水電站蝸殼層混凝土施工要點

陳晨

摘? 要：水利水電工程建設是國家“十三五”規劃中的重要內容之一，做好水利水電工程的規劃建設有助于實現對于水資源的充分合理利用。水電站建設是一項復雜而系統的工程，其主要由蓄水壩體、發電廠房等部分組成。水電站建設難度大周期長，尤其是蝸殼部分更是水電站廠房混凝土施工部分的關鍵與核心。蝸殼層混凝土施工難度大、澆筑質量要求高，其施工質量直接影響著水電站廠房的建設質量。文章在分析蝸殼層混凝土澆筑特點的基礎上對蝸殼層混凝土的施工方法、施工工藝進行了分析介紹。

關鍵詞：水電站;蝸殼層混凝土;澆筑

中圖分類號：TV544? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）08-0136-02

Abstract： The construction of water conservancy and hydropower projects is one of the important contents in the 13th Five-Year Plan of the country. Good performance in the planning and construction of water conservancy and hydropower projects is of great help to realize the full and rational utilization of water resources. The construction of hydropower station is a complex and systematic project， which is mainly composed of water storage dam body， power plant and so on. The construction of hydropower station is difficult and the period is long， especially the volute part is the key and core of the concrete construction part of hydropower station powerhouse. The construction of volute concrete is difficult and the pouring quality is high. The construction quality of volute concrete has a direct impact on the construction quality of hydropower plant. Based on the analysis of the pouring characteristics of volute concrete， this paper analyzes and introduces the construction method and technology of volute concrete.

Keywords： hydropower station; volute concrete; pouring

前言

蝸殼層混凝土澆筑是水電站廠房施工中的重點也是難點。本文以某水電站為例就蝸殼層混凝土施工中所采用的彈性墊層、預埋泵管、回填砂裝等方法進行了分析介紹，通過上述方法的使用在蝸殼層混凝土的施工中不僅有效減少了施工工序、避免了二次回填灌漿的麻煩，同時蝸殼層混凝土的施工質量也得到了一定程度的提升，并加快了蝸殼層混凝土工程的施工速度。

1 某水電站工程蝸殼層混凝土部分特點與回填灌漿工藝

某水電站的廠房采用的是地下廠房型式，內置2臺單機容量為30MW的混流式水輪發電機。蝸殼層混凝土部分的澆筑方量約為360m3，澆筑混凝土方量較大加之蝸殼層混凝土結構較為復雜從而對蝸殼層混凝土的澆筑提出了不小的挑戰。蝸殼層混凝土施工的難點在于蝸殼下部混凝土的澆筑，為確保蝸殼層混凝土的施工質量需要結合蝸殼下部混凝土澆筑的特點與難點采取針對性的處理措施，確保蝸殼層混凝土的施工質量。

蝸殼層混凝土澆筑的難點主要集中在蝸殼底部、座環與蝸殼的基礎環下部有垂直向筋板，上述區域將陰角分隔成了9個不同的區塊，在蝸殼層混凝土澆筑過程中盡管在蝸殼座環部位加設了振搗排氣孔但是由于陰角這一振搗的盲區與死角的存在致使振搗無法取得良好的效果，容易產生脫空問題。在蝸殼層混凝土澆筑施工中為了使得蝸殼鋼襯與混凝土之間形成良好的密實度，需要重點解決好蝸殼層底部陰角部位的振搗脫空問題，提高蝸殼鋼襯與混凝土之間的密實度。在蝸殼層混凝土澆筑施工中多采用后期回填灌漿的方式來解決混凝土脫空問題。在對蝸殼層底部進行回填灌漿施工中，灌漿管路將采用直徑為φ25的鋼管沿著徑向布置，對于陰角部位則通過隔板分成獨立的9個分區，并在各分區布設2個喇叭形的鐵出漿盒并將鐵出漿盒與蝸殼座環鋼襯進行密貼，對于邊緣部分使用海綿封堵避免漿液的進入。進漿管從蝸殼水輪機層引入并結合蝸殼層混凝土工程的鋼筋布設與支撐情況使用塑料灌漿管進行預埋，灌漿管需要從水輪機層的空腔內引入并做好加固防護避免蝸殼層混凝土澆筑過程中由于碰撞所導致的損壞或是堵塞。

2 蝸殼層底部混凝土工程回填灌漿作業

2.1 蝸殼底部回填灌漿作業材料與施工時間的控制

蝸殼層混凝土工程回填灌漿作業所使用的灌漿液主要由42.5中熱水泥所拌制，漿液為濕磨細水泥漿液，將水泥漿液的細度控制在80μm以內。回填灌漿液的配合比為0.5：1。在蝸殼層混凝土工程回填灌漿液的拌合過程中需要對所使用的水泥及粗骨料、砂石等材料進行質量檢測，只有符合要求的材料才能使用。蝸殼層混凝土的回填灌漿作業在低溫季節可以取得較為良好的施工效果，其施工時間應在蝸殼層混凝土澆筑10天后且上部混凝土澆筑之前進行，在這一時間段進行回填灌漿作業將能夠取得較為良好的灌漿效果。

2.2 蝸殼底部回填灌漿作業中的質量控制

在蝸殼回填灌漿作業中，可以利用蝸殼底部座環所預留的灌漿孔進行灌漿作業。灌漿作業中需要在進漿口處設置三通管，并在進漿管出加裝壓力表使得灌漿管路所形成循環管路內保持在0.2MPa的管壓，將灌漿液均勻的壓入到脫空混凝土之間的縫隙中，完成對于孔隙的良好填充。回填灌漿作業中如發生堵塞則應立即使用清水從進漿管口開始對灌漿管進行沖洗，并在沖洗完成后使用空壓機通風風干恢復灌漿管的通暢，而后再將其重新回填。壓入漿液后如發現漿液量較小而需要利用三通管從原進漿管進漿并提升灌漿液的壓力，提升漿液的出漿速度與出漿量。在灌漿回填的過程中需要注意出漿平穩，提升灌漿液壓力時要緩慢平穩提升，并在蝸殼及座環等部位加裝千分表用以對灌漿過程中蝸殼和座環的偏移量與變形量進行測量。如測得鋼襯的變形量超過300μm時需要適當的降低灌漿的壓力以免其對鋼襯產生不良的影響。此外，在灌漿回填的過程中需要對蝸殼、座環鋼襯等部位采取持續敲擊作業，通過這一方式利用持續的振動從而使得回填的灌漿液能夠更均勻的擴散，從而使得灌漿液能夠更好的填充脫空部位。回填灌漿作業將以<0.4L/min的注入速率持續注入約20min。待到漿液充滿孔隙后完成灌漿回填作業。結束灌漿作業時，首先關閉各管口閥門而后再停機，閉漿時間應超過8H，并在拔除閉漿塞后完成對于灌漿孔的封堵。回填灌漿作業主要用于解決脫空問題，回填灌漿作業完成后的2周后可以使用錘擊法對回填灌漿作業效果進行檢測，使用鐵錘在蝸殼及座環鋼襯內側部位進行持續敲擊，并結合敲擊聲音的沉悶來判斷鋼襯與混凝土之間是否存在空腔。在判斷存在空腔的區域使用超聲波檢測空腔大小，如空腔面積在0.05m2以內則無需對空腔進行后期填充，而對于超過這一范圍的空腔則需要對其進行補灌填充。填充作業時首先在空腔區域使用電鉆在鋼襯上鉆孔形成進、回漿管路，而后使用所開灌漿孔對空腔區域進行回填補灌。

3 蝸殼層混凝土施工

3.1 蝸殼層混凝土施工工藝

在對蝸殼層混凝土工程進行施工時，為確保施工質量需要做好蝸殼層混凝土施工時的溫控。對于埋設的通水管用以降低混凝土固化時的溫度，減少混凝土固化過程中的內外溫差。蝸殼鋼襯底部將會與所澆筑的混凝土進行全接觸，在混凝土澆筑時采用分層澆筑的澆筑方案，為避免澆筑混凝土所產生的浮力造成蝸殼的上抬需要對混凝土分層澆筑時對蝸殼所產生的浮力進行計算，從而合理的制定混凝土分層澆筑方案。蝸殼上部混凝土層厚度超過80cm，上部混凝土的厚度將與蝸殼鋼襯內所采用的支撐形式、澆筑料子塌落度大小以及澆筑的速度等綜合進行決定。

3.2 蝸殼彈性墊層的鋪設

蝸殼彈性墊層將使用高壓聚乙烯閉孔泡沫板作為蝸殼彈性墊層的彈性材料，高壓聚乙烯閉孔泡沫板的厚度為3cm。蝸殼彈性墊層的鋪設將在蝸殼徑向鋼筋安裝之前進行，鋪設蝸殼彈性墊層的之前需要對蝸殼上需要鋪設墊層的區域進行打磨并涂抹氯丁膠，待到氯丁膠呈不拉絲狀在進行第二層氯丁膠的涂抹，而后將高壓聚乙烯閉孔泡沫板分塊黏貼在蝸殼表面。黏貼后的泡沫板需要嚴絲合縫并使用瀝青對縫隙進行封堵。

3.3 蝸殼層混凝土澆筑施工

在蝸殼層混凝土澆筑施工中由于蝸殼底部、座環及基礎環等部分將陰角部位分層9個不易振搗的區域和死角，致使蝸殼層混凝土的澆筑質量受到較大的影響。因此在蝸殼層混凝土工程的施工中為減少后期回填灌漿的壓力。可以在蝸殼層混凝土工程的施工中可以先預埋設泵管，在回填之前先使用砂漿進行回填。埋設的泵管需要按照設計圖紙進行安裝，并控制灌漿速度確保灌漿的質量。

3.4 蝸殼層混凝土分坯及澆筑速度控制

對于蝸殼周邊混凝土的澆筑將采用對角對稱澆筑方式，按照40-50cm的厚度分層澆筑，在混凝土澆筑時將混凝土的上升高度速度控制在0.3±0.1m/h，合理的澆筑速度將有助于混凝土更加均勻的填充，避免澆筑縫隙與澆筑空腔的產生。在完成了對于蝸殼層混凝土的澆筑后需要積極做好混凝土的振搗。在蝸殼層混凝土澆筑過程中澆筑方向將由蝸殼側向兩側進行澆筑，澆筑過程中為確保澆筑質量需要在陰角部位等不利于觀測的區域按照低壓燈以便于在澆筑的過程中更好的觀測蝸殼部位混凝土的澆筑實際情況以及澆筑混凝土的振搗狀況。結合蝸殼底部澆筑點的分布情況有序的安排澆筑順序，并在澆筑過程中勤移泵管并配備長把振搗棒等多種規格的振搗棒以便于在蝸殼層混凝土施工過程中更好的進行振搗，確保蝸殼層混凝土施工的質量。此外，在蝸殼層混凝土施工過程中泵料需要持續進行，泵送所使用的混凝土料需要控制在90min以內，對于蝸殼底部不易振搗的區域振搗人員可以從蝸殼鋼模板兩側所預留的預留口將長柄振搗棒伸入進行振搗，在使用長柄振搗棒的同時在輔助以φ100或是φ70的振搗棒加強對于澆筑混凝土的振搗，增強澆筑混凝土的流動性至混凝土中不再有氣泡冒出為止。振搗過程中需要控制好振搗棒避免其碰觸、破壞鋼筋骨架，至無法振搗時封好模板。混凝土澆筑高至蝸殼陰角形成封閉區時，主管接入預埋泵管逆時針依次泵送進砂漿，該砂漿要比主體灌注所使用的混凝土高一級標號，泵送進的砂漿除了使用長柄振搗棒進行振搗外還需要使用φ100、φ70的振搗棒加強對于砂漿的振搗，確保澆筑混凝土的均勻性。蝸殼層混凝土澆筑施工中需要加強對于蝸殼和座環上浮度的檢測，檢測需要持續進行并將所檢測的數據報送至澆筑人員以便于根據蝸殼和座環的上浮情況調整混凝土的澆筑速度與順序。在座環在水平位移與浮量超過標準時應當及時停止澆筑混凝土，并結合實際情況采取相應的補救措施。

4 結束語

蝸殼層混凝土工程是蝸殼施工中的重點也是難點，本文在分析蝸殼層混凝土工程施工特點的基礎上對蝸殼層混凝土工程的施工順序、工藝以及蝸殼層混凝土工程施工中的重點與難點進行了分析介紹。在蝸殼層混凝土工程施工過程中需要抓住上述特點采取針對性的處理措施確保蝸殼層混凝土工程的施工質量。

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