阿湖水庫(kù)溢洪道控制段大體積混凝土施工技術(shù)分析

曹懷利

(新疆水利水電項(xiàng)目管理有限公司,烏魯木齊 230000)

1 概 述

施工質(zhì)量是控制工程建設(shè)效果的關(guān)鍵步驟,混凝土澆筑施工是水庫(kù)溢洪道建設(shè)的主要內(nèi)容。在工程施工階段,混凝土澆筑工作工程量往往較大,混凝土澆筑施工質(zhì)量對(duì)工程結(jié)構(gòu)安全以及構(gòu)筑物外觀影響較大。

因此,許多專家、學(xué)者對(duì)大體積混凝土澆筑工程進(jìn)行了相關(guān)研究。孫喜德等[1]對(duì)大體積混凝土施工過程中溫度控制措施進(jìn)行了研究,結(jié)果表明采用有效措施可控制溫度裂縫,效益顯著。崔曉燕[2]對(duì)大體積混凝土施工過程中的降溫措施進(jìn)行了分析,結(jié)果表明降低混凝土內(nèi)部溫度可減少應(yīng)力集中。陳敏芬等[3]對(duì)高溫季節(jié)混凝土施工溫度措施進(jìn)行了分析,結(jié)果表明采用內(nèi)外結(jié)合的措施可有效降低混凝土內(nèi)部溫度。趙光龍等[4]對(duì)低溫季節(jié)混凝土施工溫度控制措施進(jìn)行了研究,結(jié)果表明采用原材料預(yù)熱及倉(cāng)面保溫方式可保證低溫季節(jié)混凝土澆筑質(zhì)量。

根據(jù)前人研究成果可知,混凝土施工質(zhì)量受到溫度控制、振搗等多方面因素影響,是一個(gè)較為復(fù)雜的過程,需要受到重視[5-7]。

2 工程概況

阿湖水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程主要建筑物由大壩(黏土心墻壩)、左岸1#放水洞和2#泄洪洞、溢洪道和排砂泄洪洞組成。除險(xiǎn)加固加固后,水庫(kù)死水位1 563.50m,正常蓄水位1 574.00m,設(shè)計(jì)洪水位1 574.99m,校核洪水位1 575.86m,死庫(kù)容667×104m3,總庫(kù)容2 998×104m3。

溢洪道位于大壩右岸約70m處,由引渠段、控制段(控制堰采用駝峰堰,弧形閘門控制)和泄槽襯砌段組成,總長(zhǎng)102m,泄槽襯砌段縱坡0.038。

控制段分為三孔三閘,堰頂寬3×12m,閘總寬43m,長(zhǎng)24m,高13.45m;建基面高程1 561.05m,閘底板高程1 564.25m,堰頂高程1 566.50m,堰高2.25m;中墩寬2m,邊墩寬1.5m,總建筑面積1 032m2。溢洪道結(jié)構(gòu)平面圖見圖1。

圖1 溢洪道結(jié)構(gòu)平面圖

3 總體施工部署

3.1 筏板澆筑總體方案

根據(jù)設(shè)計(jì)方案及鋼筋混凝土施工要求,將筏板大體積混凝土澆筑分兩期進(jìn)行施工,即以底板高程1 564.25m為分界線,下部鋼筋混凝土為一期,上部駝峰堰為二期。

一期混凝土澆筑塊筏板基礎(chǔ)平面尺寸為24m×43m,澆筑厚度為2.75～3.0m,駝峰堰前澆筑高程為1 561.5～1 564.25m,駝峰堰后澆筑高程為1 561.05～1 564.0m,澆筑面積1 032m2,理論澆筑C25F300W4混凝土2 186.26m3。計(jì)劃采用推移式連續(xù)澆筑方式施工,從右岸向左岸、從底高程向高程依次推進(jìn)。

二期混凝土(駝峰堰)澆筑塊寬約13.5m,長(zhǎng)36m,澆筑厚度2.25m,澆筑高程1 564.25～1 566.5m,澆筑面積486m2,理論澆筑C25F300W4混凝土691.53m3。分為左、中、右三倉(cāng)依次澆筑成堰,筏板一期、二期分倉(cāng)示意圖見圖2。

圖2 筏板混凝土分倉(cāng)示意圖

3.2 閘墩澆筑概述

閘墩高13.45m,分為兩個(gè)中墩和兩個(gè)邊墩。中墩基礎(chǔ)平面尺寸24m×2m,平面面積48m2,理論澆筑C25F300W4混凝土1 291.2m3;邊墩基礎(chǔ)平面尺寸24m×1.5m,平面面積36m2,理論澆筑C25F300W4混凝土968.4m3,閘墩混凝土總體積為2 259.6m3。

計(jì)劃采用水平分層澆筑,砼分塊振搗厚度0.3m,澆筑分層0.9m,按邊墩→中墩→邊墩→……水平分層循環(huán)澆筑,每層砼澆筑方量約43.2m3。

閘墩剖面圖見圖3。

圖3 閘墩剖面圖

4 混凝土澆筑施工方案

4.1 筏板混凝土施工

4.1.1 施工工藝

1)基礎(chǔ)底板混凝土澆筑時(shí),應(yīng)在一個(gè)部位進(jìn)行達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高,形成扇形向前自然流淌。

2)為防止溫度裂縫、收縮縫,混凝土內(nèi)外溫差應(yīng)小于25℃。

3)混凝土塌落度為180±20mm,澆筑坡度控制在1:10以內(nèi)。

4)除在泵管出口采用斜向振搗外,其他均采用垂直振搗,振搗點(diǎn)距離300～400mm,插點(diǎn)模板不大于250mm,振搗要采取快插慢拔的原則。振搗點(diǎn)布置見圖4。

圖4 振搗點(diǎn)布置圖

5)混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,間隔時(shí)間不得超過4h。如遇特殊情況,混凝土在4h仍不能澆筑時(shí),需采取應(yīng)急措施。

4.1.2 澆筑方法

底板混凝土澆筑應(yīng)橫向澆筑、縱向推進(jìn),一個(gè)坡度、分層澆筑、一次到頂。混凝土形成的坡度以1:10～1:15,每層澆筑厚度以不大于500mm為宜?；炷列泵娣謱訚仓妶D5。

圖5 混凝土斜面分層澆筑示意圖

4.1.3 二次抹壓

大體積混凝土澆筑面應(yīng)在2h以內(nèi)進(jìn)行二次抹壓處理,避免出現(xiàn)裂縫。如果忽略該道工序,會(huì)導(dǎo)致后期混凝土表面出現(xiàn)裂縫。

4.1.4 大體積混凝土養(yǎng)護(hù)

大體積砼養(yǎng)護(hù)采用保溫保濕養(yǎng)護(hù)。在砼澆筑完成后,先用木抹子收毛面,再用鐵抹子進(jìn)行收光,之后立即在基礎(chǔ)筏板砼表面鋪一層塑料薄膜,上面覆蓋一層草簾被,相鄰草簾被搭接200cm,并采取防風(fēng)措施,如壓蓋跳板、紅磚等。待混凝土可以上人后進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù),若出現(xiàn)內(nèi)外溫差超過25℃,可再增加保溫材料。

養(yǎng)護(hù)時(shí)間原則上不少于14天,現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)混凝土測(cè)溫結(jié)果增減養(yǎng)護(hù)頻率,前3天的養(yǎng)護(hù)對(duì)大體積砼質(zhì)量影響最大,養(yǎng)護(hù)措施要落到實(shí)處。在養(yǎng)護(hù)期間,每天檢查塑料薄膜的完整情況,保持砼表面濕潤(rùn)。

保溫覆蓋層根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫情況決定,當(dāng)砼表面溫度與環(huán)境最大溫差小于20℃時(shí),可不進(jìn)行覆蓋;當(dāng)砼內(nèi)外溫差大于25℃時(shí),需要加蓋覆蓋厚度。

4.1.5 現(xiàn)場(chǎng)試塊制作

為了解混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)情況,除混凝土攪拌站內(nèi)按規(guī)定留置試塊外,混凝土運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng),還要根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50204-2002)規(guī)定檢驗(yàn)取樣制作試塊。

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)每車商品混凝土或自拌制混凝土的質(zhì)量均要進(jìn)行塌落度檢驗(yàn),檢測(cè)不合格的要退回?cái)嚢枵具M(jìn)行處理,合格后才能使用在施工部位。

大體積混凝土澆筑時(shí),現(xiàn)場(chǎng)須留置3組同條件實(shí)體檢驗(yàn)試塊。

抽樣試件時(shí),要記錄好車號(hào)、塌落度及抽檢時(shí)間等情況。

4.1.6 特殊部位處理

1)后澆帶處理。后澆帶側(cè)面模板采用雙層附加鋼絲網(wǎng),收口用電焊點(diǎn)焊牢固,每個(gè)鋼筋交叉點(diǎn)均需要焊接,保證滿足剛度要求,防止發(fā)生混凝土脹?，F(xiàn)象。

2)施工縫設(shè)置與處理?；A(chǔ)底板混凝土施工時(shí),在外墻上留置水平縫,距基礎(chǔ)底板頂面500mm。外墻水平施工縫均采用遇水膨脹型橡膠止水條。

4.2 駝峰堰混凝土施工

4.2.1 模板支護(hù)

駝峰堰模板以兩端已澆筑閘墩為固定點(diǎn),中間弧形模板采用Φ32鋼筋,以1:1比例制作成“∩”形模型加以固定,下部布置梅花形鋼筋作為頂柱支撐。駝峰堰曲面弧線高程以兩邊閘墩為標(biāo)點(diǎn),用施工線依次標(biāo)定,便于模板依照標(biāo)準(zhǔn)支護(hù)成型。

4.2.2 混凝土澆筑方式

駝峰堰單倉(cāng)澆筑采用“全面分層”法澆筑,即在整個(gè)結(jié)構(gòu)內(nèi)全面分層澆筑混凝土,要求每一次的混凝土必須在下層混凝土初凝前完成。

澆筑前,底部應(yīng)先填厚5～10cm與混凝土配合比相同的減石子砂漿,混凝土應(yīng)分層澆筑振搗,每層澆筑厚度為振搗器作用部分長(zhǎng)度的1.25倍。每段混凝土澆筑后,將洞模板封閉嚴(yán)實(shí),并用鋼筋加固處理。

4.3 閘墩混凝土施工

4.3.1 閘墩砼分層

閘墩混凝土澆筑強(qiáng)度按40m3/h計(jì)算,根據(jù)設(shè)計(jì)方案可知,阿湖水庫(kù)閘墩尺寸為24m×2m。因此,每小時(shí)砼澆筑上升0.8m≥50cm,為保證澆筑質(zhì)量,砼澆筑分層厚度為50cm。

4.3.2 砼澆筑和振搗方法

1)采用水平分層澆筑方法,從左向右澆筑,插入式振搗器振搗,澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。

2)澆筑過程中,隨時(shí)觀察施工情況,發(fā)現(xiàn)異常時(shí),及時(shí)通知專業(yè)操作人員進(jìn)行處理。

3)砼振搗應(yīng)快插慢拔。插拔點(diǎn)距為0.6m×0.6m梅花形布置。

4.3.3 溫度控制及預(yù)防措施

為了防止溫度裂縫,采取以下溫控措施:

1)采用優(yōu)質(zhì)水泥,降低混凝土水化熱。

2)澆筑分層厚度0.9m,均勻連續(xù)澆筑。

3)控制出機(jī)口溫度。

4)加強(qiáng)混凝土表面覆蓋保溫。

5)合理分層、分塊。

4.3.4 施工縫的處理

1)施工縫處繼續(xù)澆筑前,對(duì)混凝土表面進(jìn)行鑿毛、潤(rùn)濕等處理措施,施工縫處加強(qiáng)振搗。

2)為防止施工縫部位跑?，F(xiàn)象,采用螺栓固定上層模板。

5 結(jié) 語(yǔ)

阿湖水庫(kù)溢洪道工程筏板基礎(chǔ)和閘墩混凝土施工工程量大,為了保障工程施工質(zhì)量,從溫度控制、分層澆筑、振搗要求、施工縫處置等方面對(duì)大體積混凝土施工方案進(jìn)行分析。在施工過程中,應(yīng)根據(jù)施工方案要求進(jìn)行施工,保障每道工序的施工質(zhì)量,從而保障混凝土澆筑施工效果。