑时，其孔网的角形嵌合会自动嵌入混凝土中，在二期混凝土浇筑时产生了一条机械键，对接缝质量有强大的粘力及抗剪力。快易收口网在接口处形成粗糙表面，为二期混凝土浇筑提供非常理想的结合面，无须用人工凿除、打毛、清洗、等处理，使一、二期混凝土结合成牢固的整体，同时也避免因凿除、打毛的震荡而影响到结构受损。快易收口网在浇筑一期混凝土后留在表层，可起到补强作用，可控制混凝土表层干缩、温度收缩裂缝的发展几率。

5 施 工 工 艺 流 程 及 操 作 要 点

5.1施工工艺流程

本工法施工工艺流程见图5.1 划分浇筑区裁剪收口网 安装收口网 固定收口网 一期混凝土清理快易收 口网 二期混凝土混凝土养护 图5.1施工工艺流程图

5.2操作要点 5.2.1划分浇筑区域

根据温控和现场施工条件要求，结合大体积混凝土结构断面尺寸大，施工技术复杂、质量标准要求高和在高温季节施工等特点。划分混凝土浇筑区域形成单独的浇筑区块，并采取分块跳仓浇筑的施工方案。 5.2.2裁剪收口网

快易收口网采用重型剪刀或者砂轮切割机进行切割，切割时需保证网片的平整度，不产生形变。并根据施工缝的形状、尺寸对快易收口网进行裁剪。 5.2.3 安装收口网

在需要二期浇筑的断面安装快易收口网作为模板，用快易收口网形成施工缝。快易收口网可纵向或横向使用，但背支撑支架必须与网面骨架垂直。相接网片以骨架瓦套来结合，网片搭接应有150mm以上的搭接口，并支撑和固定好。收口网模板边缘应超过支撑150mm以上。 5.2.4 固定收口网

快易收口网模板的固定支撑与普通钢模板常用的固定支撑相同，常用的支撑方式如下：

1采用木枋做支撑

将裁剪好的快易收口网放置在需要二期浇筑的断面位置上，用钢丝将其临时固定在钢筋上，将木枋插在收口网的背面，调整位置合适后将背楞木枋用铁丝稳固到钢筋上；然后再用水平木枋将两侧的背楞木枋钉成整体。快易收口网模板安装见图5.2.4-1。

图5.2.4-1 快易收口网模板安装示意图

2 采用定型粗钢筋做支撑

采用本方法支撑，可省略拆卸支撑的工作，但成本略有增加。将裁剪好的快易收口网放置在需要二期浇筑的断面位置上，用钢丝将其临时固定在钢筋上，将定型钢筋插入到收口网背面，调整位置合适后将定型钢筋与结构钢筋焊接或绑扎牢固。快易收口网模板支设见图5.2.4-2。

图5.2.4-2 快易收口网模板支设示意图

5.2.5一期混凝土浇筑

浇筑混凝土时，混凝土坍落度宜控制在70～100mm之间。振捣时振捣棒距离收口网模板应大于450mm，以减少模板承受的荷载。若有特殊要求，使用坍落度大于100mm的混凝土时，为避免流浆，在靠近收口网模板位置应使用人工进行混凝土振捣。振捣时混凝土产生的泌水应尽快排除，防止水沿收口网模板流下而将波形表面冲平。 5.2.6 清理快易收口网施工缝

一期混凝土浇筑完成24～48小时后，将用来加固快易收口网的支撑结构拆除。拆除后使用钢丝刷将网面的混凝土清除，并将底部清理干净。 5.2.7 二期混凝土浇筑

快易收口网施工缝清理干净并通过监理工程师验收后，即可进行二期混凝土浇筑。一、二期混凝土浇筑间隔时间越短越好，一般为3天～5天。 5.2.8 混凝土养护

1 一期混凝土浇筑完成后，可以向快易收口网面洒水养护混凝土。 2 二期混凝土浇筑完毕后，应对混凝土进行覆盖洒水养护，并使用大体积混凝土预埋的冷却水管对混凝土内部进行冷却降温，以保证混凝土内外温差。

5.3施工注意事项

5.3.1快易收口网模板与边墙钢筋、支撑钢筋之间采用绑丝绑扎牢固。肋骨骨架必须朝向准备接受浇筑混凝土的一面。安装固定时要特别注意保护波纹管及冷却水管。

5.3.2由于收口网本身的柔性，混凝土振捣时振捣棒不要太靠近模板，以减少模板所受的冲击荷载，并保证模板后面混凝土振捣密实，避免产生蜂窝等

质量问题。

5.3.3快易收口网相搭接部分必须沿V字形肋骨重合，并绑扎牢固。搭接长度不得小于150mm。 5.4劳动力组织 劳动力配置见表5.4。

表5.4 劳动力配置表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 工 种 管理人员 技术、质检人员 安全员 测量员 试验人员 司 机 电 工 机电工 木工 普 工 合计

人数 5 3 1 2 2 10 4 2 15 20 备注 6材 料 与 设 备

6.1材料

6.1.1 快易收口网是与混凝土结合的永久性模板，混凝土浇筑后，其孔网的角形嵌合会自动嵌入混凝土中，对二期浇筑的混凝土产生了一条机械键，对施工缝质量有强大的粘力及抗剪力。

6.1.2 快易收口网是一种由薄形热浸镀锌钢板为原料，经加工成为有单向U型

图6.1.2 快易收口网示意图

密肋骨架和单向立体网格的模板，如图6.1.2。快易收口网规格见表6.1.2。

表6.1.2 快易收口网规格表

型号 030 035 040 045 050 材料厚度（mm） 重量（kg） 宽度（mm） 长度（mm） 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 2.60 3.00 3.40 3.80 4.20 450 450 450 450 450 2200 2200 2200 2200 2200 面积（m2） 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 6.1.3 快易收口网的特点

1 力学性能好，受侧压力小

相当于一般模板承受压力的60%，故可减少模板支撑量的40%。 2 浇筑过程直观

因本身的特殊孔网，可使肉眼观察到浇筑过程，因而降低蜂窝、气泡出现的几率。

3 自重轻、运输和安装便捷

快易收口网只是普通定型钢模板重量的十分之一，安全快速，运输便捷。 4 优化工艺，增加抗剪界面

浇筑时砂浆通过网眼格孔渗透到界面而形成一种抗剪性能非常理想的粗粒界面。

5 便于穿筋和连续绑扎钢筋

由于快易收口网的多孔性，稍微用力便可使12mm以下钢筋穿越。直径稍大的钢筋也可以剪开网格，待钢筋穿过后再扳回原位即可。而快易收口网也可安装于钢筋绑扎之前，然后钢筋穿过其孔网进行安装。

6 套接及裁剪操作简便

快易收口网可以依据所要求支模形状弯曲成形，容易切割及进行网与网之间拼接。

7 适应分期浇筑混凝土

无须拆模或施工缝凿毛处理便可进行下一期混凝土浇筑工作。 6.2 设备

机械设备、检验仪器配置见表6.2。

表6.2 机械设备、检验仪器配置表

序号 1 2 3 4 5 6 设备、仪器名称 重型剪刀 砂轮切割机 电焊机 水准仪 全站仪 钢尺 规格型号 DS3 KTS-442 数量 2个 3个 2个 1台 1台 1个

7质 量 控 制

7.1控制标准

本施工工法实施过程中遵循的规程、规范、标准包括： 7.1.1《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）； 7.1.2《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)； 7.1.3 《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001)； 7.1.4 《大体积混凝土施工规范》GB50496—2009；

7.1.5 《平板支撑混凝土温控防裂优化方案研究》（武汉大学水利水电学院水资源与水电工程科学国家重点实验室）； 7.1.6 南水北调相关规定和标准。 7.2质量控制 7.2.1测量控制

1在各项施工测量工作开始之前，测量人员应熟悉设计图纸，并进行校核，确认无误后，方可作为施工放样的依据。

2进场后，测量人员按监理工程师提供的测量基准点及相应资料、数据，进行现场复测，建立施工测量控制网络，报请监理工程师批准，并保护好预埋桩点，严防人为或机械破坏。

3测量人员按照图纸放出模板的位置，并在模板安装完成后，复测模板的位置，及时进行调整。 7.2.2 原材料质量控制

严把材料进场关，实行进场验收制度，工程施工前，对原材料进行符合性试验，不合格材料禁止使用。

7.2.3 模板施工

严格按照施工方案制定的加固方式进行加固，不得擅自更改，必须修改时，应报项目技术负责人批准并履行相关手续。浇筑过程中设专业人员对模板进行监护，及时处理发生的异常问题，防患于未然。 7.2.4 混凝土施工

加强混凝土振捣环节的质量控制，浇筑前对所有参与混凝土施工的人员进行上岗培训和技术交底，实行振捣作业责任制。振捣时先平仓、后振捣，振捣棒间距、排距为40cm×40cm，做到标准、有序。混凝土浇筑期间，工程技术人员和质检人员跟班浇筑，及时发现问题并解决。 7.2.5 成品保护

在混凝土强度达到2.5MPa以前，不得进行模板的拆除以及在平板支撑结构上进行其他工序的准备工作；浇筑块的棱角和突出部分应设置围挡，加强保护。

8安 全 措 施

8.0.1 坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，建立健全安全生产责任制，成立安全生产领导小组。

8.0.2各生产班组配有专职安全员在工地巡查，发现安全隐患之处及时整改。 8.0.3各用电设备配有漏电保护装置。 8.0.4夜间施工配备足够的照明设施。 8.0.5特殊工种持证上岗。

8.0.6工作台、踏板、脚手架的承重量，不得超过设计要求，并应在现场挂牌标明。脚手架与工作台的木板应铺设严密，木板的端头必须搭在支点上。 8.0.7在2米以上高处作业时，应符合高空作业的有关规定。

8.0.8混凝土浇筑施工脚手架应牢固，工作平台木板应铺设严密、周围设置安全栏杆并标识清楚承重量；施工面下方四周设置安全防护网。采用塔式起重机吊装模板及砼时，工作地段应设专人监护，吊装重物时严禁过人。

9 环 保 措 施 及 资 源 节 约

9.1环保措施

9.1.1现场材料分规格、地点按要求码放整齐，杜绝乱堆乱放现象。 9.1.2制定成品、半成品保护措施，以增强成品保护意识。 9.1.3施工场地每作业班，工序完成后做到料尽场地清洁。 9.1.4夜间施工避免使用高噪声设备，以防止扰民。

9.1.5按规范设计要求施工，文明生产，严禁偷工减料，提高每个员工的道德品质。

9.1.6 做好对成品的保护工作。 9.2资源节约

9.2.1减小机械及设备投入。 9.2.2 减小模板投入的材料费用。 9.2.3 节省了模板安装拆除费用。

9.2.4 降低了人工凿毛成本，降低了人工作业强度。 9.2.5加快了施工进度，保证了施工质量。

10 效 益 分 析

10.1经济效益

以南水北调中线一期总干渠与青兰高速连接线交叉工程为例。通过快易收口网与钢模板比较表10.1中的数据分析可知：每平方米快易收口网比钢模板要

节约55元造价。本工程快易收口网使用量为平板支撑结构820m2，节省费用：820×55=45100元。节省工期费用：平板支撑分缝一期浇筑至少要处理6个施工缝，每块支模加固节省3天，拆除凿毛节省3天，共节省36天工期。按照合理搭配，通过施工流水安排，36天工期的60%计算，节约工期21.6天。本工程每天产值在45万元，按照产值的20%计算，每天节约工期费用为9万元，21.6天共计194.4万元。单项经济效益合计已节约资金计194.4+4.51=198.9万元。

表10.1 快易收口网与钢模板比较表

序号 一 二 三 项目 基本数据 模板重量 定量分析 模板材料费 制作费用 安拆费用 毛面处理 小计 定性分析 支撑 分缝面 钢筋安装 环保 不规则体型 拆除及整理 单位 kg/m 元/m 元/m 元/m 元/m 22222快易收口网 4 12 0 20 0 32 基本相同 凹凸粗糙 易控制 易 保持工地清洁 易、免拆 钢模板 38 17 0 50 20 87 基本相同 平面光滑、需人工凿毛 不易控制 不易，需打孔消耗模板 有垃圾需进行清理 难，费用大 备注 10.2社会效益

南水北调中线一期总干渠与青兰高速连接线交叉工程是南水北调的中线开工最晚的，工期最紧张的。如工期拖延将直接影响南水北调中线工程如期通水。所以节约这21.6天工期，在某种意义上保证了整个南水北调中线总干渠工程的如期通水，带来了巨大的社会效益。

11应 用 实 例

11.1南水北调中线一期总干渠与青兰高速连接线交叉工程 11.1.1 工程概况

南水北调中线一期总干渠与青兰高速连接线交叉工程位于邯郸市南环路、西环路以及青兰高速连接线互通立交桥处，总干渠桩号为42+912～42+986，总干渠采用渡槽型式跨越高速公路，是南水北调中线总干渠上的大型交叉工程。

平板支撑结构混凝土顺总干渠水流方向长度69.2m，宽度58.792m，厚度1.5～3m，混凝土工程量总计7242.79m3，设计上从结构整体性考虑没有考虑分缝。但是以青兰渡槽现场的资源配置及施工进度安排，混凝土施工期正赶上高温季节（8月份）施工，考虑工程的结构受力特点、混凝土温控防裂要求、应力应变等因素分析均应该分块浇筑。

青兰渡槽平板支撑预应力混凝土施工不仅在高温季节施工大体积混凝土，而且因为工期的原因不得不采取泵送混凝土的浇筑方式，因为设计标号高（C40）配合比水泥用量很大，所以青兰渡槽平板支撑预应力混凝土是在各种最不利条件叠加情况下施工大体积预应力混凝土结构。

为了保证平板支撑结构的整体性，把施工缝的影响减少到最低，技术要

求钢筋必须整体安装，施工图纸钢筋很密，在最薄处混凝土厚度1.5m，最上层波纹管在底模板以上70cm，减去波纹管半径6cm，上层双向钢筋5cm，上保护层减去5cm，剩余净空cm。

图11.1.1 钢筋布置情况

脚下是两层双向钢筋，架立筋密布，三层波纹管及支架，还有若干冷却水管。波纹管及冷却水管还是重要部位，冷却水管为塑料材质怕烫、怕扎，波纹管更是怕烫、怕扎，怕踩，更重要的是波纹管还特别怕移动位置。所以一序混凝土浇筑分缝模板很难操作。

但是由于空间狭小、脚下没有立锥之地，人员操作困难。波纹管及降温管技术要求高，成品保护很难做到。

在拆除模板进行施工缝凿毛处理时，也是困难重重，仓面清理也很难达到要求。操作工人，劳动强度大，效率低，进度慢，施工质量差各种不可预见因素会接踵而至。 11.1.2施工情况

南水北调中线一期总干渠与青兰高速连接线交叉工程平板支撑结构为承

受槽身挡水结构受压、受剪、偏心受拉等复杂受力的构件，是本工程的关键部位，必须严格控制其裂缝的开展。

针对平板支撑结构存在结构尺寸大，整体性强，受力条件复杂，抗裂性能差，出现裂缝后不易弥补等问题。经召开专家论证会，经设计同意，确定分10仓浇筑，施工缝严格要求处理。仓块之间浇筑最大间歇时间纵缝6天，横缝10天。

这样根据温控防裂要求，又产生了一个新的问题，混凝土跳仓浇注过程中，分缝的模板支立是个大难题。结合面处理更是难上加难，长度方向(62.9m)为四道分缝（高1.5m～3m），宽度（58.8m）方向为1道分缝（高1.5m），如果按照以前方法，使用木模板或钢模板制作专门的分封模板，难以保证密闭，会产生漏浆，造成缝面处混凝土不密实，影响分缝处混凝土质量。

更为关键的是分缝操作困难必定会导致一、二序混凝土浇筑之间时间间隔延长，这样会形成一期混凝土对二期混凝土的温度变形，形成很大的约束力，导致混凝土裂缝的发展，影响平板混凝土的质量，导致整个温控施工的失败。专家建议时间间隔越短越好，最好在3天～5天内完成。

根据现场实际施工情况及历年的施工经验，在大体积混凝土施工过程中采用了水利工程大体积混凝土温控分块浇筑快速施工工法，不仅保证了施工进度要求（共提前了36天工期），同时施工检测检验和质量标准满足各项设计指标，并解决了大体积混凝土一、二期之间分缝的时间间隔问题，防止了一期混凝土对二期混凝土的温度变形形成很大的约束力，在很大程度上避免了深度裂缝的发展，平板支撑结构分部工程已通过相关验收，工程质量优良。 11.1.3工程评价

南水北调中线一期总干渠与青兰高速连接线交叉工程的平板支撑大体

积混凝土结构通过采用水利工程大体积混凝土温控分块浇筑快速施工工法，不仅提出了水利工程大体积混凝土温控分块浇筑快速施工中施工缝处理的解决方法，并对快易收口网在施工缝处理中的应用提供了有效的参考依据和技术支持。同时降低了施工成本，保证了工程质量，加快了施工进度。并且很大程度上避免了大体积混凝土裂缝的发展。对大体积混凝土温控裂缝防治具有深远的意义。

水利工程大体积混凝土温控分块浇筑快速施工工法在南水北调中线一期工程中的成功应用，为今后水利工程大体积混凝土分块施工中施工缝处理提供了一种施工快捷、质量可靠的方案，也为今后在各类工程运用中积累了宝贵的施工经验，取得了较好的经济效益和社会效益。