水利工程中水下混凝土的施工要點(diǎn)

李銘杰

（新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局，新疆烏魯木齊830000）

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水利工程中水下混凝土的施工要點(diǎn)

李銘杰

（新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局，新疆烏魯木齊830000）

摘要：水利工程施工中難點(diǎn)之一為水下混凝土工程，其直接關(guān)系到工程整體質(zhì)量。筆者結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)水利工程中水下混凝土工程的施工展開探討，總結(jié)出切實(shí)可行的施工技術(shù)措施，為同行提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：水利工程；水下混凝土；混凝土澆筑

水下混凝土施工要求混凝土具有流動(dòng)性、自壓實(shí)性以及粘聚性。為了滿足這些要求，可以通過加入拌合料的水泥含量以及含水量來改善混凝土的和易性，同時(shí)通過在混凝土中加入適量的充填料，增加其粘聚性。

1　工程實(shí)例

某工程大型2級(jí)攔河壩工程。該工程上水庫堆石壩采用的是粘土心墻砂礫石壩。壩體的總長度為1900m，高度為73.95m。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需要對(duì)該壩體進(jìn)行灌漿填充處理。

工程所處的施工現(xiàn)場的整個(gè)圍堰為土石混合體，下部為岸灘基巖。在基巖的內(nèi)部存在著較多的裂縫，這會(huì)成為水流滲透的通道，主要的滲水部分是位于作用面下3m的地方。針對(duì)裂縫滲流的問題，該工程決定采用鉆孔高壓噴射灌漿施工技術(shù)進(jìn)行處理。首先在壩頂布置兩排填充灌漿孔，孔距和排距均為3m。

2　水下混凝土施工技術(shù)

2.1施工準(zhǔn)備

針對(duì)地基以上的覆蓋層通常采取抓斗挖掘，或者采取疏浚方式來清除，對(duì)于薄層淤泥和粉土由潛水員采用高壓水槍和氣動(dòng)提升器清除。對(duì)于工程施工過程中沉積下來的淤泥或者粉土等同樣也采用抓斗來清除。

從以往施工經(jīng)驗(yàn)來看，對(duì)于水下混凝土施工，其清基問題相對(duì)地面澆筑混凝土?xí)r顯得更為重要，必須在澆筑混凝土前仔細(xì)檢查清基面。另外，在水下澆筑混凝土?xí)r，對(duì)于未凝固的混凝土表面應(yīng)當(dāng)防止水流流過，以免混凝土中水泥被帶走。

表1　配料數(shù)量允許偏差

2.2混凝土澆筑施工

根據(jù)骨料形狀和大小的不同，導(dǎo)管管徑常采用150～230mm。若骨料粒徑為40mm的圓形骨料，該工程采用直徑為200mm導(dǎo)管。管段的長度通常為1m、2m、4m不等，可以快速拆卸，并有防水接縫。混凝土受料斗的容積至少應(yīng)不小于整根導(dǎo)管的容積。

在澆筑混凝土之前，應(yīng)在作業(yè)區(qū)內(nèi)架設(shè)好導(dǎo)管，將導(dǎo)管的底端安放在槽孔底部，并在導(dǎo)管的頂部放入一個(gè)能浮起的管塞，然后再將混凝土拌和料注入管內(nèi)。此時(shí)管塞在混凝土重量的作用下在管內(nèi)向下移動(dòng)，將管內(nèi)泥漿排出。導(dǎo)管混凝土澆筑作業(yè)能否取得成功與作業(yè)開始時(shí)管塞是否有效、導(dǎo)管管底是否始終適當(dāng)?shù)芈袢胍褲驳幕炷羶?nèi)，以及在導(dǎo)管內(nèi)保持一個(gè)合適的混凝土柱高度等因素均有關(guān)系。

導(dǎo)管通過采用分節(jié)或者是連續(xù)的管子組成，上部帶有供料斗，位于水面以上，下端則插入新澆的混凝土內(nèi)，隨著混凝土澆入供料斗，導(dǎo)管中則充滿了混凝土，在整個(gè)混凝土澆筑施工中，導(dǎo)管的管底均要求保持在新澆筑的混凝土表面以下。

采取導(dǎo)管法澆筑混凝土?xí)r，導(dǎo)管間距為2～3m，依次注滿各管后，因此整個(gè)澆筑范圍底郎的混凝土面將會(huì)逐步上升，在澆筑過程中導(dǎo)管采取臺(tái)架支承，而且導(dǎo)管不應(yīng)產(chǎn)生側(cè)向移動(dòng)，采用起重機(jī)可將導(dǎo)管迅速提升和下落。尤其是對(duì)于重要工程施工時(shí)，更應(yīng)當(dāng)確保混凝土連續(xù)供應(yīng)，因此要考慮備用設(shè)備。

對(duì)于采用預(yù)拌混凝土?xí)r，同樣需要確保連續(xù)供應(yīng)。拌合料的供應(yīng)強(qiáng)度必須保證混凝土面的最小上升速度為0.3～0.5m/h。對(duì)于工程實(shí)施時(shí)，為了便于施工操作，該工程采用水泥含量較高的混凝土，其水泥含量不小于350kg/m3，其坍落度不得小于150mm。

在進(jìn)行水下混凝土澆筑施工作業(yè)時(shí)，一般應(yīng)盡可能對(duì)拌合料不擾功或少擾動(dòng)而將其澆筑至最終位置。因此應(yīng)當(dāng)要求混凝土拌合料不需要借助其他措施即可流至所需的澆筑地點(diǎn)。針對(duì)于結(jié)構(gòu)斷面較小情況者則可以適當(dāng)減小混凝土拌合物的坍落度。鑒于混凝土中拌和用水量多，故水泥漿皮或泥漿增多，在新澆混凝土之前，必須將這些泥皮或泥漿清除。

在施工時(shí)應(yīng)當(dāng)采取連續(xù)澆筑方式，從而避免出現(xiàn)施工縫。從以往工程實(shí)踐來看，對(duì)于水下混凝土澆筑可以采取如下方法：袋裝、水底敞口料斗、導(dǎo)管法或者混凝土泵、粗骨料灌漿。從上述澆筑混凝土施工實(shí)施效果來看，導(dǎo)管法澆筑水下大體積混凝土施工是較為有效的施工方法之一。

混凝土的澆筑速度可以用提升或下降導(dǎo)管的方法來改變，提升導(dǎo)管時(shí)混凝土供料量增加，下降導(dǎo)管時(shí)混凝土供料量減少或停止，但任何時(shí)候不應(yīng)將導(dǎo)管的管底提出混凝土面。若管內(nèi)混凝土從已澆混凝土外則流出，并有水進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)，則應(yīng)停止?jié)仓炷聊毯螅宄浔砻娌缓细窕炷粒僦匦麻_始水下混凝土澆筑施工。

2.3鋼筋的使用

對(duì)于水下混凝土應(yīng)避免使用鋼筋。若必需使用鋼筋，則應(yīng)采用大斷面鋼筋，且其間距要大，不致妨礙混凝土的澆筑。鋼筋應(yīng)綁扎或焊接成鋼筋籠，按實(shí)際情況組成一個(gè)單元體然后下設(shè)到位。包裹在鋼筋外的混凝土應(yīng)當(dāng)澆筑密實(shí)，而且確保混凝土保護(hù)層不小于80mm，若大于80mm則更為合宜。

圖1　導(dǎo)管法澆筑水下混凝土

3　水下混凝土施工質(zhì)量控制技術(shù)

鑒于水下混凝土施工質(zhì)量對(duì)于工程總體質(zhì)量起著關(guān)鍵作用，為了能有效地確保水下混凝土的灌注質(zhì)量，筆者結(jié)合以往的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出水下混凝土施工質(zhì)量控制技術(shù)要點(diǎn)如下。

（1）導(dǎo)管接駁完畢后，將混凝土隔水栓吊放在臨近泥漿面的位置，導(dǎo)管底端到孔底的距離控制在0.40m左右，以便能順利排出混凝土隔水栓。澆筑混凝土前應(yīng)當(dāng)確保料斗內(nèi)的混凝土量足夠連續(xù)澆筑施工，以便當(dāng)混凝土隔水栓被擠出導(dǎo)管后能將導(dǎo)管底端埋入水下混凝土中。為了能有效確保混凝土澆筑強(qiáng)度，應(yīng)當(dāng)保證混凝土澆筑的上升速度＞2h/m，并且使灌注混凝土?xí)r間間隔≤1h。

（2）混凝土澆筑過程中應(yīng)當(dāng)密切測量導(dǎo)管埋深，適時(shí)提升或拆卸導(dǎo)管，確保導(dǎo)管底端埋入混凝土面以下2～6m，并填寫水下混凝土灌注記錄表。整個(gè)槽段內(nèi)的混凝土面應(yīng)均勻上升，高低差不應(yīng)大于1m，防止混凝土內(nèi)夾雜泥漿。提升導(dǎo)管時(shí)避免碰掛鋼筋網(wǎng)。當(dāng)混凝土面上升到鋼筋網(wǎng)網(wǎng)底以上3～4m，再提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管底端高于鋼筋網(wǎng)底端，以防鋼筋網(wǎng)上浮。

（3）在混凝土拌制階段尤其要控制好各種原材料的質(zhì)量，確保所需要的混凝土配合比，嚴(yán)格原材料的配料計(jì)量，防止混凝土強(qiáng)度不足或強(qiáng)度不均勻，強(qiáng)度離差大。運(yùn)輸混凝土到施工現(xiàn)場時(shí)，應(yīng)當(dāng)要排凈滾筒中多余洗潤水，并且運(yùn)輸過程不得隨意增加水。為保證水下混凝土的均質(zhì)性，攪拌運(yùn)輸車在卸料前應(yīng)先高速運(yùn)轉(zhuǎn)20～30s，坍落度必須達(dá)到180～220mm，然后反轉(zhuǎn)卸料。對(duì)

于已澆筑好的混凝土應(yīng)按規(guī)范要求取樣檢驗(yàn)，做好混凝土的澆注記錄和養(yǎng)護(hù)記錄。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號(hào)：TV54

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1008-1305（2016）01-0103-02

DOI：10.3969 /j.issn.1008-1305.2016.01.035

收稿日期：2014-11-10

作者簡介：李銘杰（1984年—），男，工程師。