四面六边形混凝土整体透水框架在航道整治工程中的应用

    陈亮

    摘 要： 四面六边形混凝土透水框架具有施工便利、促淤效果好等特点，能有效防止河床、滩面冲刷，在长江航道整治中运用相当广泛，而整体透水框架较杆件的透水框架在整体性及防锈等方面更为优越。文章通过工程实例，概述了整体透水框架在航道整治工程中的应用。

    关键词： 混凝土 整体透水框架 航道整治

    牯牛沙水道航道整治二期工程主要的施工项目为2个丁坝，1个顺坝及护岸加固工程。涉及的护滩部分则采用整体透水框架的施工方案。下面就四面六边形混凝土整体透水框架的制作、抛投及质量控制等做逐一阐述。

    四面六边形混凝土整体透水框架的制作

    1、整体透水框架模具

    整体预制透水框架采用整体模具，整体透水框架为钢筋砼结构，由上下两部分组成。上部结构的杆件横截面为梯形+圆弧，截面两侧的宽度为10cm×10cm的尺寸；下部结构由3根杆件联结而成，杆件内只设置一根钢筋，钢筋长231.4cm，杆件横截面为梯形，尺寸为9cm×10cm×10cm。上部3根杆件内各设置1根10钢筋，钢筋长75.17cm。钢筋均在混凝土内部，不外露。

    2、钢筋加工

    钢筋切断：在钢筋上量取75cm和2.32m的长度用粉笔标识，然后切断，切断时应保持钢筋和切断机刀口成垂线，并严格执行操作规程，确保施工安全。

    钢筋焊接：整体预制透水框架，根据设计图纸尺寸，先将底座长度2.32m的钢筋用料弯曲成七节，长度分别为33mm、706mm、65mm、706mm、65mm、706mm、33mm，侧边长度为75cm的钢筋用料弯曲成三节，长度分别为50mm、620mm、82mm； 弯曲完成后底座钢筋用料，头尾两端进行焊接，焊接完成后放入钢筋骨架定型模具进行固定，再将三根侧边钢筋末端与底座钢筋骨架进行两两焊接，同时顶面侧边三根钢筋单面两两焊接。

    3、配料搅拌

    根据配合比试验报告数据和砂石含水率结果调整材料用量，提出施工配合比，填写配料单，原材料配料时，按照配料单进行称量。将混凝土拌合物搅拌均匀，连续搅拌的最短时间应按搅拌设备出厂说明书的规定并经试验确定。

    4、浇筑施工

    一次成型透水框架成型模具采用钢板制作，由内、外模组成，为方便浇灌混凝土，在外模的进料口上配装有喂料斗。模具在拼装前进行清洗，然后内侧刷脱模剂。首先将拼装好的内筋放入模具内并固定，拼装的模板必须紧密连接，防止发生漏浆现象。

    施工前先将钢筋在外部焊接完，模具拼装时将钢筋直接固定在模具内，之后将按规定配合比搅拌好的混凝土通过制作的漏斗从顶部倒入模具中，模具三面底部加设可固定振动棒的钢筋套筒，实现边罐装、振捣，使各个部位充分振捣，确保混凝土的密实度。同时，振捣过程中要注意观察混凝土的下沉量，当发现量不足时要及时充填混凝土。振捣妥后用光洁度较好的手工专用铁板对模具中的砼进行表面光平，以保证外观的质量。

    5、养护和堆放

    混凝土浇筑完毕后及时加以覆盖，终凝后进行保湿养护。整体预制构件采取土工布覆盖。整体预制构件砼初凝后即进行洒水养护，场内养护3天后，人工配合手推车转运到堆场再集中养护。储存区应按不同龄期划分不同的场区，并做好标识，同一区内块体应分层堆码整齐，最大堆码高度不得超过2m。

    整体透水框架的抛投施工

    整体透水框架抛投采用机械和人工相结合的抛投方式，由整体透水框架成品构件在码头装载上船，运输至施工现场进行精确定位抛投。

    1、整体透水框架抛设工艺流程图

    2、整体透水框架抛设施工方法

    施工准备。根据设计抛投区、抛投量、运输船舶尺寸以及水流方向，划分抛投分区。抛投前先进行现场抛投试验，在不同的水深、流速条件下，通过试投抛，以确定框架的漂移距，提高抛投准确性。

    定位船定位。定位船装有5个电动（或液压）绞关控制5根钢缆，从而控制定位船的定位和移动，其中位于船头中部的主缆，承受整个定位船下漂的拉力，同时控制船舶的上下移动，船头船尾各设两根开锚，控制船舶左右移动。移船定位时，根据漂移距和GPS跟踪测量控制定位船的上下、左右绞移距离，以确保定位船按要求准确定位。水上抛框架定位平面示意图如图2所示。

    整体透水框架抛投。透水框架运输至施工现场经质检员和现场监理检查合格后，采用机械和人工结合的方式将透水框架抛入水中，抛投时注意框架入水时间的统一，防止因框架先后入水，相互拉扯后在同一点入水，达不到抛投的均匀性。每个抛投网格按设计要求抛投数量。

    检测和移位。抛投时严格按照每个网格的设计工程量，控制抛投数量，做到定点定量抛投。同时用测深仪检测，提高抛位准确性。达到设计要求后，用GPS指挥绞移定位船，定位船横向绞移距离为1m。

    质量控制

    1、原材料质量的控制

    原材料控制的重点是加强材料的源头质量控制，一是增加材料进场前的质量检测，二是经监理工程师现场取样送检合格后才能允许材料进场待用，对检测不合格的砂、石料，及时清退出场。

    2、配料称重计量的控制

    配合比是决定混凝土质量的关键。故其配合比设计严格按照有CMC资质的检验单位提供的试验报告数据进行施工，同时施工过程中要根据砂石含水率结果调整材料用量，提出施工配合比，填写配料单，原材料配料时，按照配料单进行称重计量控制。当遇雨天或含水率有显著变化时，应增加检测次数，并应及时调整用水量和骨料用量。

    3、混凝土搅拌的控制

    混凝土拌合物应搅拌均匀，连续搅拌的最短时间应按搅拌设备出厂说明书的规定并经试验确定。混凝土拌合物的坍落度和含气量，应在搅拌地点和浇筑地点分别取样检测，每一工作班应对坍落度至少检查2次。在混凝土预制构件场，当混凝土拌合物从搅拌机出料起至浇筑入模的时间不超过15min时，可在搅拌地点取样检测坍落度。

    4、振捣参数的控制

    振捣参数是指振捣时的振捣频率，振幅以及振捣时间等。在拌合过程中要保证水泥用量，振捣参数不随意变更，随时对振捣器进行保养和检修以保证机器运作稳定。

    5、脱模控制

    严格按规范要求进行，拆模时施工人员控制脱模力度，防止脱模时损坏杆件的整体性。脱模后要及时进行清洗。

    6、混凝土强度控制

    每个班组按规范要求留置试压块。每浇筑100m3 不少于一组，不足100m3 时也不少于一组，且每个班组每天最少一组，并在每块试块上用红油漆标明生产日期、试块编组号。试块规格为150mm×150mm×150mm。每组试件由三个立方体试块组成，制作时试样取自同一拌混凝土，达到养护期后立即将试块送检测中心检验混凝土强度。

    7、透水框架的焊接

    用电弧焊接，三根钢筋两两搭接单面焊，焊缝长度不小于15mm，焊接性能应符合《碳焊钢条》的规定，焊缝质量应符合《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18—2003）的规定。

    8、外观尺寸

    加强对组合钢模、整体钢模尺寸的定期检查力度，发现模具变形及时维修或更换新的模具。

    9、抛投的精确度及数量控制

    抛区网格划分：网格划分是将抛区划分成定宽、定长的条形抛投区域作为船只定位和移位、网格内抛投数量控制单元。网格划分考虑因素：设计抛投框架数量、装船的长宽尺寸、装载数量。根据目前长江上平板驳尺寸，一般将抛投标准网格的半区7.5m*20m的网格分为5个宽1.5米的条形区域（即5个船位）进行抛投。

    船舶定位和移位。一般遵循先上游后下游，先远岸后近岸的原则。定位船垂直于水流方向，抛投船在其下游顺水流方向挂靠。定位船的定位精度决定抛投位置的准确性。先将定位船移至要抛投的断面，施工员在船上用RTK仪器确定抛区所在位置，然后调整定位船船位，定位船外舷与网格断面一直线，使定位船下游所挂抛投船上框架位置与入水后设计抛投的位置相对应。

    抛投船定位抛投。为保证抛投均匀，抛投施工中应控制抛投船的规格，要求装载框架的长度规格统一，以保证抛投连续、均匀，不留空挡，抛投船应选择长、宽尺寸及吨位相当的平板驳船作为固定的抛投船。

    总结

    从目前整治的效果看，整体透水框架群有效的防止了水流对河床的冲刷变形，同时整体透水框架群促淤效果明显。四面六边形混凝土整体透水框架具有施工便利、促淤效果好等特点，能有效防止河床、滩面冲刷，在长江航道整治中运用相当广泛。

    （作者单位：长江南京航道工程局）