管型座二期混凝土施工工藝分析

范 林 文

(中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610000)

1 概 述

老撾南歐江一級(jí)水電站工程以發(fā)電為主，工程等別為Ⅱ等大(2)型工程，主要建筑物(擋水、泄洪和引水發(fā)電建筑物) 級(jí)別為2級(jí)，次要建筑物級(jí)別為3級(jí)，臨時(shí)建筑物級(jí)別為4級(jí)。電站裝機(jī)容量4×45 MW，正常蓄水位307 m，相應(yīng)庫容0.89×108m3，死水位305 m。

機(jī)組選用燈泡貫流式機(jī)組，管型座為燈泡貫流式水輪機(jī)的主要部件，是水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)，其二期混凝土施工場(chǎng)地狹窄，預(yù)埋件、支撐件多，分層多，鋼筋密集，澆筑過程中的變形控制要求高，腹部不易振搗密實(shí)，分層澆筑后的層間結(jié)合部位和一、二期混凝土以及二期混凝土與管型座接觸部位易滲水。

2 施工規(guī)劃

2.1 管型座二期混凝土澆筑技術(shù)要求[1]

(1)管型座二期混凝土澆筑時(shí)整個(gè)管型座會(huì)產(chǎn)生巨大的浮力和沖擊力，故要求對(duì)管型座的腹部、左右兩側(cè)進(jìn)行加固，并與地錨焊接牢固。

(2)管型座二期混凝土澆筑前檢查里襯及模板加固情況，防止?jié)仓冃巍?/p>

(3)管型座二期混凝土澆筑過程中，密切監(jiān)測(cè)管型座變形情況，如一側(cè)數(shù)據(jù)有異常，則從另一側(cè)澆筑，變形值達(dá)到1 mm時(shí)，停止?jié)仓?/p>

(4)管型座二期混凝土澆筑時(shí)，管型座周邊受力應(yīng)均勻，應(yīng)對(duì)稱均勻卸料，且必須與管型座有一定距離，防止混凝土沖擊管型座。

(5)管型座二期混凝土澆筑時(shí)，采取分層澆筑方式，分層層高應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：①混凝土的入倉(cāng)方式和強(qiáng)度；②混凝土的初凝時(shí)間；③管型座的變形要求及支撐、加固情況；④是否有利于層間接合面的處理和混凝土振搗；⑤整個(gè)管型座二期混凝土澆筑整體工期要求等。

(6)管型座澆筑時(shí)，澆筑上升速度控制在0.3 m/h之內(nèi)，澆筑層高大于1.5 m時(shí)，高于1.5 m的部分應(yīng)放慢澆筑速度，必要時(shí)做適當(dāng)?shù)耐ｎD，每層澆筑完后養(yǎng)生3 d。

2.2 分層規(guī)劃

結(jié)合廠家提供的《管型座混凝土澆筑順序圖》及現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，將管型座二期混凝土分8層進(jìn)行澆筑，分層編號(hào)為①～⑧，各層層高及高程范圍為：

①層：層高為2.554 m，高程范圍為EL.264.5 m～267.05 m；

②層：層高為4.446 m，高程范圍為EL.267.05 m～271.50 m；

③層：層高為2.5 m，高程范圍為EL.271.50 m～274 m；

④層：層高為2.5 m，高程范圍為EL.274 m ～276.50 m；

⑤層：層高為2.5 m，高程范圍為EL.276.50 m～279.00 m；

⑥層：層高為2.5 m，高程范圍為EL.279.00 m～281.50 m；

⑦層：層高為2.5 m，高程范圍為EL.281.50 m～284.00 m；

⑧層：層高為2.9 m，高程范圍為EL.284.00 m～286.90 m。

第②層因鋼筋密集，正好位于管型座的腹部，分倉(cāng)澆筑結(jié)合面無法處理，容易形成滲漏通道，故采取一次澆筑。澆筑過程中，1.5 m以下部分澆筑強(qiáng)度控制在0.3 cm/h以內(nèi)，超過1.5 m的部分，采用間隔供料方式控制澆筑強(qiáng)度，鋪完一層料等強(qiáng)1 h左右，在下層料初凝前，澆筑面鋪料完成。

2.3 入倉(cāng)規(guī)劃

管型座二期混凝土澆筑采用泵機(jī)結(jié)合溜管、溜槽、溜桶綜合入倉(cāng)。運(yùn)輸方式如下：

(1)壩頂段混凝土水平運(yùn)輸。在安裝間上游壩段布置一臺(tái)HBT60泵機(jī)，利用泵機(jī)將混凝土泵送至廠房進(jìn)口擋水墻頂部315.2 m溜管接料口，確保壩頂段混凝土的水平運(yùn)輸。

(2)垂直運(yùn)輸。管型座二期混凝土受料口設(shè)置在進(jìn)口擋水墻315.2 m高程上，EL315.2～294 m段采用溜管進(jìn)行垂直運(yùn)輸，溜管沿進(jìn)口胸墻下游面掛設(shè)，采用φ25螺紋鋼拉筋將溜管固定于進(jìn)口胸墻上。EL294～EL286.9 m通過溜槽將溜管與澆筑倉(cāng)號(hào)連通，溜槽搭設(shè)范圍需覆蓋整個(gè)澆筑倉(cāng)號(hào)上部。為保證混凝土均勻鋪料，每個(gè)倉(cāng)號(hào)澆筑時(shí)，在四個(gè)角上各布置一個(gè)溜桶，通過溜桶給各受料點(diǎn)均勻受料[2]。

3 主要施工方案

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程：施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→倉(cāng)面清理→鋼筋安裝→止水安裝→預(yù)埋灌漿管安裝→模板安裝→倉(cāng)號(hào)驗(yàn)收→混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)→下層混凝土澆筑。

3.2 測(cè)量放樣

在每倉(cāng)施工前，由測(cè)量人員放出結(jié)構(gòu)線，澆筑分層層高線，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交點(diǎn)。

3.3 施工縫面處理

混凝土施工縫面采用高壓沖毛機(jī)沖毛，沖毛壓力250～350 kgf/cm2，局部位置采用人工鑿毛處理。

3.4 模板安裝

模板主要采用木模板和組合小鋼模，加固采用φ12拉桿與已澆筑混凝土預(yù)埋拉桿焊接牢固。

3.5 鋼筋制作安裝

管型座一般為兩層鋼筋，鋼筋制作時(shí)應(yīng)詳細(xì)計(jì)算，并配置下料表，分類堆放、保存，并掛標(biāo)示，有條件的可繪制三維圖進(jìn)行下料，防止鋼筋保護(hù)層過大或過小，按鋼筋安裝的先后順序進(jìn)行編號(hào)[3]，鋼筋安裝采用橋機(jī)配合人工吊運(yùn)入倉(cāng)，由下至上，由里至外，在澆筑管型座下部混凝土?xí)r，上部鋼筋可先不進(jìn)行安裝。

3.6 止水安裝

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，管型座周邊設(shè)置有100×50 mm的膨脹橡膠止水條。膨脹橡膠止水條施工需由有經(jīng)驗(yàn)的施工人員操作。安裝時(shí)，將包裹在遇水膨脹止水條外面的隔離紙撕掉，把止水條直接安設(shè)在施工縫混凝土表面上，每隔80～120 cm處加設(shè)一根水泥釘，將止水條與混凝土釘牢，以免錯(cuò)位。止水條需要接頭時(shí)，將要搭接的兩根止水條端頭6 cm范圍內(nèi)分別用刀切成斜面或壓扁1/2，上下重疊搭接，用手壓，使其與混凝土表面緊密接觸，再在搭接中部用水泥釘釘在混凝土上或水平錯(cuò)接6 cm以上，錯(cuò)接部位兩根止水條間不能有空隙，并用水泥釘分別將錯(cuò)接部位釘在混凝土上。膨脹橡膠止水條安設(shè)完畢經(jīng)驗(yàn)收合格后，揭去止水條表面隔離紙，方可進(jìn)行下一工序混凝土澆筑。止水周圍的混凝土施工時(shí)，應(yīng)防止止水移位、損壞、撕裂或扭曲。

3.7 灌漿管安裝

本工程采用捷特JTG300全斷面出漿、可重復(fù)式接觸灌漿管[4]，其安裝過程應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

(1)每根灌漿管長(zhǎng)度一般為30～40 m(如果太長(zhǎng)，灌漿口處的灌漿壓力增高), 在其兩端頭分別插入專用接頭和導(dǎo)管，一端頭作為灌漿孔，而另一端頭作為排氣孔。

(2)當(dāng)基層面為混凝土?xí)r：安裝前，基層表面無雜物和積水，基層表面應(yīng)保持平整并清理干凈。采用專用的固定夾和鋼釘將灌漿管牢固地釘在混凝土基層面上，并與表面貼緊牢靠，固定間距25 cm左右。

(3)當(dāng)基層表面為金屬面(鋼管)時(shí)：安裝前，將金屬表面清理干凈、無雜物和油漬等。用金屬固定夾，將其點(diǎn)焊或用金屬膠水粘在金屬基層的表面上，間距為20～25 cm左右，然后將灌漿管放入固定夾內(nèi)并固定牢靠。薄鐵板做成，長(zhǎng)為8～9 cm，做成半弧形，其弧形的直徑略小于灌漿管的直徑。

(4)兩根灌漿管搭接時(shí)，搭接部位的長(zhǎng)度≥10 cm(不含導(dǎo)管)；兩根灌漿管搭接處的間距為5 cm。

(5)將導(dǎo)管按要求引到設(shè)計(jì)位置，固定方法與灌漿管相同，并用膠帶保護(hù)導(dǎo)管的兩端頭以防堵塞。

(6)灌漿管一定要與基層面或金屬面緊密貼實(shí)。加強(qiáng)灌漿管和導(dǎo)管的保護(hù)工作，尤其是在澆混凝土過程中，注意保護(hù)灌漿管和導(dǎo)管，如有損壞發(fā)生應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)或更換，以確保灌漿系統(tǒng)的完整性，以便后續(xù)灌漿施工順利進(jìn)行。

3.8 混凝土澆筑

從下游至上游通倉(cāng)薄層水平澆筑，兩側(cè)對(duì)稱下料，下料不得沖擊管型座及其支撐件，兩側(cè)高差不宜超過30 cm，鋪料厚度不能超過50 cm，澆筑速度控制在30 cm/h以內(nèi)，兩側(cè)分層對(duì)稱振搗，嚴(yán)禁漏振、欠振和過振，不能觸及預(yù)埋件、支撐、管型座等，管型座腹部不易振搗的部位，采用人工慢慢送料。手持木棍綁軟軸振搗棒伸進(jìn)去振搗，內(nèi)部用小木錘敲擊，對(duì)管型座底部混凝土振搗后，在接觸管型座側(cè)壁待混凝土初凝前，緊貼管壁堆高20～30 cm，形成一個(gè)反坡面，以免出現(xiàn)尖角，以保證上層混凝土能接觸良好。混凝土澆筑分層嚴(yán)格按照分層分塊圖控制，每個(gè)澆筑層施工完成后，養(yǎng)護(hù)3 d后開始下個(gè)澆筑層施工。

3.9 施工監(jiān)測(cè)

二期混凝土澆筑，安排專人全過程跟蹤監(jiān)測(cè)。對(duì)管型座法蘭面垂直度、中心位移及高程進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)[5]，觀測(cè)點(diǎn)布置在管型座周圈的垂直面X、Y正負(fù)方向、45°象限共8個(gè)點(diǎn)上，用全站儀、千分表進(jìn)行監(jiān)測(cè)，全站儀監(jiān)測(cè)每隔2 h觀測(cè)一次，千分表指派專人現(xiàn)場(chǎng)看護(hù)，若發(fā)現(xiàn)管型座測(cè)量值有≥0.1 mm的變化，則暫停澆筑或在變形相對(duì)另一側(cè)進(jìn)行下料澆筑。每層澆筑完成后，及時(shí)復(fù)測(cè)管型座變形位移情況。

3.10 接觸灌漿

(1)混凝土澆筑前，為保證管型座外殼與混凝土接觸部位及一、二期混凝土接合部位結(jié)合緊密，不產(chǎn)生滲漏，決定在上述兩個(gè)接合部位布置捷特JTG300接觸灌漿管(螺旋體形內(nèi)芯型，規(guī)格：外徑?38 mm/內(nèi)徑?22 mm)，其間距為3～5 m。

(2)捷特JTG300接觸灌漿管的主要特點(diǎn)：①帶有單向開關(guān)功能，防堵塞性好，漿液不倒流；②全斷面出漿，均勻流暢；③可多次重復(fù)灌漿；④安裝簡(jiǎn)便、與基層安裝緊密，由于灌漿管為螺旋形具有一定的柔韌度，容易與基層面或金屬面緊密貼實(shí)。

(3)接觸灌漿。

灌漿壓力：灌漿壓力為0.3～1 MPa，管型座與混凝土接觸灌漿時(shí)，灌漿最大壓力應(yīng)不大于0.4 MPa。

灌漿時(shí)間：灌漿部位的混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到28d的混凝土強(qiáng)度或混凝土充分收縮后進(jìn)行。灌

漿材料：灌漿材料選用P.O42.5普通硅酸鹽水泥。灌漿設(shè)備：使用高速雙桶攪拌機(jī)拌制漿液，用3SNS-A型灌漿泵灌漿，在灌漿泵和管口均設(shè)壓力表控制灌漿壓力。

灌漿程序：①在鋼襯的外圍混凝土溫度滿足施工圖紙規(guī)定數(shù)值，接觸灌漿之前，先在灌漿孔旁設(shè)置安裝變位觀測(cè)裝置，便于灌漿作業(yè)過程中進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制；②接觸灌漿漿液水灰比可采用2、1、0.6(或0.5)三個(gè)比級(jí)。一般開始可灌注水灰比為2的漿液，待排氣管出漿后，漿液水灰比可改為1；③正常灌漿：由一端導(dǎo)管開始灌漿，待另一端導(dǎo)管排完管內(nèi)的空氣且出漿液后，將其封堵住，此時(shí)，漿液會(huì)從灌漿管內(nèi)全斷面出漿并注入縫隙內(nèi)，用錘擊的方式檢查直到灌漿密實(shí)。灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)排氣管排漿達(dá)到或接近最大濃度漿液，且管口壓力或縫面增開度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定值，當(dāng)注入率不大于0.4 L/min，持續(xù)20 min可結(jié)束灌漿。灌漿結(jié)束后，對(duì)管口進(jìn)行閉漿(不少于8 h)。灌漿結(jié)束后，及時(shí)對(duì)灌漿管進(jìn)行沖洗；④重復(fù)灌漿：停止灌漿后，立即用清水或壓縮空氣清理殘留的漿液，以備7 d后壓水試驗(yàn)不合格進(jìn)行下次灌漿；⑤灌漿結(jié)束后，會(huì)同監(jiān)理人用錘擊法或雙孔聯(lián)通試驗(yàn)方法進(jìn)行灌漿質(zhì)量檢查，直到其脫空范圍和程度滿足施工圖紙的要求。

4 結(jié) 語

老撾南歐江一級(jí)水電站管型座二期混凝土澆筑完成后，經(jīng)復(fù)測(cè)，其變形量符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，混凝土澆筑完成后，采用捷特JTG300全斷面出漿、可重復(fù)式接觸灌漿管[5]進(jìn)行接觸和接縫灌漿。機(jī)組發(fā)電后，未出現(xiàn)任何滲水，且機(jī)組振動(dòng)小。通過對(duì)老撾南歐江一級(jí)水電站管型座二期混凝土澆筑的一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對(duì)以后類似的機(jī)組管型座二期混凝土澆筑，以及混流式機(jī)組蝸殼、尾水管等二期混凝土澆筑都有一定的借鑒作用。