阿湖水库溢洪道控制段大体积混凝土施工技术分析

曹怀利

(新疆水利水电项目管理有限公司,乌鲁木齐 230000)

1 概 述

施工质量是控制工程建设效果的关键步骤,混凝土浇筑施工是水库溢洪道建设的主要内容。在工程施工阶段,混凝土浇筑工作工程量往往较大,混凝土浇筑施工质量对工程结构安全以及构筑物外观影响较大。

因此,许多专家、学者对大体积混凝土浇筑工程进行了相关研究。孙喜德等[1]对大体积混凝土施工过程中温度控制措施进行了研究,结果表明采用有效措施可控制温度裂缝,效益显著。崔晓燕[2]对大体积混凝土施工过程中的降温措施进行了分析,结果表明降低混凝土内部温度可减少应力集中。陈敏芬等[3]对高温季节混凝土施工温度措施进行了分析,结果表明采用内外结合的措施可有效降低混凝土内部温度。赵光龙等[4]对低温季节混凝土施工温度控制措施进行了研究,结果表明采用原材料预热及仓面保温方式可保证低温季节混凝土浇筑质量。

根据前人研究成果可知,混凝土施工质量受到温度控制、振捣等多方面因素影响,是一个较为复杂的过程,需要受到重视[5-7]。

2 工程概况

阿湖水库除险加固工程主要建筑物由大坝(黏土心墙坝)、左岸1#放水洞和2#泄洪洞、溢洪道和排砂泄洪洞组成。除险加固加固后,水库死水位1 563.50m,正常蓄水位1 574.00m,设计洪水位1 574.99m,校核洪水位1 575.86m,死库容667×104m3,总库容2 998×104m3。

溢洪道位于大坝右岸约70m处,由引渠段、控制段(控制堰采用驼峰堰,弧形闸门控制)和泄槽衬砌段组成,总长102m,泄槽衬砌段纵坡0.038。

控制段分为三孔三闸,堰顶宽3×12m,闸总宽43m,长24m,高13.45m;建基面高程1 561.05m,闸底板高程1 564.25m,堰顶高程1 566.50m,堰高2.25m;中墩宽2m,边墩宽1.5m,总建筑面积1 032m2。溢洪道结构平面图见图1。

图1 溢洪道结构平面图

3 总体施工部署

3.1 筏板浇筑总体方案

根据设计方案及钢筋混凝土施工要求,将筏板大体积混凝土浇筑分两期进行施工,即以底板高程1 564.25m为分界线,下部钢筋混凝土为一期,上部驼峰堰为二期。

一期混凝土浇筑块筏板基础平面尺寸为24m×43m,浇筑厚度为2.75～3.0m,驼峰堰前浇筑高程为1 561.5～1 564.25m,驼峰堰后浇筑高程为1 561.05～1 564.0m,浇筑面积1 032m2,理论浇筑C25F300W4混凝土2 186.26m3。计划采用推移式连续浇筑方式施工,从右岸向左岸、从底高程向高程依次推进。

二期混凝土(驼峰堰)浇筑块宽约13.5m,长36m,浇筑厚度2.25m,浇筑高程1 564.25～1 566.5m,浇筑面积486m2,理论浇筑C25F300W4混凝土691.53m3。分为左、中、右三仓依次浇筑成堰,筏板一期、二期分仓示意图见图2。

图2 筏板混凝土分仓示意图

3.2 闸墩浇筑概述

闸墩高13.45m,分为两个中墩和两个边墩。中墩基础平面尺寸24m×2m,平面面积48m2,理论浇筑C25F300W4混凝土1 291.2m3;边墩基础平面尺寸24m×1.5m,平面面积36m2,理论浇筑C25F300W4混凝土968.4m3,闸墩混凝土总体积为2 259.6m3。

计划采用水平分层浇筑,砼分块振捣厚度0.3m,浇筑分层0.9m,按边墩→中墩→边墩→……水平分层循环浇筑,每层砼浇筑方量约43.2m3。

闸墩剖面图见图3。

图3 闸墩剖面图

4 混凝土浇筑施工方案

4.1 筏板混凝土施工

4.1.1 施工工艺

1)基础底板混凝土浇筑时,应在一个部位进行达到设计标高,形成扇形向前自然流淌。

2)为防止温度裂缝、收缩缝,混凝土内外温差应小于25℃。

3)混凝土塌落度为180±20mm,浇筑坡度控制在1:10以内。

4)除在泵管出口采用斜向振捣外,其他均采用垂直振捣,振捣点距离300～400mm,插点模板不大于250mm,振捣要采取快插慢拔的原则。振捣点布置见图4。

图4 振捣点布置图

5)混凝土浇筑应连续进行,间隔时间不得超过4h。如遇特殊情况,混凝土在4h仍不能浇筑时,需采取应急措施。

4.1.2 浇筑方法

底板混凝土浇筑应横向浇筑、纵向推进,一个坡度、分层浇筑、一次到顶。混凝土形成的坡度以1:10～1:15,每层浇筑厚度以不大于500mm为宜。混凝土斜面分层浇筑见图5。

图5 混凝土斜面分层浇筑示意图

4.1.3 二次抹压

大体积混凝土浇筑面应在2h以内进行二次抹压处理,避免出现裂缝。如果忽略该道工序,会导致后期混凝土表面出现裂缝。

4.1.4 大体积混凝土养护

大体积砼养护采用保温保湿养护。在砼浇筑完成后,先用木抹子收毛面,再用铁抹子进行收光,之后立即在基础筏板砼表面铺一层塑料薄膜,上面覆盖一层草帘被,相邻草帘被搭接200cm,并采取防风措施,如压盖跳板、红砖等。待混凝土可以上人后进行洒水养护,若出现内外温差超过25℃,可再增加保温材料。

养护时间原则上不少于14天,现场可根据混凝土测温结果增减养护频率,前3天的养护对大体积砼质量影响最大,养护措施要落到实处。在养护期间,每天检查塑料薄膜的完整情况,保持砼表面湿润。

保温覆盖层根据现场测温情况决定,当砼表面温度与环境最大温差小于20℃时,可不进行覆盖;当砼内外温差大于25℃时,需要加盖覆盖厚度。

4.1.5 现场试块制作

为了解混凝土强度增长情况,除混凝土搅拌站内按规定留置试块外,混凝土运到现场,还要根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2002)规定检验取样制作试块。

对现场每车商品混凝土或自拌制混凝土的质量均要进行塌落度检验,检测不合格的要退回搅拌站进行处理,合格后才能使用在施工部位。

大体积混凝土浇筑时,现场须留置3组同条件实体检验试块。

抽样试件时,要记录好车号、塌落度及抽检时间等情况。

4.1.6 特殊部位处理

1)后浇带处理。后浇带侧面模板采用双层附加钢丝网,收口用电焊点焊牢固,每个钢筋交叉点均需要焊接,保证满足刚度要求,防止发生混凝土胀模现象。

2)施工缝设置与处理。基础底板混凝土施工时,在外墙上留置水平缝,距基础底板顶面500mm。外墙水平施工缝均采用遇水膨胀型橡胶止水条。

4.2 驼峰堰混凝土施工

4.2.1 模板支护

驼峰堰模板以两端已浇筑闸墩为固定点,中间弧形模板采用Φ32钢筋,以1:1比例制作成“∩”形模型加以固定,下部布置梅花形钢筋作为顶柱支撑。驼峰堰曲面弧线高程以两边闸墩为标点,用施工线依次标定,便于模板依照标准支护成型。

4.2.2 混凝土浇筑方式

驼峰堰单仓浇筑采用“全面分层”法浇筑,即在整个结构内全面分层浇筑混凝土,要求每一次的混凝土必须在下层混凝土初凝前完成。

浇筑前,底部应先填厚5～10cm与混凝土配合比相同的减石子砂浆,混凝土应分层浇筑振捣,每层浇筑厚度为振捣器作用部分长度的1.25倍。每段混凝土浇筑后,将洞模板封闭严实,并用钢筋加固处理。

4.3 闸墩混凝土施工

4.3.1 闸墩砼分层

闸墩混凝土浇筑强度按40m3/h计算,根据设计方案可知,阿湖水库闸墩尺寸为24m×2m。因此,每小时砼浇筑上升0.8m≥50cm,为保证浇筑质量,砼浇筑分层厚度为50cm。

4.3.2 砼浇筑和振捣方法

1)采用水平分层浇筑方法,从左向右浇筑,插入式振捣器振捣,浇筑应连续进行。

2)浇筑过程中,随时观察施工情况,发现异常时,及时通知专业操作人员进行处理。

3)砼振捣应快插慢拔。插拔点距为0.6m×0.6m梅花形布置。

4.3.3 温度控制及预防措施

为了防止温度裂缝,采取以下温控措施:

1)采用优质水泥,降低混凝土水化热。

2)浇筑分层厚度0.9m,均匀连续浇筑。

3)控制出机口温度。

4)加强混凝土表面覆盖保温。

5)合理分层、分块。

4.3.4 施工缝的处理

1)施工缝处继续浇筑前,对混凝土表面进行凿毛、润湿等处理措施,施工缝处加强振捣。

2)为防止施工缝部位跑模现象,采用螺栓固定上层模板。

5 结 语

阿湖水库溢洪道工程筏板基础和闸墩混凝土施工工程量大,为了保障工程施工质量,从温度控制、分层浇筑、振捣要求、施工缝处置等方面对大体积混凝土施工方案进行分析。在施工过程中,应根据施工方案要求进行施工,保障每道工序的施工质量,从而保障混凝土浇筑施工效果。