胡波
摘 要:鋼筋混凝土在水利水電工程中得到了廣泛應(yīng)用,是由于它本身具有許多優(yōu)點(diǎn),在所受到的水荷載以及溫度變化條件的影響的情況下,水利工程中的混凝土建筑物在建成后往往處于帶病運(yùn)行的狀態(tài),水工建筑物對(duì)混凝土施工工藝有特殊要求,以保證水工混凝土質(zhì)量,除了對(duì)材料有專門要求外,其基本措施是提高混凝土密實(shí)度和保證建筑物的整體性。該文以西河水庫(kù)導(dǎo)流泄洪隧洞工程中鋼筋混凝土澆筑技術(shù)為例,詳細(xì)分析水利工程混凝土澆筑技術(shù)應(yīng)用,僅供參考。
關(guān)鍵詞:水利工程 鋼筋混凝土澆筑技術(shù) 分析應(yīng)用
中圖分類號(hào):TV65 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2016)11(c)-0035-03
水利工程施工技術(shù)決定了工程成品后的“健康和壽命”,受水荷載、溫度變化等條件因素的不利影響,水工混凝土建筑物建成后往往不能正常運(yùn)行,而在成品后也經(jīng)常出現(xiàn)老化等問題,從而引發(fā)了各種事故,對(duì)工程的維護(hù)也帶來了一定的困難。
隨著新材料、新技術(shù)的發(fā)展,水利工程鋼筋混凝土施工過程需要給予高度關(guān)注,施工的方法需要不斷創(chuàng)新,努力提升施工的質(zhì)量水平。工程人員應(yīng)該不斷地深化研究,使其不斷朝著良好的方向發(fā)展。另外,做好對(duì)應(yīng)季節(jié)的施工預(yù)案,從而更好地促進(jìn)水利工程混凝土施工技術(shù)的發(fā)展。
1 工程概況
祿豐縣西河水庫(kù)煙草水源工程由大壩、導(dǎo)流泄洪隧洞、溢洪道、輸水隧洞和灌溉渠道組成。水庫(kù)設(shè)計(jì)壩高65.5 m,總庫(kù)容2 707.30萬(wàn)m3,新建和改造西干渠20.002 km,屬新建中型水庫(kù)。
2 導(dǎo)流泄洪隧洞工程主要的技術(shù)指標(biāo)
西河水庫(kù)導(dǎo)流泄洪隧洞布置于順流左岸,為兩洞合一的壓力隧洞。導(dǎo)流洞進(jìn)口高程1 691.0 m,全長(zhǎng)631.0 m,泄洪洞進(jìn)口高程1 710.8 m,全長(zhǎng)599.5 m,其中結(jié)合段長(zhǎng)406.5 m。洞身斷面為φ=4.0 m的圓洞,0.6~0.8 m厚C25~C30鋼筋砼襯砌。出口采用消力池消能方式。泄洪洞豎井閘室段設(shè)3.5 m×3.5 m平板檢修閘門一道,采用QPG800KN-50m卷?yè)P(yáng)機(jī)啟閉,出口閘室段設(shè)3.2 m×3.2 m弧形工作閘門一道,采用QHSY-1000kN/400kN-5.5m液壓機(jī)啟閉。設(shè)計(jì)洪水位1 748.24 m,下泄流量Q=198.81 m?/s,校核水位1 750.19 m,下泄流量Q=202.08 m?/s。消能設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)P=3.33%(30年一遇),最大下泄流量198.55 m?/s,水庫(kù)水位為1 748.04 m。
整個(gè)導(dǎo)流泄洪隧洞工程共需完成明挖土石方13 120 m3,洞挖石方15 777 m3,澆筑混凝土7 602 m3,鋼筋制安881.84 t,鋼結(jié)構(gòu)90 t,回填灌漿6 003 m2,固結(jié)灌漿2 040 m。圍堰完成清基1 045.22 m3,編織袋粘土127.93 m3,粘土料填筑481.90 m3,風(fēng)化料填筑2 047.58 m3。
3 導(dǎo)流泄洪隧洞混凝土澆筑技術(shù)要點(diǎn)
3.1 原材料是確?;炷临|(zhì)量的重要基礎(chǔ)
水泥、鋼筋應(yīng)有產(chǎn)品合格證和相應(yīng)的檢驗(yàn)證明?;炷涟韬陀盟乃|(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),混凝土所需骨料應(yīng)嚴(yán)格控制骨料的超、遜徑含量,混凝土澆筑原材料均應(yīng)取自規(guī)定料場(chǎng)并精心選擇。對(duì)粉煤灰和早強(qiáng)劑等應(yīng)進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)。使用應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將碎石為兩級(jí)配,最大粒徑為40 mm,分為5~20 mm和20~40 mm兩級(jí),人工砂中石粉含量影響混凝土強(qiáng)度,石粉含量過高,應(yīng)進(jìn)行沖洗。
3.2 優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)
對(duì)于混凝土的配比,要選取那些水化熱較低的材料,這是由于水利工程的特性導(dǎo)致混凝土水化現(xiàn)象比較突出,所以,一定要按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行混凝土配比,將配合工作嚴(yán)格控制好。首先,對(duì)混凝土的整體質(zhì)量的控制,需要做好以下幾個(gè)方面:在確?;炷潦┕ず鸵仔缘那疤嵯掳凑展こ虡?biāo)準(zhǔn)要求,將砂的用量控制在較小的范圍內(nèi);嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)降低水熱化,防止混凝土產(chǎn)生過于嚴(yán)重的變形;合理地降低混凝土用水量,使用科學(xué)有效的方法嚴(yán)格混凝土等級(jí);按照規(guī)范的混凝土澆筑工作進(jìn)行水利工程的施工。其次,采用科學(xué)的方法,保證混凝土的性能和相關(guān)的要求指標(biāo),在一定時(shí)間內(nèi)控制混凝土的凝固性。當(dāng)澆筑混凝土連續(xù)進(jìn)行時(shí),縮短前層混凝土凝結(jié)時(shí)間和間歇時(shí)間。混凝土運(yùn)輸、澆筑及間歇的全部時(shí)間不得超過混凝土初凝時(shí)間,次層混凝土澆筑完畢適當(dāng)留置施工縫。最后,使用泵送混凝土必須要使用專業(yè)的運(yùn)輸車來運(yùn)輸水利工程混凝土,其中防水防風(fēng)是攪拌運(yùn)輸車必須具備的功能,混凝土澆筑間歇時(shí)間的控制、在進(jìn)行試驗(yàn)和檢驗(yàn)的時(shí)候必須依據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。
3.3 混凝土施工縫的留置
通常我們可以將兩次澆筑間的接觸面稱之為施工縫。施工縫的留置會(huì)影響混凝土的整體性,為了避免施工縫作為混凝土結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)產(chǎn)生不良的影響,使混凝土強(qiáng)度降低,施工縫的留置必須遵守設(shè)計(jì)要求和規(guī)范規(guī)定。主要施工工藝要求為襯砌分縫采用6~12 m環(huán)向施工縫穿過縫面并留有規(guī)范要求的搭接長(zhǎng)度,根據(jù)鋼筋混凝土模板臺(tái)車的長(zhǎng)度沿洞線澆注長(zhǎng)度,多分一段是要考慮澆注能力及溫度收縮等因素采取的手段,該例中環(huán)向縫實(shí)際為9.2 m每段,施工縫處的鋼筋不得錯(cuò)開,施工縫接頭處放置止水條安放槽,使用粘結(jié)劑粘牢。止水條并用采用BW-Ⅱ型止水條止水,安放于槽中后采用重疊的方法進(jìn)行搭接。連接安裝路徑沿施工縫形成閉合環(huán)路,先澆注砼搭接長(zhǎng)度不小于10 cm,其間不得留斷點(diǎn)??稍谀0逯嗅斈緱l預(yù)留BW-Ⅱ型有壓段施洞身永久縫、工縫瀝使用青砂、瀝青油毛氈填縫。BW-651止水帶止水時(shí)要求全斷面止水。
3.4 施工縫處混凝土的澆筑
在施工縫處繼續(xù)澆筑混凝土?xí)r,混凝土應(yīng)仔細(xì)搗實(shí),使新舊混凝土緊密結(jié)合。澆筑混凝土前,在已硬化的混凝土表面上,宜先在施工縫處鋪一層與混凝土內(nèi)成分相同的水泥砂漿;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)應(yīng)符合以下規(guī)定:使用泵車潤(rùn)管后用料斗接回,可采用潤(rùn)管砂漿澆筑,嚴(yán)禁無接漿澆筑混凝土;清除水泥薄膜、松動(dòng)石子以及軟弱混凝土層,應(yīng)先均勻鋪3~5 cm厚水泥砂漿。并充分濕潤(rùn)和沖洗干凈,且不得有積水;已澆筑的混凝土,其抗壓強(qiáng)度不應(yīng)小于1.2 N/mm2;應(yīng)豎向結(jié)構(gòu)混凝土灌注前,該次導(dǎo)流泄洪隧洞洞身永久縫里程分別為:泄0-187.0、泄0-179.0、泄0-146.0、泄0-113.5、泄0-105.5、泄0-100.2、泄0-092.2、泄0-070.05、泄0-050.76、泄0-028.57、泄0-010.89、0+000.0、0+050.0、0+100.0、0+150.0、0+200.0、0+250.0、0+280.0、0+305.0;導(dǎo)0-213.0、導(dǎo)0-206.0、導(dǎo)0-166.0、導(dǎo)0-126.0、導(dǎo)0-076.0、導(dǎo)0-020.0。
隧洞斷面一次成型澆筑,斷面不分縫。豎井壁環(huán)向施工縫要求必須鑿毛,并清洗干凈。
3.5 混凝土分層澆筑
應(yīng)根據(jù)不同的振搗方法和使用不同的振搗工具,分層澆筑和振搗,混凝土澆筑層的厚度必須符合混凝土施工及驗(yàn)收規(guī)范GB 50204—2002的規(guī)定。如果一次投料過厚,密實(shí)性不良會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低,因此,澆筑混凝土?xí)r為了保證混凝土的密實(shí)性和強(qiáng)度,必須限制其分層的厚度和投料的厚度,如果不加以限制就會(huì)因振搗不實(shí)而影響混凝土的密實(shí)性,因此,澆筑混凝土?xí)r必須分層進(jìn)行,并可采用測(cè)桿檢查分層厚度。
3.6 混凝土振搗
要嚴(yán)格按分層澆筑分層振搗的規(guī)程操作:混凝土澆筑后振搗是用各種振動(dòng)器使混凝土受振,讓水泥漿和砂子充滿砂子之間的空隙,把混凝土內(nèi)部的空氣排擠出,使石子間的空隙被壓實(shí),以達(dá)到混凝土的密實(shí)。施工采用機(jī)械振搗,常用的振動(dòng)器有內(nèi)部振動(dòng)器、表面振動(dòng)器和外部振動(dòng)器。采用斜面分兩層布料施工法,使用泵送混凝土。“一個(gè)坡度,分層澆筑,循序漸進(jìn),一次到頂,不出冷縫”澆筑,振搗時(shí)應(yīng)特別注意,應(yīng)從四周插振搗棒,振搗持續(xù)時(shí)間應(yīng)使混凝土表面產(chǎn)生浮漿,無氣泡,不下沉為止,這種方法坍落度大,流動(dòng)性好,不會(huì)發(fā)生漏振或過振,對(duì)于交叉部位,鋼筋十分密集,交叉部位面積較小處以防止鋼筋及預(yù)埋件的走動(dòng),對(duì)于交叉部位面積較大處,應(yīng)在鋼筋幫扎時(shí)注意間隔500 mm左右,可在綁扎鋼筋時(shí)按照標(biāo)高線插管徑為48 mm的鋼管。鋼筋綁扎完畢后拔出,攤灰與振搗應(yīng)從對(duì)稱位置開始,預(yù)留插棒孔,用木杠或木抹找平、澆筑到上表面,平整度要求在規(guī)范要求以內(nèi)。
3.7 混凝土的養(yǎng)護(hù)
混凝土養(yǎng)護(hù)工作的重要要點(diǎn)在于:在暴露面保護(hù)層混凝土初凝時(shí),標(biāo)準(zhǔn)的混凝土固化。對(duì)已澆筑完畢的混凝土,對(duì)采用普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土,相對(duì)濕度控制在90%以上;混凝土澆筑完成后,應(yīng)在12 h后加以覆蓋和澆水,對(duì)夏季高溫時(shí)增加澆水次數(shù)并要保證表面濕潤(rùn),用塑料布覆蓋嚴(yán)密,并保持塑料布內(nèi)有凝結(jié)水,嚴(yán)防混凝土裂紋的出現(xiàn),覆蓋時(shí)間不得少于7 h,并且在覆蓋遮蓋物時(shí)不要直接接觸混凝土表面,直至混凝土終凝為止。溫度一般控制在(20±2)℃左右,并盡量使其表面平整,對(duì)立面可以采取涂刷養(yǎng)護(hù)劑的辦法進(jìn)行養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)的是28 d。澆水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土處于濕潤(rùn)狀態(tài);對(duì)摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B性要求的混凝土,不得少于14 h;除了溫濕度控制,為了避免混凝土表面長(zhǎng)時(shí)間暴露,使水分蒸發(fā),還應(yīng)該及時(shí)做好相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)管理措施。施工單位可以根據(jù)工程實(shí)際情況采用經(jīng)濟(jì)性的養(yǎng)護(hù)措施最好是緊密覆蓋,以期達(dá)到最理想的養(yǎng)護(hù)效果。
4 混凝土質(zhì)量檢測(cè)和施工驗(yàn)收
西河水庫(kù)導(dǎo)流泄洪隧洞工程于2012年11月5日開工建設(shè),2013年5月26日導(dǎo)流洞貫通,地質(zhì)條件與設(shè)計(jì)資料基本吻合,8月13日正式開始澆筑,分別采用長(zhǎng)9.2 m模板臺(tái)車和定型模板采取以上分段澆筑的方式進(jìn)行施工,經(jīng)過參建各方的共同努力,導(dǎo)流洞于11月15日澆筑完成,具備過水條件,能滿足截流后的導(dǎo)流要求。整個(gè)施工過程中,施工單位嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)規(guī)范和經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后的方案精心組織施工。建設(shè)、監(jiān)理、質(zhì)檢單位跟蹤檢查,確保了該工程順利完成。經(jīng)過云南鴻禹水利水電工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司對(duì)導(dǎo)流泄洪隧洞洞身段C25鋼筋砼抗壓強(qiáng)度檢測(cè)16組,平均強(qiáng)度為28.1 MPa,強(qiáng)度保證率為100﹪;對(duì)導(dǎo)流泄洪隧洞封堵段C30鋼筋砼抗壓強(qiáng)度檢測(cè)15組,平均強(qiáng)度為32.9 MPa,強(qiáng)度保證率為100﹪,并且抗?jié)B試塊取樣兩組,實(shí)驗(yàn)結(jié)果為W8,檢測(cè)結(jié)論;流泄洪隧洞混凝土分部工程質(zhì)量合格,滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè),各級(jí)驗(yàn)收、資料齊全,未出現(xiàn)任何質(zhì)量和安全事故,圓滿完成了施工任務(wù)。
5 結(jié)語(yǔ)
隨著我國(guó)大大小小的水利工程的數(shù)量都不斷增多,但這其中許多問題還是沒有得到實(shí)質(zhì)性的解決,而且有時(shí)還會(huì)存在一些沒有意義的工程,或是它的存在還有可能帶來一系列對(duì)當(dāng)?shù)夭焕挠绊?。水利工程作為我?guó)基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目,關(guān)系到國(guó)計(jì)民生與社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步,作為一項(xiàng)專業(yè)、復(fù)雜的技術(shù)施工項(xiàng)目,混凝土施工涉及到的內(nèi)容和工序可謂是多樣化、復(fù)雜化,因此,必須充分考慮混凝土施工中的各項(xiàng)因素,規(guī)范混凝土施工的各個(gè)環(huán)節(jié)和技術(shù)要點(diǎn),才能保證水利工程混凝土施工質(zhì)量。
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