浅谈钟形进水流道施工

浅谈钟形进水流道施工

  胡就南

广东省中山市三角镇水务事务中心

摘要:福隆泵站采用的钟形进水流道，形状复杂，施工难度大，控制流道空间尺寸和表面平整度,提高混凝土表面的光滑度可以提高泵站效率和减少汽气蚀现象，所以进水流道的施工是关键环节。

关键词:进水流道特点及水流态，施工模板制作；混凝土浇筑；混凝土表面处理。

福隆泵站位于广东省中山市三角镇，属于公益性排涝泵站，安装4台立式全调节轴流泵，属大(2)型泵站工程，采用钟形进水流道，开敞式出水流道，进水流道土建施工是一个工程难点，它的工程质量对泵站日后的运行有很大的影响，我作为甲方代表在工地上全程参与福隆泵站建设过程，在监督管理施工过程中总结了钟形进水流道施工要领的一点体会。

1 进水流道论述

1.1 进水流道作用

进水流道是泵站前池与水泵叶轮室之间的过渡段,其作用是为了使水流在前

池进入水泵叶轮室的过程中更好地转向和加速,以尽量满足水泵叶轮室进口所要

求的水力设计条件。进水流道的选型直接影响到水泵工作状态，进水流态不仅影响水泵性能效率，而且决定水泵的是否产生汽蚀主要因素。可见进水流道是水泵装置的一个重要的组成部分。

1.2 常用的进水流道特点对比

常用的进水流道有肘形进水流道、斜式进水流道、钟形进水流道、箕形进水

流道等单向进水流道，此外还有与贯流泵装置、双向抽水泵装置等特殊形式的进水流道。（1）肘形进水流道特点是高度较大面宽度较小，可得到很好的水力性能;其缺点是挖深较大，建设费较大。（2)斜式进水流道的水力性能优异、形状简单、土建投资省，但需解决好齿轮箱和轴承制程质量等问题。(3)箕形进水流道形状较为简单，施工方便。其基本尺寸介于肘形流道和钟形流道之间，对流道宽度的要求没有钟形流道那样严格。(4)钟形进水流道的显著特点是高度较小、宽度较大，这对于站址地质条件较差的泵站，具有特别重要的意义;地基开挖相对较浅;建设投资较小。其缺点形状复杂，施工难度大，且对流道宽度的要求非常严格，设计或施工不当易产生水流产生漩涡带。

1.3进水流道基本流态对比

肘形进水流道在其直线段内流态平顺，流速渐增大;进入弯曲段后，水流迅

速改变方向并加速，在流道弯道处水流不均匀，斜式进水流道由于转弯角度小、

水流所受离心力小，流态比肘开均匀平顺。钟形和箕形进水流道有点相似，流道

的高度压得很低，同时具有较大的宽度和后避空间，从而可使水流从四周进入，

水流均匀平顺，由于钟形进水流道有导水锥在中间，令四周的水流更均匀平顺，

导水锥同时也是水泵的叶轮安装座，正中间没有水流冲向叶轮轮毂，水流全部流

向叶片的位置，所以钟形进水流道的流态最好的。

2.钟形流道的施工。

2.1 模板制作、安装

模板制作，在施工过程中以流道内模制作为核心控制环节，特别是渐变段

和圆弧面的制作，必须做好流线型平滑，才能在水泵运行时有好的水流流态。进

水流道侧板用钢模对拉安装，顶板采用三合板模板常规作与安装，渐变段和后壁

采瓦片式模板板施工,即在制作异型模板时将该部位分解成若干小尺寸片状结构

连接成型，以做出曲面，然后用可弯曲的薄板封面，做出圆滑的流线型;钟形部

位是难点和最最要的，在专用操作平台上按1:1 放样，整理体制作，模板主龙

骨用方木制作后拼装固定，模板板面采用1.25 宽5的小木条，逐条钉在龙骨上,，

为了提高混凝土表面的光洁度，用宝丽板贴面，用钢筋和铁线固定好型状，用吊

车吊装，全站仪空间精确定位，千斤顶微调精确就位，然后将钟形模板与之前装

好边板顶板平滑连接好，并加固调整好支撑排架，防止模板移位变形，确保流道

空间尺与设计图纸相符。

2.2 进水流道的混凝土浇筑

进水流道是大体积钢筋混凝土结构，整体性要求高不允许留施工缝，要求一次连续浇筑完毕。同时大体积混凝土浇筑后水化热量大，水化热聚集在内部不易散发，混凝土内部温度显著升高，而表面散热较快，形成内外温差较大，在体内产生压应力，而表面却产生拉应力，如温度过大混凝土表面产生裂缝。当混凝土内部散热冷却而收缩时，由于受到基底或已浇筑混凝土的约束，接触处将产生很大的拉应力，当拉应力超过混凝土极限抗拉强度时，便产生裂缝，严重者会贯穿整个混凝土块体，带来严重的危害。浇筑大体积混凝土时，必须采取适当措施防止上述两种裂缝:(1)采用粉煤灰水泥，在混凝土中掺入一定量的粉煤灰后，除了粉煤灰本身的火山灰活性作用，生成硅酸钙凝胶,作为胶凝材料一部分起增强作用外,在混凝土的用水量不变的条件下，可以起到显著改善混凝土拌合物和易性的效应,增加流动性和粘聚性还可以降低水化热。起到减水的效果，从而提高混凝土的密实度和强度，增强耐久性。(2)掺缓凝剂或缓凝型减水剂。(3)采用中粗砂和大粒径、级配良好的的石子。(4)严格控制泵送混凝土配合比指标，混凝土坍落度控制在14+2cm，水灰比控制在0.45-0.5之间，砂率控制在 38%-42%。(5)采用全面分层浇筑方案。将结构面分成每层为 40-50厘米厚度的浇筑层，每层混凝土要在约1.5 小时浇筑完毕，确保在下面一层混凝土初凝前浇筑，避免凝结分层同时增加散热面和散热时间。(6)混凝土浇筑后进行震捣，采用1.5w50 型插入式震捣，插入点按混凝土浇筑流向依次顺序间距约50-60cm,不得漏震，采用斜向插入，快插慢拔，震捣到混凝土表面泛浆,及时排除泌水和气泡令混凝土凝固后密实没有空洞，保证混凝土的强度(6)混凝土浇筑完成表面初凝后开始进行保湿养护。按规范要求养护。

2.3导水锥的施工

由于导水锥是流道拆模后二期施工，底板混凝土要凿毛，凿深至 0.1 米，清渣、冲洗、锚筋，模板安装固定，混凝土浇筑。福隆泵站的导水锥施工定制一个锥体模，整个锥体一次成型，四个导水锥分四次完成施工，因为导水锥上部窄下部宽，锥体下部的部分地方振动棒可能振动不到位，混凝土中的气泡和浮浆很难排出，若拆模后混凝土出现有蜂窝和麻面，要进行修补凿去薄弱的混凝土，要凿成斜面，避免开成死角，然后用水刷洗干净，用C35 的细石混凝土捣实，消除蜂窝和孔洞，然后用打磨机打磨掉不平整的地方，用环氧树脂涂匀整个导水锥的表面，令导水锥表面光光滑滑，减少水流的阻力，保护导水锥混凝土表面，但表层的环氧树脂层与混凝土的粘结度如何还有待观察，而且增加费用。也可以用1 毫米合金钢板把导水锥包起来，强度和光滑度更好只是费用高。导水锥的施工还有一种方法用铸铁做整个导水锥，表面进行喷锌防腐这方法只适用于规模较小的水泵机组，不适用于大型泵站。

2.4 拆模后混凝土表面处理

拆模后若出现小蜂窝、麻面、表面不平整，用打磨机打磨平整，用水洗刷基层，再用水泥砂浆抹平，再用环氧树脂涂抹，保护钢筋和混凝土不受侵蚀，令表面光滑减少水流阻力，获得更好的水流态。

3. 总结:

福隆泵站进水流道施工质量较好，投入运行时水流平稳没有漩涡，机组测试流量达到设计数值，机组振动和噪音等各指标均符合规范要求。经过多年运行后泵站进行中修时抽干前池和进水流道内的水对水下建筑物及水泵设备进行检查，进水流道和导水锥表面依然光滑，水泵叶片也没有产生气蚀，整个水下建筑物状态良好。虽然钟形进水流道施工困难，但因其土建费用相对较低，按质量施工，运行时有良好的水流流态，采用钟形进水流道是一个好的选择。

参考文献：1，陈福主编，土木工程材料，华南理工大学出版社

2.童华炜主编，土木工程施工，科学出版社

3，刘超主编，水泵与水泵站，中国水利水电出版社