大體積混凝土施工技術(shù)措施

摘要：山東海陽核電常規(guī)島汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板尺寸為68.70m×16.00m，體積較大，底板表面有多處變截面且混凝土需一次澆筑完成。為確保工程質(zhì)量，主要從方案的編制及審核、混凝土澆筑質(zhì)量、混凝土溫度監(jiān)測及混凝土養(yǎng)護(hù)等幾方面進(jìn)行嚴(yán)格控制。

關(guān)鍵詞：汽機(jī)基礎(chǔ) 質(zhì)量控制 測溫養(yǎng)護(hù) 暖棚搭設(shè)

1、引言

本文以海陽核電一期工程汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板混凝土施工管理過程為例，簡介大體積混凝土施工技術(shù)措施。

山東海陽核電項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)6臺AP1000百萬千瓦級壓水堆核電機(jī)組，一期工程建設(shè)2臺。海陽核電一期工程常規(guī)島汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底標(biāo)高-16.8m、頂標(biāo)高-9.5m、平面尺寸為68.70m×16.00m。

2、工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

工程特點(diǎn)：

汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板底標(biāo)高為-16.8m，頂標(biāo)高共分為三層，分別為-12.25m、-11.0m、-9.5m，平面尺寸為68.70m×16.00m，汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板側(cè)面與廠房地下室底板互不相連，中間設(shè)計(jì)有防水結(jié)構(gòu)，屬于大體積混凝土。

工程難點(diǎn)：

1.汽機(jī)基礎(chǔ)底板結(jié)構(gòu)尺寸較大（68.70m×16.00m），變截面較多，高度分別為4.55m、5.8m、7.3m；

2.汽機(jī)基礎(chǔ)底板體積較大，混凝土需一次澆筑完成（1#常規(guī)島澆筑混凝土方量6670msup3;、2#常規(guī)島澆筑混凝土方量為6600m3）；

3.1#、2#常規(guī)島汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板混凝土澆筑時間分別為2010年11月份及2011年1月份，海陽地區(qū)氣溫較低，增加混凝土施工及養(yǎng)護(hù)難度。

為克服以上施工困難，確保本次混凝土澆筑任務(wù)的順利完成，管理單位編制了1#、2#常規(guī)島汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板混凝土施工總策劃，對混凝土生產(chǎn)、供應(yīng)、澆筑、混凝土養(yǎng)護(hù)等各項(xiàng)準(zhǔn)備工作進(jìn)行了細(xì)致策劃和認(rèn)真部署，列出了詳細(xì)的工作計(jì)劃表，明確了相關(guān)工作任務(wù)的責(zé)任單位及監(jiān)督單位。施工單位、混凝土生產(chǎn)單位及混凝土試驗(yàn)檢測單位分別編制了1#、2#汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)混凝土澆筑策劃、1#、2#常規(guī)島汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板混凝土生產(chǎn)供應(yīng)方案、1#、2#汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板混凝土施工試驗(yàn)檢測方案，并經(jīng)專題會議討論通過，整個混凝土澆筑過程嚴(yán)格按已批準(zhǔn)的策劃方案實(shí)施。

3、方案的編制及審核

為確保常規(guī)島汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板工程順利施工，主要對汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板施工采取以下幾方面的技術(shù)措施：

施工單位編制方案，方案中主要采取了以下措施：

（1）采用型鋼鋼筋支撐固件支撐上層鋼筋網(wǎng)片；

（2）超出地下室底板部分側(cè)模板用模板對拉螺栓緊固；

（3）砼澆筑采用五路泵管從南到北一次性澆筑，其中一路備用；

（4）大體積砼養(yǎng)護(hù)采用覆蓋薄被蓄熱；

（5）對本次澆筑的砼使用11個測溫點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)測溫。

依據(jù)程序要求對方案進(jìn)行評審，經(jīng)過詳細(xì)的討論，主要在以下幾個方面對方案進(jìn)行了完善：

（1）對鋼筋型鋼支撐架的縱橫向布置提出了修改意見；

（2）通過與施工單位溝通，就測溫點(diǎn)數(shù)量達(dá)成了一致；

（3）通過與攪拌站溝通，就砼出機(jī)溫度達(dá)成了一致。

組織外聘專家召開評審會，對方案的可行性做進(jìn)一步分析，主要提出以下意見：

（1）方案中大體積同的溫控計(jì)算與規(guī)范相符，計(jì)算結(jié)果滿足要求；

（2）大體積同一次性澆筑成型蓄熱養(yǎng)護(hù)方案可行；

（3）專家建議加強(qiáng)對變截面出豎直面和水平面的覆蓋，以防止變截面處產(chǎn)生裂縫。

4、混凝土澆筑策劃

施工單位依據(jù)施工方案編寫策劃方案，參建各方依據(jù)策劃方案編制總策劃、混凝土生產(chǎn)供應(yīng)方案和試驗(yàn)檢測方案等施工文件。

針對汽機(jī)基礎(chǔ)底板混凝土澆筑體積大、混凝土需一次澆筑完成等特點(diǎn)，管理單位結(jié)合施工方案編制混凝土施工總策劃，對混凝土生產(chǎn)、供應(yīng)、澆筑、混凝土養(yǎng)護(hù)等各項(xiàng)準(zhǔn)備工作進(jìn)行了細(xì)致策劃和認(rèn)真部署，列出了詳細(xì)的工作計(jì)劃表，明確相關(guān)工作任務(wù)的責(zé)任單位及監(jiān)督單位。施工單位、混凝土生產(chǎn)及混凝土試驗(yàn)單位分別編制混凝土澆筑、混凝土生產(chǎn)供應(yīng)、試驗(yàn)檢測的策劃方案，并經(jīng)專題會議討論通過，整個混凝土澆筑過程嚴(yán)格按已批準(zhǔn)的策劃方案實(shí)施。

5、方案的實(shí)施過程

施工質(zhì)量控制是混凝土澆筑過程中管理的重點(diǎn)，管理單位嚴(yán)格按程序要求對質(zhì)量計(jì)劃、澆筑前的監(jiān)督檢查、澆筑過程中的旁站監(jiān)督、澆筑完成后混凝土養(yǎng)護(hù)測溫工作全程進(jìn)行監(jiān)督管理。

（1）施工質(zhì)量控制

施工單位完成汽機(jī)基礎(chǔ)底板質(zhì)量計(jì)劃的編、審、批后，報(bào)送管理單位進(jìn)行審查，管理單位嚴(yán)格按已批準(zhǔn)的施工方案對所報(bào)送質(zhì)量計(jì)劃的工序、項(xiàng)目檢查劃分和控制點(diǎn)設(shè)置情況進(jìn)行審查。質(zhì)量計(jì)劃完成審查后，管理單位選擇質(zhì)保等級高或質(zhì)量保證難度大的重點(diǎn)部位、對質(zhì)量影響大的重要特殊工藝過程工序或是發(fā)生質(zhì)量問題時危害大的對象作為質(zhì)量控制點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)控制和預(yù)防。

管理單位在施工單位自檢合格的基礎(chǔ)上，對施工供方的施工質(zhì)量按檢驗(yàn)批、分項(xiàng)、分部規(guī)定驗(yàn)收的要求對質(zhì)量計(jì)劃進(jìn)行抽檢、平行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后在檢驗(yàn)批、分項(xiàng)、分部驗(yàn)評表上簽字，并在質(zhì)量計(jì)劃上對選點(diǎn)進(jìn)行放行。

施工質(zhì)量計(jì)劃的放行是施工方案有效實(shí)施的不可或缺的管理方法，行之有效的質(zhì)量計(jì)劃才能提高施工方案的執(zhí)行度。

（2）混凝土澆筑前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作

依據(jù)混凝土總策劃，在常規(guī)島汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板混凝土澆筑前，為確保混凝土澆筑的質(zhì)量和施工過程的安全，管理單位應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量保證、安全文明施工、混凝土生產(chǎn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)室試驗(yàn)準(zhǔn)備等一系列檢查活動，對施工單位的混凝土澆筑準(zhǔn)備工作、人員配備、混凝土澆筑所需各類機(jī)械設(shè)備配備、安全通道搭設(shè)、勞動防護(hù)用品配備、施工用電、作業(yè)人員安全交底、混凝土生產(chǎn)人員準(zhǔn)備、機(jī)械狀況準(zhǔn)備、原材料準(zhǔn)備等情況進(jìn)行檢查。核實(shí)是否具備澆筑條件，依據(jù)策劃方案，各單位值班人員按要求到位。為確保方案順利實(shí)施，煙臺分公司除以上常規(guī)性檢查外，主要對以下施工關(guān)鍵問題加強(qiáng)了檢查：

鋼筋支撐架施工及焊接檢查；

安全檢查，做好上層鋼筋綁扎前的各項(xiàng)安全措施；

砼澆筑前驗(yàn)收檢查和砼澆筑前準(zhǔn)備工作的檢查。

（3）混凝土供應(yīng)管理

根據(jù)混凝土澆筑方量和澆筑強(qiáng)度要求，混凝土生產(chǎn)單位為汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板混凝土施工投入3個的攪拌機(jī)組生產(chǎn)混凝土，1臺備用機(jī)組；14輛混凝土運(yùn)輸罐車，2輛備用罐車，其它方面依據(jù)實(shí)際情況需要調(diào)整安排。混凝土生產(chǎn)單位提前對混凝土運(yùn)輸路線進(jìn)行規(guī)劃和熟悉，并確定行車路線的路況能滿足運(yùn)輸混凝土的要求。

施工單位提前48小時向混凝土生產(chǎn)單位提交混凝土預(yù)約卡，提前3小時提交混凝土開罐令，混凝土生產(chǎn)單位按開罐令的時間和混凝土配合比單的要求為汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板配備滿足要求的混凝土，試驗(yàn)室在開罐前根據(jù)骨料的含水率對混凝土配合比進(jìn)行微調(diào)，并對澆筑過程中的混凝土進(jìn)行跟蹤檢測。

（4）現(xiàn)場質(zhì)量管理

在汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板混凝土澆筑過程中，各級管理人員對基坑底板混凝土的澆筑質(zhì)量進(jìn)行全過程監(jiān)督。管理單位設(shè)拖泵處及汽機(jī)基礎(chǔ)處兩個值班點(diǎn)，采用兩班制度（每班12小時）24小時旁站監(jiān)督管理，包括管理單位領(lǐng)導(dǎo)、安全人員、質(zhì)保人員及技術(shù)人員。值班人員對安全、混凝土試塊取樣檢驗(yàn)、抽查混凝土入模溫度、混凝土坍落度試驗(yàn)、混凝土入模、振搗工作、施工單位管理人員及操作人員交接班管理、到位等情況進(jìn)行監(jiān)督管理。

6、砼測溫養(yǎng)護(hù)情況

混凝土澆筑后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)同樣至關(guān)重要，特別是對大體積混凝土澆筑而言，如果澆筑后的溫度控制不好，使混凝土溫度分配不均，或是溫度下降速度過快，直接影響混凝土最終的強(qiáng)度。所以在澆筑后對混凝土溫度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并詳細(xì)填寫混凝土溫度記錄，分析數(shù)據(jù)，采取相應(yīng)的措施以保證混凝土凝結(jié)后能夠達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度。

圖2 混凝土中心點(diǎn)溫度

海陽核電一號常規(guī)島汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板于2010年11月07日開始澆筑，2010年11月10日澆筑完成。從圖2及表1可以看出，混凝土內(nèi)部溫度于11月15達(dá)到高點(diǎn)，一度維持在60-65℃之間，11月17日開始混凝土溫度由內(nèi)而外相繼開始下降，中心溫度下降速率平均為0.5℃/天。

7、砼澆筑結(jié)果

常規(guī)島汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板混凝土養(yǎng)護(hù)嚴(yán)格按方案執(zhí)行，混凝土溫控指標(biāo)均控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)，混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，常規(guī)島汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板混凝土澆筑的順利圓滿完成標(biāo)志著常規(guī)島土建取得了階段性進(jìn)展。

8、二號常規(guī)島的改進(jìn)措施

海陽核電工程二號常規(guī)島汽輪機(jī)基礎(chǔ)底板工程施工正值深冬，海陽01月份平均氣溫-1.8℃，由于環(huán)境溫度較低，經(jīng)過多次討論，最終采取澆筑及養(yǎng)護(hù)期間采用暖棚法保溫，暖棚內(nèi)使用管道供暖的施工方案。施工的基本流程為：暖棚搭設(shè)---暖氣管道安裝---暖棚升溫階段---混凝土澆筑---混凝土養(yǎng)護(hù)---暖棚降溫階段---暖棚拆除。

（1）暖棚的搭設(shè)

暖棚搭設(shè)采用腳手架支撐，彩條布、塑料布作為圍護(hù)材料進(jìn)行圍護(hù)，暖棚長約74m，寬約20m，上標(biāo)高為-6.5m處。暖棚采用彩條布、塑料布進(jìn)行圍護(hù)。其中頂棚圍護(hù)的材料自上而下依次為安全網(wǎng)、彩條布、厚塑料布、安全網(wǎng)，最下層為8#圓鋼及12#鐵絲網(wǎng)組成的支撐網(wǎng)片。

（2）采暖系統(tǒng)

暖氣管道主要布置在3、6、7區(qū)汽機(jī)底板外側(cè)面模板外側(cè)，自進(jìn)入暖棚內(nèi)開始分兩路進(jìn)行循環(huán)，自北側(cè)通道處折回。利用熱空氣上升的本身特性來加熱整個暖棚內(nèi)的溫度。

暖棚內(nèi)布設(shè)的管道的長度為880m，暖棚采暖引入主管道采用108×4mm無縫管，暖棚內(nèi)主管道采用89×4mm無縫管，主管道及分支管安裝PN1.6MPa截止閥控制管內(nèi)蒸汽量。并在暖棚內(nèi)放置溫度計(jì)，根據(jù)暖棚內(nèi)溫度情況，調(diào)節(jié)閥門，控制溫度在10±5℃之間。暖棚外主管道地上布置，采用100mm厚離心玻璃巖棉保溫，棚內(nèi)管道東西兩側(cè)為單獨(dú)串聯(lián)，分6層，管道利用腳手架作為支架，管道與腳手架每隔4m采用鐵絲進(jìn)綁扎固定，采用10號槽鋼每隔10m做固定支架。

（3）暖棚室內(nèi)溫度控制

汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板混凝土澆筑前各項(xiàng)工作結(jié)束后，混凝土澆筑前三天打開暖氣管道各閥門為暖棚供暖，并將整個暖棚的室內(nèi)溫度提升至10℃左右，并將棚內(nèi)溫度控制在10±5℃。暖棚內(nèi)溫度自-10℃升溫至10℃，經(jīng)計(jì)算約需12小時左右。

暖棚內(nèi)均勻放置5個溫度計(jì)，棚內(nèi)四角及中間處各設(shè)置一個，位置在離底板混凝土表面50cm高度處，每晝夜測溫不應(yīng)少于4次，以便于檢測暖棚內(nèi)溫度。

混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)階段，維持暖棚內(nèi)溫度在10℃±5℃，直至養(yǎng)護(hù)階段結(jié)束。當(dāng)溫度超過該范圍內(nèi)，通過控制進(jìn)氣閥門開度，已調(diào)節(jié)蒸汽流量，調(diào)控棚內(nèi)溫度。當(dāng)混凝土溫度滿足《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496-2009的養(yǎng)護(hù)結(jié)束條件時，停止供暖。

海陽核電二號常規(guī)島汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)底板于2011年01月12日開始澆筑，2011年01月15日澆筑完成，澆筑混凝土方量為6600msup3;。混凝土內(nèi)部溫度于01月23達(dá)到高點(diǎn)，一度維持在55-62℃之間，02月26日開始混凝土溫度由內(nèi)而外相繼開始下降。

參考文獻(xiàn)

【1】《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2002

【2】《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496-2009

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文