下滸山水庫工程大面積基礎墊層砼施工技術及質量控制

何萬社

（中國水電建設集團十五工程局有限公司, 陜西 西安 710065）

1 工程概況

下滸山水庫工程大壩基礎范圍為壩上0-005.0~壩下0+061.74,壩基墊層砼涉及7個壩段,從左向右分別為左非7、泄1、泄2、泄3、泄4、右非6、右非5。大壩右岸建基面高程為45.0 m,左岸建基面高程為45.5 m,大壩墊層砼頂部高程為47.5 m。設計大壩基礎墊層砼為C9020 W8 F100,厚度為2 m~2.5 m。

2 墊層混凝土施工方案

2.1 分倉設計

2.1.1 分倉原則

下滸山水庫工程大壩基礎墊層砼共涉及7個壩段,分別為左非7、泄1、泄2、泄3、泄4、右非6及右非5。澆筑最大長度109 m,最大寬度61.74 m,澆筑高程為45.5 m~47.5 m和45.0 m~47.5 m,澆筑厚度2 m~2.5 m,總澆筑面積6364.9 m2,總澆筑方量約1.42萬m3。

大壩基礎墊層砼為C9020 W8 F100,二級配,擬按每個壩段設橫縫,每個壩段分為2 ~3 個澆筑倉。具體分塊見圖1。

圖1 大壩墊層砼澆筑分塊圖

2.1.2 澆筑順序

根據分塊圖,將大壩基礎共劃分為15個澆筑塊,除泄1壩段分成3個澆筑塊外,其每個壩段分成2個澆筑塊。

大壩基礎墊層砼分塊澆筑順序如下：左非7-Ⅰ——泄2-Ⅰ——左 非7-Ⅱ——泄2-Ⅱ——泄3-Ⅰ——泄1-Ⅰ——泄3-Ⅱ——泄1-Ⅲ——泄4-Ⅰ——右非5-Ⅰ——泄4-Ⅱ——右非5-Ⅱ——右非6-Ⅰ——泄1-Ⅱ——右非6-Ⅱ,澆筑順序見圖2。

圖2 大壩基礎墊層砼分塊澆筑順序圖

2.1.3 澆筑方法

壩基墊層砼總體遵照澆筑分塊圖進行施工,從左向右跳倉澆筑,先澆筑上游塊再澆筑下游塊。

根據大壩基礎墊層砼分塊澆筑順序圖,各個澆筑塊主要工程量見表1。

從表1中可以看出右非6-Ⅱ倉面面積和澆筑方量均最大,因此右非6-Ⅱ倉面成為控制砼澆筑強度倉位。

表1 基礎墊層各澆筑塊特性表

大壩基礎墊層常態混凝土擬采用HZS120拌合站集中拌制,自卸汽車直接入倉,1.2 m3挖機平倉,挖機不能到達的地方輔助人工平倉,振搗臺車進行振搗。HZS120拌合站實際拌制能力約80 m3/h。根據倉面特點,擬采用臺階法澆筑,布料順序為：從上游向下游。每層鋪料厚度40 cm~50 cm,每一臺階寬度按2.0 m。臺階法澆筑見圖3。

圖3 墊層砼臺階澆筑示意圖

根據上圖計算,每澆筑一個循環的最大砼方量為右非6號壩段：110 m3,大壩基礎墊層混凝土主要澆筑時段為10 月~11月,屬溫和季節,砼初凝時間按2 小時考慮,則砼澆筑最低入倉強度為55 m3/h。

2.1.4 入倉道路設計

每倉砼澆筑入倉道路設計：

1#倉：自卸汽車輪胎經沖洗后,沿下游圍堰下基坑道路、護坦、泄1壩段至左非7-Ⅰ下游側進入倉內。

2#倉：自卸汽車輪胎經沖洗后,沿下游圍堰下基坑道路、護坦、泄2壩段至泄2-Ⅰ下游側進入倉內。

3#倉：自卸汽車輪胎經沖洗后,沿下游圍堰下基坑道路、護坦、泄1壩段至左非7-Ⅱ下游側面進入倉內。

4#倉：自卸汽車輪胎經沖洗后,沿下游圍堰下基坑道路、護坦至泄2-Ⅱ下游側進入倉內。

5#倉、6#倉：自卸汽車沿下游圍堰下基坑道路、5#道路、上游下基坑道路至泄2-Ⅰ,將砼直接倒入倉內。

7#倉、8#倉：自卸汽車沿下游圍堰下基坑道路、5#道路、上游下基坑道路至泄2-Ⅱ,將砼直接倒入倉內。

9#倉：自卸汽車輪胎經沖洗后,沿下游圍堰下基坑道路、護坦至泄4壩段下游側進入倉內。

10#倉：自卸汽車輪胎經沖洗后,沿下游圍堰下基坑道路、護坦至泄4壩段、右非6壩段至右非5-Ⅰ下游側面進入倉內。

11#倉：自卸汽車輪胎經沖洗后,沿下游圍堰下基坑道路、護坦至泄4-Ⅱ下游側進入倉內。

12#倉：自卸汽車輪胎經沖洗后,沿下游圍堰下基坑道路、護坦、右非6壩段至工作面。

13#倉：自卸汽車沿下游圍堰下基坑道路、5#道路、上游下基坑道路至泄4-Ⅰ,將砼直接倒入倉內。

14#倉：自卸汽車沿下游圍堰下基坑道路、5#道路、上游下基坑道路至泄1-Ⅰ,將砼直接倒入倉內。

15#倉：自卸汽車沿下游圍堰下基坑道路、5#道路、上游下基坑道路至泄4-Ⅱ,將砼直接倒入倉內。

2.2 施工方法

2.2.1 基礎面清理

基礎開挖完畢,達到設計斷面尺寸及建基面高程后,人工配合高壓風水槍進行基礎清理。巖面清理干凈,達到基礎無積水、無松動巖塊、無殘渣,監理工程師驗收合格為止。

2.2.2 模板安裝、加固

大壩上游迎水面及每倉分縫處均采用3 m×3 m大模板,模板底部鋪設5 cm厚的方木做墊塊,方木外側打設Φ20 地錨,防止模板發生位移,模板內側預埋Φ22 拉錨桿,模板外側采用φ48 mm鋼管進行支撐。

大壩下游斜坡面采用3 m×1.5 m大模板,模板內側預埋Φ22 拉錨桿,同時內外均采用Φ16拉錨筋固定,必要時在模板內側采用φ48 鋼管進行支撐。

集水井、止水基座等部位均采用6015、2015及2015組合鋼模板,在P1015 鋼模上間隔75 cm布置一個φ16孔,以穿套拉錨螺桿。模板內側布置Φ25 鋼筋托架以架立并定位鋼模板,模板外側由φ48 mm鋼管縱橫圍囹配合φ14 mm拉錨螺栓加固。

2.2.3 銅止水安裝

銅止水由定型模具按照設計尺寸壓制加工而成,人工搬運至現場,按照設計要求在止水鼻腔內填塞瀝青麻絲。在建基面以下按照設計尺寸伸入壩段分縫位置的止水坑內40 cm后固定,采用C25 砼澆筑密實,表面壓光。壩段結構縫上游側及上游止水埂均埋設2 道銅止水,其間隔尺寸需滿足設計要求。銅止水長度不足時采取搭接焊接,搭接長度不小于20 mm。A型、B型止水基座回填砼澆筑齡期達7天后再澆筑墊層砼,B型止水埂基座斜坡段表面涂兩道瀝青。

2.2.4 接地扁鐵安裝

人工接地體為-50×5扁鋼,按照設計位置敷設在開挖建基面上,并按設計位置留出向上引接線及接地引出端子。接地扁鋼需搭接焊接牢靠,搭接長度不小于扁鋼寬度的2倍。

2.2.5 砼拌合

混凝土在拌和站集中拌制,水泥、砂石骨料、外加劑等原材料需經現場監理工程師見證取樣并檢驗合格后方可使用,砼拌制嚴格按照試驗室出具的砼配合比通知單。

2.2.6 砼運輸

大壩墊層砼為干硬性砼,考慮罐車運輸不易卸料,計劃采用20 t自卸汽車直接運輸入倉。自卸汽車運輸砼時在車廂頂部搭設遮陽防曬棚,防止運輸途中混凝土溫度上升。

2.2.7 砼澆筑

（1）底板墊層砼澆筑前,對建基面凹凸不平的大坑進行填塘處理,回填采用高一級別細石混凝土。回填標準滿足自卸汽車直接入倉為宜,對回填砼表面進行鑿毛處理,澆筑時隨倉面砼在其表面鋪筑一層M25 水泥砂漿。

（2）基巖面的澆筑倉和新老混凝土結合部位的澆筑倉面,在澆筑第一層混凝土前,必須先鋪一層2 cm~3 cm的水泥砂漿,砂漿的水灰比應較混凝土的水灰比減少0.03~0.05。一次鋪設的砂漿面積應與混凝土澆筑強度相適應,保證新混凝土與基巖或老混凝土結合良好。

（3）成品砼經20 t自卸汽車運輸車入倉,人工配合1.0 m3反鏟或平倉機平倉。機械不能到達的地方采用人工進行平倉。

2.2.8 混凝土振搗

倉面內采用振動臺車進行振搗,入倉的砼隨卸料隨平倉隨振搗,不得堆積。埋件部位、鋼筋密集區域采用振搗棒輔助振搗,加密振搗點并適當延長振搗時間。振搗器在振搗時不要碰撞模板,振搗器插入下層砼5 cm左右,振搗器插入砼的間距不超過振搗器有效半徑的1.5 倍。砼振搗時按順序依次振搗,振搗時間以砼不再顯著塌陷、不出現氣泡并開始泛漿時為準,同時避免振搗過度。振搗器距模板的垂直距離不小于振搗器有效半徑的1/2,并不得觸動鋼筋及預埋件。

2.2.9 拆模養護

待倉內砼初凝后可灑水或流水養護,養護期間保持倉面濕潤,養護時間14 天。倉內砼澆筑完成后,待砼強度達到2.5 MPa以上,可進行模板拆除,并開始下一倉號的準備,拆模時注意保護好混凝土邊角?；炷翛_毛在砼初凝后終凝前之間進行（砼澆筑完成后5~8 小時內）,沖毛采用高壓水搶進行沖毛,沖毛水壓50 MPa,局部面積較小或者鋼筋密集部位及邊角部位采用人工鑿毛。表面處理做到表面無松動,無灰漿浮渣,無乳皮及污染,以露出粗砂或小石為準。

2.3 混凝土施工強度分析

2.3.1 最大倉面澆筑強度

根據大壩基礎墊層砼混凝土施工特點,結合混凝土生產系統設計能力,本次倉面最大面積為649 m2,澆筑砼方量約1622.5 m3。砼澆筑采用臺階法澆筑,每層鋪料厚度控制在50 cm,每澆筑一個循環最大方量為110 m3,砼初凝時間按2 h考慮,最低入倉強度為55 m3/h,因此倉面入倉強度按55 m3/h進行資源配置。拌合站本和能力為80 m3/h,滿足澆筑強度要求。

2.3.2 倉面混凝土施工機械強度分析

（1）振搗設備配置

墊層砼振搗采用振搗臺車進行振搗,振搗臺車每小時振搗混凝土澆筑量在50 m3左右。考慮道模板周邊及其他特殊部位,再另外配置2 臺ZDN100 A變頻振搗棒,每臺振搗棒振搗能力在10 m3/h,因此振搗設備可以滿足入倉強度要求。

（2）平倉設備配置

平倉采用卡特320 D挖機進行平倉,每分鐘可挖平2 斗,每斗按1.2 m3考慮,每小時可平倉144 m3,滿足要求。在靠近模板和鋼筋密集處采用人工平倉。

（3）混凝土拌和運輸強度分析

大壩基礎墊層砼采用HZS120 拌合站集中拌制,20 t自卸汽車運輸。經測試拌合站實際拌合能力為80 m3/h。從拌合站至倉面距離1 km左右,車速為15 km/h。自卸汽車運輸一次需時間8 min,拌合站拌制砼拌合約10 min,裝卸料、輪胎沖洗等待5 min,總計約23 min,一車平均裝15 m3,小時進倉強度約30 m3,因此需配備3 輛20 t自卸汽車,另外再考慮1臺備用,初步選用4 臺20 t自卸汽車。

3 施工質量保障措施

3.1 溫控措施

根據《安徽省安慶市下滸山水庫大壩及電站廠房混凝土施工技術要求》溢流壩段及非溢流壩段基礎約束區在3 月、11 月允許最高溫度為27℃,4月、10月允許最高溫度為30℃的要求,需對大壩基礎墊層混凝土進行溫度監測和控制。

3.1.1 溫度監測

（1）出機口溫度測量

在基礎墊層砼澆筑過程中,每4 h測量一次混凝土出機口溫度。

（2）倉面溫度測量

倉面每100 m2設不少于1 個測點,測點必須均勻分布在澆筑層面上。每一澆筑層不少于3 個測點,測點應均勻分布在澆筑層面上,測溫點的深度不小于10 cm,專人負責測溫,并做好記錄。

3.1.2 溫度控制

（1）優化砼配合比設計,提高砼抗裂能力

在砼澆筑前,搞好砼施工配合比（優化）設計,降低砼單位水泥用量,以減少砼水化熱溫升,提高砼抗裂能力。

（2）采取綜合溫控措施,降低砼出機溫度和澆筑溫度

控制砼最高溫度的有效措施是降低砼澆筑溫度和減少水化熱溫升,因此,施工中將采取綜合溫控措施,降低砼出機溫度和澆筑溫度,在施工中通過試驗建立砼出機溫度與現場澆筑溫度之間的關系,從而可根據日照、氣溫、倉面實際情況,采取相應的控制措施,保證滿足招標文件及設計控制溫度要求。

（3）加強砼養護和表面保護

養護采取噴灌噴頭通壓力流水養護的方式,局部采用灑水養護。養護在砼終凝后開始進行。當氣溫驟降時,必須做好大壩砼的表面保護工作,以減少內外溫差,降低砼表面溫度梯度,避免出現壩體砼表面裂縫。

3.2 砼質量控制措施

（1）根據澆筑條件的變化,及時調整混凝土配合比,加強混凝土拌和質量控制,保證混凝土達到設計的塌落度。

（2）混凝土澆筑過程中,嚴格按照振搗要求進行,并加強周邊混凝土的振搗,做到不漏振、不過振。

（3）混凝土澆筑時,嚴禁在拌和樓外加水,如發現混凝土和易性較差,采取加強振搗等措施,以避免出現峰窩麻面。

（4）澆筑混凝土允許間隔時間,嚴格按照試驗確定或按有關規定執行,保證混凝土澆筑的連續性,避免出現冷縫。

4 施工安全管理措施

（1）項目部配置專職安全檢查監督人員,安檢人員每天巡視各個施工工作面,檢查施工現場的安全情況,是否存在不安全隱患或者有違章作業的情況等；一經發現,及時制止或者斷然采取措施防止事故發生,盡量把事故消滅在萌芽狀態。

（2）施工過程中嚴格執行“布置生產任務的同時布置安全工作,檢查生產工作的同時檢查安全工作,總結生產的同時總結安全工作”的“三同時”制度。

（3）施工安全不僅是本工程建設的總目標,而且關系到施工人員的身體健康,在施工過程中加大對安全施工的資金投入,嚴格操作規程,避免人的不安全行為和物的不安全狀態。

（4）項目部安排專職安全員和兼職安全員經常進行巡視檢查,同時結合本工程安全管理辦法實行定期的、全方位的安全生產大檢查,檢查過程中對于事故苗頭和隱患應及時發現,及時處理,不留隱患。

5 結語

大壩基礎墊層砼在安徽下滸山水庫工程中,通過合理安排工期、合理劃分倉段,采用,較合同工期提前15 天完成了基礎墊層砼澆筑,且施工質量滿足合同要求,也為類似工程起到借鑒的意義。