摘 要：電站廠房自下而上分為蝸殼層、水輪機(jī)層、發(fā)電機(jī)層。廠房共安裝3臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)6000kW，總裝機(jī)容量18000kW。蝸殼二期混凝土澆筑時(shí)，廠房已封頂，混凝土汽車泵入倉方式已無法實(shí)現(xiàn)，為了將蝸殼二期陰角部位澆筑密實(shí)，混凝土為自密實(shí)混凝土，采用溜槽入倉方式進(jìn)行。本文介紹該項(xiàng)目蝸殼二期混凝土澆筑關(guān)鍵技術(shù)，為類似工程施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：廠房；蝸殼二期混凝土；施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TV544 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）26-0178-03

1 工程概述

本工程位于鐵嶺市開原市境內(nèi)，主體工程為清河消能電站工程，主要包括電站壓力鋼管、電站主副廠房、電站尾水渠、交通橋、升壓站、廠區(qū)道路、尾水渠入清河處河道護(hù)岸及場區(qū)綠化等。工程樁號(hào)范圍為：從樁號(hào)131+022.28m起至清河河道護(hù)岸處。

電站壓力鋼管樁號(hào)范圍131+022.28m-131+159.38m。主壓力鋼管（DN5000）末端分成3根鋼岔管（DN2600）分別與3臺(tái)水輪機(jī)的進(jìn)口檢修蝶閥（DN2600）相接。壓力鋼管均為外包混凝土埋地敷設(shè)。壓力水流經(jīng)電站水輪機(jī)消能后由尾水渠直接流入清河河道。

清河消能電站廠房位于中清河村附近的清河主槽左岸的灘地上，灘地地面高程在192.00～195.00m之間，電站廠房距清河主槽約250.0m。電站廠房分為副廠房段與主廠房段，副廠房平面尺寸為42.6×10.15m（長×寬），樁號(hào)131+159.38m-131+169.53m；主廠房平面尺寸為42.6m×l5.0m（長×寬），樁號(hào)131+169.53m-131+184.53m；尾水啟閉機(jī)室平面尺寸為25.0m×5.4m（長×寬），樁號(hào)131+184.53m-131+189.93m；電站尾水渠反坡段長22.48m，樁號(hào)131+189.93m-131+212.41m；電站尾水渠段長261.02m，樁號(hào)131+212.41m-131+473.43m；尾水渠設(shè)交通橋1座：22.8m×7.0m（長×寬），樁號(hào)131+223.99m～131+230.99m。升壓站位于主廠房左側(cè)，平面尺寸為40.3×32.3m。廠區(qū)內(nèi)道路采用瀝青路面。

清河河道左岸位于電站尾水渠入清河河道處，左岸迎水面采用0.4m厚漿砌石護(hù)坡，邊坡為1：2，護(hù)腳采用漿砌石深2.0m。漿砌石砂漿采用M10，漿砌石下面采用l00mm厚C10混凝土墊層。

電站廠房自下而上分為蝸殼層（183.78～189.58m）、水輪機(jī)層（189.58～195.08m）、發(fā)電機(jī)層（195.08～208.88m）。廠房共安裝3臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，沿水流方向，從右至左依次為1#機(jī)組、2#機(jī)組、3#機(jī)組，單機(jī)6000kW，總裝機(jī)容量18000kW，機(jī)組二期混凝土為C35W12F200。機(jī)組二期混凝土澆筑時(shí)，廠房已封頂，混凝土汽車泵入倉方式已無法實(shí)現(xiàn)，為了將機(jī)組二期陰角部位澆筑密實(shí)，混凝土為自密實(shí)混凝土，采用溜槽入倉方式進(jìn)行。

2 施工難點(diǎn)淺析

蝸殼二期混凝土施工難度主要表現(xiàn)在蝸殼周圍鋼筋密集、機(jī)電埋件管路多、工作面狹窄、平行作業(yè)干擾大、施工工序銜接復(fù)雜，而且許多地方施工人員無法進(jìn)入振搗。因此，為保證蝸殼二期混凝土的施工質(zhì)量，對(duì)施工重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行仔細(xì)的研究，合理的施工方案，施工中各工種必須緊密配合。

蝸殼陰角、支墩部位施工難度大，為保證混凝土澆筑質(zhì)量，盡最大可能避免蝸殼發(fā)生偏移、上浮進(jìn)而導(dǎo)致蝸殼發(fā)生變形，將蝸殼腰線以下分為四象限對(duì)稱澆筑，并嚴(yán)格控制上升速度，腰線以上分為兩側(cè)對(duì)稱澆筑。

在蝸殼底部二期混凝土澆筑過程中，由于基礎(chǔ)環(huán)與座環(huán)之間存在約30cm高的倒角，并形成一個(gè)封閉空間，該部位高于座環(huán)通氣孔，泵送高流態(tài)混凝土無法填滿。為此根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工情況，針對(duì)該部位設(shè)置回填灌漿管和排氣管，待座環(huán)底部澆筑平通氣孔后立即進(jìn)行砂漿回填灌注以減少該部位的接觸灌漿量，并使回填砂漿與混凝土結(jié)合良好。

經(jīng)過仔細(xì)分析設(shè)計(jì)圖紙和多次的研究討論，發(fā)現(xiàn)鋼蝸殼與座環(huán)相連的陰角處是澆筑困難的部位。施工時(shí)預(yù)先在座環(huán)上和鋼蝸殼上開孔進(jìn)料，混凝土為自密實(shí)混凝土，采用溜槽入倉方式進(jìn)行。

3 蝸殼二期混凝土施工工序

4 混凝土原材

（1）水泥：水泥采用撫順大伙房牌水泥有限責(zé)任公司生產(chǎn)的“大伙房牌”P.O42.5水泥，該水泥符合現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）的規(guī)定。其物理力學(xué)性能檢測結(jié)果見表1。

（2）細(xì)骨料：細(xì)骨料采用李家臺(tái)清河砂場生產(chǎn)的河砂，各項(xiàng)檢測結(jié)果見表2。

（3）粗骨料：粗骨料采用開原市靠山鎮(zhèn)嘉利碎石場生產(chǎn)的5～25mm的連續(xù)級(jí)配人工碎石，各項(xiàng)檢測結(jié)果見表3。

（4）粉煤灰：粉煤灰采用撫順新亞電力有限公司生產(chǎn)的F類Ⅰ級(jí)粉煤灰，各項(xiàng)檢測結(jié)果見表4。

（5）抗裂防水劑：抗裂防水劑采用河北同邦建材有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為TB-CSA抗裂防水劑，各項(xiàng)檢測結(jié)果見表5。

（6）減水劑：減水劑采用安徽潤安建材科技有限公司生產(chǎn)的緩凝型聚羧酸減水劑，不摻引氣成份，各項(xiàng)檢測結(jié)果見表6。

（7）引氣劑：引氣劑采用中國建筑材料科學(xué)研究總院生產(chǎn)的109型引氣劑，各項(xiàng)檢測結(jié)果見表7。

（8）混凝土拌合

混凝土拌合嚴(yán)格按照計(jì)量偏差進(jìn)行，投料順序?yàn)樯白印⑿∈?、粉煤灰、抗裂防水劑、水泥、水、減水劑、引氣劑，其中引氣劑由于量小，安排專人采用量筒添加，混凝土攪拌時(shí)間90s。嚴(yán)格控制混凝土配合比，不得隨意增減用水量，混凝土坍落度控制在150～170mm之間。每拌合一車混凝土后，對(duì)其坍落度、含氣量等指標(biāo)進(jìn)行測定，符合要求后繼續(xù)進(jìn)行攪拌，否則對(duì)配合比進(jìn)行調(diào)整。

5 施工關(guān)鍵技術(shù)

蝸殼二期混凝土澆筑時(shí)，澆筑倉面大，入倉強(qiáng)度高，為了保證澆筑的連續(xù)性，減小蝸殼溫度應(yīng)力影響，為方便混凝土澆筑施工，對(duì)混凝土施工進(jìn)行了分層分塊，在分層中還應(yīng)充分考慮蝸殼鋼襯結(jié)構(gòu)形狀，避免產(chǎn)生小銳角混凝土體、減小混凝土澆筑上升時(shí)對(duì)蝸殼的浮力，防止蝸殼位置偏差等。

5.1 入倉方式

考慮到主廠房已封頂，混凝土汽車泵將無法駛?cè)霃S房內(nèi)，汽車泵入倉方式不能實(shí)現(xiàn)。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，采用溜槽入倉方式進(jìn)行，從主廠房發(fā)電機(jī)層安裝場位置設(shè)置一個(gè)主溜槽，為減少混凝土入倉對(duì)蝸殼的沖擊力，主溜槽與蝸殼平面夾角控制在30°之內(nèi)，并在主溜槽各個(gè)方向上設(shè)置分溜槽，分溜槽設(shè)置原則為沿蝸殼四周設(shè)置6個(gè)分溜槽，6個(gè)分溜槽平均分布。

5.2 澆筑順序

蝸殼二期混凝土澆筑時(shí)，澆筑倉面大，入倉強(qiáng)度高，為保證混凝土澆筑的連續(xù)性，減少蝸殼溫度應(yīng)力影響，需對(duì)混凝土施工進(jìn)行分層分塊澆筑，在分層中還應(yīng)充分考慮蝸殼鋼襯結(jié)構(gòu)形狀，避免產(chǎn)生小銳角混凝土體、減少混凝土澆筑上升時(shí)對(duì)蝸殼的浮力，防止蝸殼位置偏差等。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，采用分層、分塊澆筑方式進(jìn)行，分兩層六塊澆筑，分層分塊澆筑順序如下：

1#蝸殼腰部→3#蝸殼腰部→2#蝸殼腰部→1#蝸殼頂部→3#蝸殼頂部→2#蝸殼頂部

5.3 倉面清理、準(zhǔn)備

由于一期混凝土層面間隙時(shí)間較長，為使一、二期混凝土結(jié)合緊密，一期混凝土表面清基處理工作必須認(rèn)真仔細(xì)。一期混擬士中預(yù)留的插筋應(yīng)用鋼絲刷或高壓風(fēng)水槍除銹。一期混凝土及支墩混凝土表面未鑿毛或鑿毛不全面部位先采用人工鑿毛，達(dá)到石子半露并形成完全粗糙的效果，人工清運(yùn)浮渣，然后用高壓水將混凝土面沖洗干凈。二期混凝土層面在終凝后用高壓水沖毛。垂直施工縫拆模后人工鑿毛。每個(gè)倉面開倉前用常壓水清洗干凈，待澆筑前保持倉面濕潤。

5.4 混凝土澆筑

開倉后先進(jìn)行蝸殼外側(cè)常態(tài)二級(jí)配混凝土澆筑，在蝸殼底部及外側(cè)形成臺(tái)階，層厚控制在0.4～0.6m，臺(tái)階寬度1.0～1.2m，臺(tái)階沿蝸殼軸向展開，并逐步向蝸殼底部延伸，控制混凝土面距蝸殼外壁1.0～2.0m。為減小混凝土澆筑對(duì)蝸殼產(chǎn)生的上浮力和側(cè)壓力，混凝土澆筑上升速度每小時(shí)不超過30cm，流態(tài)混凝土不超過60cm。振搗人員同時(shí)在內(nèi)、外側(cè)平倉振搗，使外側(cè)混凝土向蝸殼底部延伸，當(dāng)內(nèi)側(cè)無法進(jìn)料時(shí)，外側(cè)靠蝸殼外壁部分從倉面蝸殼半徑較大側(cè)開始澆筑流態(tài)自密實(shí)混凝土。座環(huán)底部陰角混凝土可從座環(huán)上預(yù)留的？準(zhǔn)150孔進(jìn)行下料。

混凝土在平倉后進(jìn)行振搗，大體積混凝土用？準(zhǔn)75插入式振搗器，薄壁結(jié)構(gòu)部位采用？準(zhǔn)50軟軸插入式振搗器。振搗器不能直接碰撞模板、鋼筋和預(yù)埋件，以防模板走樣和預(yù)埋件移位，在預(yù)埋件特別是止水片周圍應(yīng)細(xì)心振搗，必要時(shí)輔以人工搗固密實(shí)。振搗時(shí)間以混凝土粗骨料不再顯著下沉，不出現(xiàn)汽泡、開始泛漿為準(zhǔn)，振搗時(shí)間為20～30s，振搗器移動(dòng)的距離以不超過其有效的半徑，并插入下層5～10cm，振搗順序依次進(jìn)行，方向一致，振動(dòng)棒快插慢拉，以保證混凝土上下層結(jié)合。振搗結(jié)束時(shí)，必須先關(guān)閉振搗棒電源，再將振搗棒取出。座環(huán)預(yù)留孔待冒漿后結(jié)束混凝土澆筑。

5.5 施工縫處理

為了加強(qiáng)蝸殼混凝土的整體性，保證蝸殼混凝土質(zhì)量，對(duì)有臨時(shí)施工分縫處的混凝土進(jìn)行鑿毛處理，并梅花型布置？準(zhǔn)16@500mm的插筋。

5.6 澆筑變形觀測

蝸殼腰線以下混凝土澆筑時(shí)，在蝸殼的上下左右方向分別安放了八只千分表，監(jiān)測蝸殼在水平、垂直方向的位移變形情況，其讀數(shù)間隔為1h。監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，混凝土澆筑期間蝸殼位移變形量均在規(guī)定的范圍以內(nèi)，且主要反映溫差變形情況，說明蝸殼安裝精度能夠得到保證。

5.7 混凝土溫控措施

由于蝸殼混凝土結(jié)構(gòu)的幾何尺寸較大，混凝土硬化期間的水泥水化過程，會(huì)釋放大量的水化熱使混凝土中心及中部區(qū)域產(chǎn)生很高的溫度而混凝土的表面和邊界受氣溫的影響，外界氣溫較低，這樣形成較大內(nèi)外溫差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)溫差超過一定的限度，其產(chǎn)生的溫度應(yīng)力極易導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。為此，可采取下列方法進(jìn)行溫控混擬土施工：

（1）降低混凝土澆筑溫度

①運(yùn)輸混凝土工具設(shè)置隔熱遮陽措施，縮短混凝土暴曬時(shí)間。

②將混凝士澆筑盡量安排在早晚和夜間施工。

（2）減低混凝土的水化熱溫升

①選用水化熱較低的中熱水泥。

②在滿足混凝土澆筑強(qiáng)度、耐久性和和易性的前提下，改善混凝土骨料級(jí)配，加優(yōu)質(zhì)的的摻合料和外加劑以適當(dāng)減少單位水泥用量。

5.8 蝸殼回填灌漿

蝸殼陰角部位回填灌漿。蝸殼外圍混凝土容易脫空部位有蝸殼底部和座環(huán)底部。按照設(shè)計(jì)要求在蝸殼底部鋪設(shè)灌漿管路灌漿，座環(huán)底部利用廠家在座環(huán)上預(yù)留的灌漿孔進(jìn)行回填灌漿。蝸殼二期混凝士澆筑完畢后，利用已埋設(shè)的管路和座環(huán)上預(yù)留的灌漿孔進(jìn)行灌漿；灌漿完畢，混凝土養(yǎng)護(hù)期過后采用敲擊的辦法檢查座環(huán)、蝸殼灌漿質(zhì)量，如發(fā)現(xiàn)存在“空腔”部位，遵循設(shè)計(jì)意見，另考慮是否采取鉆孔接觸灌漿。

5.9 質(zhì)量控制措施

（1）通過優(yōu)化混凝土配合比措施，混凝土初凝時(shí)間控制在12～16個(gè)小時(shí)，因此，層間不會(huì)因混凝土初凝而產(chǎn)生施工冷縫。

（2）為防止?jié)仓鹞仛ぷ冃?，需?duì)混凝土布料及振搗加以控制，同時(shí)在蝸殼體上設(shè)置變形觀測點(diǎn)，在澆筑過程中派專人與機(jī)電方進(jìn)行全程跟蹤聯(lián)合觀測，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)反應(yīng)、處理。

（3）混凝土振搗時(shí)采用小型振搗器振搗，且振搗均勻，避免漏振。

（4）分層澆筑后，及時(shí)對(duì)層間結(jié)合處進(jìn)行鑿毛后布置插筋，并做好養(yǎng)護(hù)工作。

（5）混凝土澆筑完成，采用土工布進(jìn)行覆蓋，并灑水養(yǎng)護(hù)。

6 廠房蝸殼二期混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)控制效果分析

通過在廠房已封頂?shù)那闆r下對(duì)蝸殼二期混凝土施工關(guān)鍵工序入倉方式、澆筑順序、混凝土選用、混凝土振搗及變形觀測研究，并對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)，在實(shí)際施工前做好樣板試驗(yàn)，混凝土澆筑拆模后，蝸殼二期混凝土成品質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，且已安裝的鋼蝸殼精度也符合設(shè)計(jì)要求，成功澆筑了清河電站廠房蝸殼二期混凝土，獲得了監(jiān)理、設(shè)計(jì)及業(yè)主的一致好評(píng)。

7 結(jié)束語

在廠房已封頂?shù)那闆r下，采用溜槽分角度入倉方式分層、分塊澆筑方案是切實(shí)可行的，用此方案施工不僅保證質(zhì)量、節(jié)約成本，且達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)和效果，值得其它類似水電工程借鑒。

收稿日期：2018-7-19