大體積混凝土施工技術在雙臺子河閘中的應用

杜 濤

(盤錦市水利服務中心遼河閘管理中心，遼寧 盤錦 124000)

1 工程概況

雙臺子河閘建于遼河盤錦城市防洪段，河口距閘址57.3km，屬于遼河下游防洪體系的重要組成部分。河閘主要有左右岸連接段、船閘、提水泵站、淺孔閘、深孔閘及小柳河防汛交通橋、過水斜堤、導流堤等建筑物，工程等別為Ⅰ等，按200a一遇洪水設計，200a一遇校核；左右岸連接段、淺孔閘和深孔閘為1級，導流堤、下游防護堤和過水斜堤為3級，臨時建筑物為4級。

雙臺子河閘大體積混凝土施工所涉及的項目有新建淺孔閘工程(包括鋪蓋混凝土、閘室底板混凝土、消力池底板混凝土、海鰻混凝土、混凝土閘墩)，主要工作內容包括：①鋪蓋：0.6m厚、鋼筋混凝土結構，長10m；②閘底板：1.3m厚、鋼筋混凝土結構，長14.00m；③閘墩：中墩厚2.0m，縫墩厚3.0m，長14m，高8m；④消力池底板：寬0.5m、長12m；⑤海漫：長20m，厚度為0.60m。混凝土主要工程量如表1所示。

表1 大體積混凝土工程量

2 施工工序

2.1 混凝土拌合系統

根據施工總進度計劃安排，混凝土澆筑高峰期強度約6000m3左右，因此在新建淺孔閘下游的河灘地上布置HZS50拌合站一座，其理論生產率每小時50m3，能夠滿足澆筑強度要求，拌和系統參數如表2。

表2 混凝土拌和系統技術參數

1)骨料儲存及上料。在拌和場內設骨料儲存場地，為避免陽光直射造成骨料溫度升高，在儲料場頂部設遮陽棚。拌和系統骨料儲存場地為三面封閉、一側敞口式，料倉長20m，寬15m，墻高2m，劃分成五個料倉。該儲量滿足高峰期5d混凝土生產量的要求。每臺配料機配備1臺裝載機為其上料，以保證供料的及時、充足。

2)水泥、粉煤灰儲存和供料。HZS50攪拌站配1個100t儲灰罐，一個存儲粉煤灰，可存儲50t。

3)外加劑儲存和供。為滿足外加劑使用的需要，在拌和場內設一個面積為20m2的外加劑倉庫，外加劑存儲滿足7d的用量。在混凝土拌和站一側建一個容積為4m3的漿砌結構的外加劑池，中間隔開分成2個小池。

2.2 混凝土分層分塊

混凝土分層分塊應遵循以下原則：①根據建筑物的應力情況、河閘形狀和結構特點合理分層分塊，避免在結構薄弱、應力集中部位分縫。②充分考慮溫度控制要求和河閘特征科學確定分層厚度，一般基礎約束區分層1-2m，邊墻散熱可以適當加厚，約束趨以上也可厚些[1-2]。③分塊面積大小應考慮溫度控制要求、混凝土澆筑能力、施工方便要求合理確定；④對于薄弱部位，為預防裂縫的產生應布置防裂鋼筋。⑤相鄰澆筑塊高差控制在三個澆筑分層以內。根據上述原則，每個閘墩為一個單元體，長14.00m，整體進行澆筑。閘墩混凝土澆筑采用滑模系統施工，連續澆筑完成。

2.3 混凝土運輸

混凝土垂直運輸采用WD-400履帶式起重機吊2-3.0m3混凝土臥罐入倉，混凝土水平運輸采用6m3混凝土運輸車。混凝土運輸過程中盡量縮短運輸時間及減少重車等待時間，以防出現離析和泌水。

2.4 混凝土鋪料、平倉與振搗

混凝土澆筑選用平鋪法，鋪料厚度一般為30-40cm范圍，具體情況應結合氣溫環境、倉位面積、鋪料允許時間間隔和混凝土入倉速度等合理確定。針對新老混凝土交界面，第一層混凝土澆筑前應先鋪一層水泥砂漿(厚2-3cm)。

澆筑過程中采取人工平倉的方式，不允許用振搗器長距離平倉，應隨澆隨平，以防堆積或過振出現骨料分離。入倉時要求下料均勻、振搗到位，混凝土垂直落距不得超過1.5m以防產生離析。

采用1.1kW插入式振搗器，并貫徹執行相關規范要求及操作流程進行振搗。振搗過程中要強調對預埋件、止水及模板的保護，避免振搗接觸。

2.5 澆筑層施工縫面的處理

分層澆筑時，澆筑上層混凝土之前應先對下層施工縫面進行處理。對澆筑塊垂直和水平施工縫人工鑿毛或用壓力水沖毛，控制沖毛水壓力處于4-6kgf/cm2之間，以終凝前、初凝后作為沖毛最佳時段，具體情況應結合氣溫環境、混凝土標號和水泥品種合理確定。以沖去灰漿、乳皮直至表面水變清作為沖毛標準。

2.6 混凝土養護

在混凝土終凝后灑水養護，養護期時間為14d，高溫季節用草袋覆蓋灑水養護，養護時間至少延長28d以上。拆模時間按要求進行，待混凝土強度超過3.5Mpa/cm2后方可拆除不承重的側面混凝土，拆模過程中要確保棱角及其表面不發生損壞。拆下的模板清理干凈，堆放好。

3 混凝土質量控制

為保證混凝土質量達到設計要求，對原材料、配合比、施工主要環節及混凝土質量進行控制和檢查。

1)原材料檢查：鋼筋必須有出廠證明書或試驗報告單，使用前必須按規范規定分批取樣。

2)配合比檢查：①定期檢查拌和站的原材料配合量，定期校正衡量器，每班不得少于3次[3]。②依據規范要求檢查拌和時間。③檢查塌落度，在倉面、出機口處每班檢查二次和四次。在取樣成型時，同時測定坍落度。④混凝土摻入氣劑時還要檢查含氣量。

3)施工過程控制：①對于鋼筋的綁扎，支立模板前應先檢查老混凝土面，并執行“三檢制”驗收倉號。②針對已完成澆筑但未達到強度之前的混凝土，不得進行上一層的澆筑準備工作。③以設計圖紙為依據進行模板、鋼筋施工，模板高程、強度、剛度、平面位置、表面平整度以及鋼筋的保護層厚度、尺寸規格等應符合圖紙要求，澆筑過程中安排專人監護[4]。④必須按照監理工程師批準的施工順序、施工方法等施工。⑤根據規范要求取樣抽檢，隨機在機口取混凝土試樣，并成型檢測。⑥定期保養和檢查施工機械，準確測定工作性能，不得使用不符合要求的施工機械。⑦施工過程，必須進行詳細的施工記錄，并妥善保管。施工記錄包括各種檢查記錄、驗收記錄、試驗記錄、施工交接班記錄等[5]。⑧檢查混凝土抗壓強度試驗成果、拌和生產資料和原材料檢測數據等，統計分析并報送監理審查。

4 混凝土施工溫度控制

4.1 高溫施工控制

夏季高溫施工(28℃以上)會嚴重影響混凝土質量，如內部水化熱散發緩慢、初凝速度快、出現假凝等，外界氣溫降低過快和水分蒸發過快易引起表面裂縫等，為此采取下列措施和方法：

1)通過噴水、設防曬棚等減小骨料溫度，選用水化熱低的水泥，加冰或加冷水拌和，降低混凝土出機溫度，在滿足和易性、耐久性和強度要求的情況下改善骨料級配，摻加優質的摻和料和外加劑，以減少單位水泥用量[6]。

2)在高溫季節施工時，減少混凝土的運輸時間，并采取相應保護措施，避免運輸途中混凝土溫度升高；結合實際氣象條件，盡量安排在夜間或早晚澆筑混凝土。當氣溫高的季節入倉的混凝土必須設置在洞外時應設置防曬棚，,混凝土運輸車應設置防曬設施。

3)安排專人實時監控混凝土的澆筑溫度及全過程施工溫度，及時上報監測紀錄。澆筑混凝土前，結合澆筑倉允許的入倉溫度以及出機口溫度編制詳細的溫控措施，并報監理單位審定后執行。

4.2 低溫施工控制

在施工進度安排上，混凝土施工盡量錯開嚴寒季節。結合天氣預報信息，必須在寒潮來臨前制定有效的防護措施：①在施工組織上，安排在溫度及濕度有利的條件下澆筑混凝土，盡量保證混凝土強度達到設計值的50%，且強度值不宜低于(50-100)×105Pa。②通過摻入減水劑、早強劑、減少水灰比等創造快速增長混凝土強度的條件，盡量增大早期強度。③增長攪拌時間，一般取常溫拌和條件下的1.5倍，預熱拌和機并確保入倉溫度不低于5℃。④通過減少倒運次數和縮短運輸時間等盡量減少澆筑、運輸、拌和過程中的熱量損失等[7-10]。⑤采取蓄熱保溫法養護和熱水拌和等方式，在完成澆筑后及時覆蓋保溫，充分利用水化熱的熱源以實現良好的防凍效果。

4.3 雨季施工控制

在澆筑無防雨棚倉面的混凝土時，遇暴雨或大雨時應停止澆筑并遮蓋混凝土表面，雨后將倉內積水現行排出，并對雨水沖刷部位重新鋪漿振搗。運輸工具應有防雨及防滑設施，并積極作好氣象資料的收集工作，提前作好防雨措施和準備防雨材料[11-12]。

5 結 論

隨著近年來極端氣候事件的頻發，水資源調配工程投資規模和建設項目不斷增多，與此同時水工控制建筑將發揮著舉足輕重的作用，水閘閥室作為核心構件，其大體積混凝土施工質量直接決定著水資源調配工程的長效運行和工程整體質量。因此，必須結合施工條件和具體設計要求，綜合考慮誘發裂縫產生的各種因素采取有針對性的溫控措施和防裂技術，通過規范操作、合理安排測溫、改善施工工藝、配合比優化、原材料選擇等，及時調整保證施工質量，盡可能的減少或避免裂縫的出現。