清原抽水蓄能电站地下厂房清水混凝土施工要点

孙重翱，汤旭东，宋宇龙

（中国水利水电第六工程局有限公司，辽宁沈阳 110000）

清水混凝土也被称之为装饰混凝土[1]，凭借良好的装饰效果而得到了广泛应用，其采取一次浇筑成型的工艺，不需要另外添加装饰，直接利用现浇混凝土自然风干后的表面作为饰面，所以与一般混凝土有着非常大的差异，其表面非常平整，色泽也十分均匀，没有任何污染，天然性、庄重性表现得非常突出。随着技术的进步，清水混凝土的应用范围进一步扩大，已经广泛应用到水电站、机场、高速公路的建设中。

1 概述

辽宁清原抽水蓄能电站为Ⅰ等大（1）型工程，永久性主要水工建筑物等级为1 级。地下厂房包括主机房、安装场、副厂房，采用“一”字形的布局方式，场地开挖尺寸为222.50 m×26.00 m×55.30 m（长×宽×深，下同）。副厂房与安装场分置于主机房的左、右两侧，主机间开挖尺寸为158.00 m×26.00 m×55.30 m，主机间内安装6 台300 MW 的竖轴单级混流可逆式水泵水轮机组，机组安装高程为223.00 m。主厂房顶拱开挖高程为264.80 m，底板开挖高程为209.50 m，主机房包括发电机层、母线层、水轮机层、蜗壳层、尾水管层。主厂房蜗壳层至发电机层所有外露板梁柱、机墩、风罩及边墙结构柱、岩锚梁、吊顶牛腿均采用清水混凝土施工，浇筑方量为68 100 m3，混凝土设计强度为C30，抗渗等级为W6。

2 施工前期质量控制要点

2.1 混凝土配合比质量控制

清水混凝土的外观、光泽度等主要取决于凝胶材料，通过提高凝胶材料所占的比例，进一步提高混凝土的各项功能。试验室按照配合比选择不同质量的胶凝材料，在原配合比的基础上，利用减水剂的减水率确定减水剂的添加数量，再利用不同材料检测所得到的密度数据，计算不同材料所占的比例，并基于比例数据展开试拌，最终确定出最优配合比。经多次实验结果比对分析，最终选择PO42.5 强度的硅酸盐水泥，要求其含碱量小、质量可靠、色泽均匀；选择光泽度均衡的人造骨料；选择性能突出的减水剂，实现了较高的减水效果；选择C30W6 混凝土，在确定混凝土配比的过程中，不仅要关注强度、抗渗性等指标，还要解决施工性能与温控防裂之间的冲突。

为了降低施工难度，提升混凝土的密实度，需要采取有效的措施来提升混凝土的流动性；为了降低温控难度，要科学地控制塌落度。基于此，在综合权衡诸多方面的影响因素之后，该工程选择了大体积二级配泵送混凝土，塌落度控制在140～160 mm。混凝土浇筑过程中，若利用起重机械配合吊罐入仓，则优先选用二级配常态混凝土，塌落度控制在100～140 mm。

2.2 清水模板质量控制

清水混凝土可以实现一次成型，无需另外装饰，因此，清水混凝土外观面的质量主要取决于模板材料的类型及组装方式。模板需要具备较高的强度与硬度，表面应当平整、韧性较强，并且组装难度不宜过高，相同结构部位应当选择统一的模板类型。基于这些要求，该工程针对模板体系制定方案：除机墩、风罩需特制钢模板外，其余厂房内均采用1.22 m ×2.44 m 清水模板（3 次成型，厚15 mm）来搭建能够满足清水混凝土要求的目标体系；对于部分相对较大的模板，对脱模剂类型及施工方法进行了针对性的试验选择。对成品脱模剂、柴油、机油、模板漆等进行对比，经试验优选，发现模板漆具有较好的稳定性、耐水性和耐候性[2]，因此采用模板漆配合脱漆剂进行施工。

2.3 钢筋工程质量控制

严格执行钢筋质量控制程序，不合格的钢筋严禁进入下一道工序。钢筋的最小混凝土保护层（钢筋外圈与混凝土表面之间的间隙）基于国家发布的相关规范来浇筑。基于安装需求，先搭建架立筋，其直径、间距能够达到钢筋网的受力要求。在架立筋上准确标识钢筋所处的位置，并根据标识开展安装工作，不同钢筋相连接的部位绑扎不少于两圈的钢丝，扎扣及尾端朝向构件内侧，保护层垫块呈梅花形布置，绑扎钢丝不弯向模板侧。混凝土跳仓浇筑时（如岩壁吊车梁、吊顶牛腿梁），施工缝部位的钢筋应跨缝布置，避免相应钢筋接头布置在施工缝位置。

3 施工工艺质量控制要点

3.1 模板施工工艺

由模板对角边线为基准，找到合适的模板开孔位置，这种方式不仅能够提升开孔精度，也可以提升工作效率。在完成开孔后，借助手挫打磨的方式将分布在开孔周边的毛刺去除，大幅提升模板孔的加工质量。墙体等大面积模板采用1 220 mm×2 440 mm×15 mm 标准清水板为面板，竖肋均采用90 mm×50 mm方钢，壁厚3 mm，间距200 mm，一些部位选择方木，横肋选择12号槽钢，间距为61 mm，通过爬锥连接螺栓固定。模板背楞采用横竖肋组合成整体进行拼装，提前将背楞组合焊接好并和模板固定，在安装模板的过程中，要保证面板之间不存在缝隙、错台的现象。模板拼缝的严实程度直接影响到混凝土的外观质量[3]。由于模板拼接面会存在缝隙，明缝、蝉缝及阴阳角模等位置都不会严丝合缝，为防止在浇筑混凝土时出现漏浆的现象，最终采取模板间拼缝采用双面胶、模板与结构物之间拼缝采用聚氨酯泡沫剂的方式，减少模板结合处拼缝的影响[4]。在进行墙体饰面清水混凝土施工时，要在相应位置按照一定的规律预留明缝条。明缝条和底部模板相连，首先把明缝条嵌入到底部模板中，借助汽钉枪将二者链接在一起，在浇筑混凝土的过程中，借助清水板压板压在明缝条上方，不仅能控制收面高程，还能够为明缝条提供有效的保护；浇筑完成后，在上层模板支立前，在明缝条处涂玻璃胶进行密封，防止混凝土漏浆。在安装好一侧的模板之后，将直径为14 mm 的高强螺栓从模板的孔中穿过并扣上螺母锁死，在确认其达到相关标准后，再安装另一侧的模板。模板安装完毕后，先封堵交接面缝隙，然后刷脱模剂，以确保拆模后混凝土表面光滑。模板选择钢制材料，止水、折角位置需要另外添加木模，其他位置利用钢模进行拼装。

3.2 混凝土运输

严格按照混凝土配合比进行拌制，根据含水率调节拌和用水量，在出机口处检测混凝土塌落度。混凝土生产过程中，由试验人员每4.0 h检测1次含水率、混凝土出机口温度、拌和用水温度，检测粗、细骨料直径、细度模数及含泥量，确保混凝土拌合质量符合相关标准。现场选择容积为10 m3的搅拌车运输，在此过程中，需要综合分析混凝土浇筑能力及仓面的实际情况，保证达到混凝土浇筑间隙的时间标准。混凝土要均匀、连续地运送到浇筑面，防止出现骨料分离、泌水、过于干燥等现象，影响工程质量。

3.3 混凝土浇筑

清水混凝土浇筑作业主要包括摊平、捣实、抹面、修整多个环节[5]，在贴近混凝土的表面下料，每层的浇筑高度为30 cm，混凝土入仓骨料从正中朝着左右两侧分料，一旦仓内出现了粗骨料堆积的现象，要及时将其运送到砂浆相对较多或尚未进行振捣的混凝土上。在混凝土达到模板最上方时，要及时将分布在模板边侧的粗骨料及胶凝材料翻送到中间位置加强振捣。同时，要将分布在中间位置的细骨料翻送到模板边侧再次进行振捣，这种处理能够有效减少顶口混凝土的掉皮现象，上一坯层混凝土覆盖间隔时长不超过0.5 h。

采用ϕ50 小型插入式振捣器及时振捣混凝土，振动棒移动间距宜为40～50 cm，振捣时间控制在20～30 s 比较合适，振捣强度不宜过大，防止混凝土出现离析的现象。在使用振动棒的过程中，要始终秉持“快插慢拔”的原则，以90°插进混凝土中，并且插入前一层混凝土中实施二次复振，确保刚浇筑的混凝土与之前浇筑的混凝土能够有效地融为一体，同时避免出现气泡。顶层混凝土在30 min 之后要再次振捣，时间控制在10～15 s。振捣工人应进入仓面底部进行振捣，防止窗口、孔洞盒子底部被漏掉。在浇筑混凝土时，要及时将木模板上溅射到的灰浆清除掉，并安排专门的人员站在木板外侧用手锤进行辅助振捣，防止出现间隙。

3.4 混凝土收面

完成混凝土浇筑以后，趁混凝土尚未完全干燥之际，要第一时间安排人员进行收仓抹面，在此过程中，要借助全站仪对顶面高程进行测量，发现问题时及时采取措施，同时，还要避免预埋件被混凝土覆盖。收面流程：首先沿着仓面的一端朝着另一端粗抹，过1.0～2.0 h 后再进行细抹。在进行收面工作时，要将仓面上的积水、浮灰清理掉，对于面积相对较大的部位，可以借助抹面机来处理，提升收面效果。在拆去模板之后，如果发现影响美观的缺陷，要第一时间采取补救措施，制定科学的补救方案，安排专门的人员进行修补。

4 清水混凝土养护

4.1 混凝土温控措施

混凝土浇筑体里表温差应不大于25 ℃（里表温差为浇筑体中心与表层温度之差，表层为混凝土表面以里50 mm 处）；混凝土浇筑温度不大于28 ℃；混凝土入仓温度应严格控制在5～18 ℃；混凝土浇筑体内最高温度不得超过45 ℃；混凝土浇筑体的降温速率不大于2 ℃/d。

4.2 混凝土养护

混凝土浇筑过程中，采取分层铺料的模式进行平仓振捣。在混凝土体内埋设温度传感器，控制好每一层铺料的间歇时间，避免混凝土水化热集中释放。在温度较高的夏天，在墙体顶口位置安装花洒管，定期喷洒水，让墙体的湿度维持相对稳定的状态，并在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜，避免水分流失；在温度较低的冬天，可以在混凝土表面盖上3 层橡塑海绵，保持墙体温度，防止冻坏。混凝土浇筑完毕，应进行浇筑效果检查，并组织质量评定；并开展QC 活动，对发现的问题进行总结、改进。

5 结语

本文通过对辽宁清原抽水蓄能电站地下厂房清水混凝土施工技术的深入分析，总结了该工程的成功经验与不足之处，为清水混凝土更好地应用到水利水电工程领域提供了借鉴。采用清水混凝土技术可以一次性达到混凝土外观质量要求，减少缺陷处理工程量，降低施工成本，节省劳动力投入，在水利水电建设行业中，清水混凝土技术的应用潜力巨大。