劉 成 林

（四川二灘國(guó)際工程咨詢有限責(zé)任公司，四川成都 610072）

0 前 言

管型座（殼）為燈泡貫流式水輪機(jī)的主要部件，是水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)，承受機(jī)組大部分的重量。由于管型座二期混凝土施工場(chǎng)地狹窄，水壓力、浮力、正反向水推力和發(fā)電機(jī)扭矩等，預(yù)埋件、拉桿、支撐件多，分層多，鋼筋密集，對(duì)澆筑過程中管型座的變形控制要求高，且腹部不易振搗密實(shí)，分層澆筑后層間結(jié)合的鑿毛、建筑垃圾不易清理。層間結(jié)合部位、一期與二期混凝土及二期混凝土與管型座接觸部位易漏水，管型座安裝后二期混凝土澆筑質(zhì)量的好壞將直接影響機(jī)組的安全運(yùn)行。因此，燈泡貫流式機(jī)組管型座二期混凝土的施工質(zhì)量就顯得尤為重要。

1 工程概況

南歐江一級(jí)水電站工程以發(fā)電為主，工程等別為一等大（Ⅱ）型工程，主要建筑物（擋水、泄洪和引水發(fā)電建筑物）級(jí)別為2級(jí)，次要建筑物級(jí)別為3級(jí)，臨時(shí)建筑物級(jí)別為4級(jí)。電站裝機(jī)容量4×45 MW（燈泡貫流式機(jī)組），正常蓄水位307.00 m，相應(yīng)庫容0.89×108m3，死水位305.00 m。

管型座為燈泡貫流式水輪機(jī)的主要部件，是水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)，承受機(jī)組大部分的重量，水的壓力、浮力、正反向水推力和發(fā)電機(jī)扭矩等的安裝和澆筑質(zhì)量將直接影響機(jī)組正常運(yùn)行。

2 管型座二期混凝土質(zhì)量控制方法

為確保管型座二期混凝土澆筑過程質(zhì)量可控，監(jiān)理部及承包商共同成立了管型座二期混凝土澆筑質(zhì)量控制小領(lǐng)導(dǎo)小組，實(shí)行24 h混凝土澆筑值班制度，并在每一倉管型座二期混凝土澆筑前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員進(jìn)行安全及技術(shù)交底，確保管型座二期混凝土施工質(zhì)量受控。

（1）督促承包人組織全體作業(yè)人員進(jìn)行詳細(xì)的安全技術(shù)交底，明確每道工序主要施工要點(diǎn)、難點(diǎn)，各工序質(zhì)量控制要點(diǎn)，并簽字留存。

（2）督促承包人在進(jìn)行管型座二期混凝土澆筑第一層（高程264.5～267.05 m）混凝土澆筑前，在設(shè)計(jì)對(duì)管型座安裝加固的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況用工字鋼對(duì)管型座進(jìn)行補(bǔ)充加固，防止管型座二期混凝土澆筑過程管型座的上浮和變形。

（3）管型座加固完成后，測(cè)量監(jiān)理工程師對(duì)管型座的最終安裝成果進(jìn)行復(fù)測(cè)，專業(yè)監(jiān)理工程師對(duì)管型座的加固情況進(jìn)行檢查，合格后進(jìn)入下一道工序。

（4）督促承包人嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙埋設(shè)止水條，重點(diǎn)檢查止水條的安裝質(zhì)量。

（5）在管型座二期混凝土澆筑前，監(jiān)理工程師審查混凝土澆筑倉面工藝設(shè)計(jì)表，包括：埋件位置、混凝土澆筑分層和鋪料順序、澆筑振搗方法、澆筑時(shí)間、澆筑層厚度、施工縫處理、澆筑手段、倉面設(shè)備、溫控措施、養(yǎng)護(hù)方法及有關(guān)示意圖。

（6）檢查和落實(shí)承包人拌和樓運(yùn)行情況、砂石骨料準(zhǔn)備情況、水平運(yùn)輸方式、垂直運(yùn)輸方式、機(jī)械性能等，確?；炷翝仓倪B續(xù)性。

（7）監(jiān)理工程師審核該部位的混凝土澆筑配料單后，通過試驗(yàn)合格，方可進(jìn)行混凝土澆筑。

（8）督促承包人按照提交的監(jiān)測(cè)方案和廠家的技術(shù)要求進(jìn)行管型座的變形監(jiān)測(cè)，并做好記錄。若有異常，應(yīng)立即停止?jié)仓ぷ?，并及時(shí)采取相應(yīng)的措施處理。

（9）管型座二期混凝土澆筑完成后，對(duì)管型座的變形情況進(jìn)行一次復(fù)測(cè)，并與澆筑前的管型座安裝數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以便分析管型座二期混凝土澆筑后管型座的變形是否超過設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，以便在后續(xù)機(jī)組管型座二期混凝土澆筑過程中持續(xù)改進(jìn)。

3 管型座二期混凝土澆筑工藝研究

3.1 工藝控制流程

管型座安裝、加固質(zhì)量合格→提交管型座二期混凝土澆筑工作面→合理的分層設(shè)計(jì)→一、二期混凝土施工縫毛面處理→止水安裝→鋼筋安裝→倉面清理→模板安裝→變形觀測(cè)儀器安裝、灌漿管埋設(shè)→倉面清理→自檢報(bào)驗(yàn)→監(jiān)理驗(yàn)收→開倉澆筑。

3.2 合理的分層設(shè)計(jì)

管型座二期混凝土施工場(chǎng)地狹窄，預(yù)埋件、拉桿、支撐件多，鋼筋密集，對(duì)變形控制要求高，且腹部不易振搗密實(shí)。結(jié)合廠家提供的《管型座混凝土澆筑順序圖》［1］及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，經(jīng)參建各方討論，對(duì)管型座二期混凝土澆筑進(jìn)行了合理的分層設(shè)計(jì)（見圖1）。

圖1 管型座二期混凝土分層（單位：m）

3.3 合理的混凝土配合比設(shè)計(jì)

南歐江一級(jí)水電站水泥采用瑯勃拉邦水泥廠生產(chǎn)的三象牌P.O42.5水泥，粉煤灰為睿昴老撾VKEC粉煤灰廠生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)（F類）粉煤灰，管型座二期混凝土主要采用C25二級(jí)配常態(tài)混凝土，塌落度控制在140～160 cm，腹部以下采用高流態(tài)的一級(jí)配C30混凝土自密式混凝土，塌落度控制在約66～75 mm。管型座二期混凝土施工配合比見表1。

表1 管型座二期混凝土施工主要配合比

3.4 止水安裝工藝

考慮到混凝土干縮的特性，一、二期混凝土及二期混凝土與管型座接觸部位易漏水，在一、二期混凝土之間增加一道銅止水，并在二期混凝土與管型座接觸部位之間增加了膨脹止水條。安裝時(shí)，將包裹在膨脹止水條外面的隔離紙撕掉，把止水條直接安設(shè)在施工縫混凝土表面上，每隔80～120 cm加設(shè)一水泥釘，將止水條與混凝土釘牢，以免錯(cuò)位。止水條需要接頭時(shí)，在將要搭接的兩根止水條端頭6 cm范圍內(nèi)分別用刀切成斜面或壓扁1／2，上下重疊搭接，用手壓，使其與混凝土表面緊密接觸，再在搭接中部用水泥釘釘在混凝土上或水平錯(cuò)接6 cm以上，錯(cuò)接部位兩根止水條間不得有空隙，并用水泥釘分別將錯(cuò)接部位釘在混凝土上。止水條嚴(yán)禁采用對(duì)接方式，以免在澆筑混凝土?xí)r錯(cuò)位形成“決口”。膨脹橡膠止水條安設(shè)完畢，經(jīng)隱蔽工程驗(yàn)收合格后，揭去止水條表面隔離紙，方可進(jìn)行下一工序。

3.5 合理的澆筑工藝

現(xiàn)場(chǎng)混凝土采用HL240拌合樓拌制混凝土，罐車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，采用泵送混凝土入倉，其間隙時(shí)間不能超過初凝時(shí)間。澆筑順序采取從下游至上游通倉薄層水平澆筑［2］，兩側(cè)對(duì)稱下料，下料過程中不得沖及管型座及其支撐件和附件，兩側(cè)高差不宜超過30 cm，鋪料厚度不能超過50 cm，澆筑速度控制在30 cm／h以內(nèi)?？刂埔簯B(tài)混凝土高度不超過60 cm，兩側(cè)分層對(duì)稱振搗，嚴(yán)禁漏振、欠振和過振，不能觸及預(yù)埋件、支撐、管型座等。管型座腹部不易振搗的部位，現(xiàn)場(chǎng)采用人工緩慢送料，手持木棍綁振搗棒伸入振搗，對(duì)管型座底部混凝土振搗后，在接觸管型座側(cè)壁待混凝土初凝前，緊貼管壁堆高20～30 cm，形成一個(gè)反坡面，以免出現(xiàn)尖角，以保證上層混凝土能良好接觸；每層澆筑完成后，及時(shí)復(fù)測(cè)管型座變形位移情況，確保變形在允許范圍之內(nèi)［3］。膨脹止水條的安裝和固定質(zhì)量嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求施工，層間鑿毛，并用高壓風(fēng)水清理干凈，澆筑前攤鋪砂漿，確保新老混凝土結(jié)合良好。

3.6 加強(qiáng)混凝土澆筑過程中的監(jiān)測(cè)

管型座二期混凝土澆筑最重要的環(huán)節(jié)是全過程跟蹤監(jiān)測(cè)［4］?；炷翝仓?，完成管型座變形觀測(cè)設(shè)施安裝，包括千分表和全站儀觀測(cè)。千分表安裝與澆筑倉號(hào)相對(duì)獨(dú)立，專人旁站記錄數(shù)據(jù)和全站儀間隔校核變形情況，對(duì)管型座法蘭面垂直度、中心位移及高程進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。觀測(cè)點(diǎn)布置在管型座周圈的垂直面XY正負(fù)方向、45°象限共8個(gè)點(diǎn)上，用全站儀、千分表進(jìn)行監(jiān)測(cè)。全站儀監(jiān)測(cè)每2小時(shí)觀測(cè)一次，千分表指派專人現(xiàn)場(chǎng)看護(hù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)管型座測(cè)量值有0.1 mm的變化時(shí)，即暫停澆筑或在變形相對(duì)另一側(cè)進(jìn)行下料澆筑。工程人員對(duì)管型座二期混凝土的變形變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)分析反饋，指導(dǎo)和調(diào)整施工方案，確保澆筑過程中的最大變位均控制在限定范圍之內(nèi)。

3.7 合理的接觸灌漿工藝

二期混凝土與鋼襯接觸部位采取接觸灌漿，接觸灌漿采用預(yù)埋可重復(fù)式接觸灌漿管進(jìn)行灌漿［5］。灌漿管安裝時(shí)，必須要與基層面或金屬面緊密貼實(shí)，并加強(qiáng)灌漿管和導(dǎo)管的保護(hù)工作，尤其是在澆混凝土過程中，注意保護(hù)灌漿管和導(dǎo)管，如有損壞發(fā)生應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)或更換，以確保整個(gè)灌漿系統(tǒng)的完整性，以便后續(xù)灌漿施工順利。接觸灌漿之前，先在灌漿孔旁設(shè)置安裝變位觀測(cè)裝置，便于灌漿作業(yè)過程中進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制。灌漿使用高速雙桶攪拌機(jī)拌制漿液，用3SNS-A型灌漿泵灌漿，在灌漿泵和管口設(shè)壓力表控制灌漿壓力，接觸灌漿漿液水灰比采用2∶1、1∶1、0.6∶1（或0.5∶1）三個(gè)比級(jí)。該項(xiàng)目開始灌注水灰比為2∶1的漿液，待排氣管出漿后，將漿液水灰比改為1∶1，當(dāng)排氣管排漿達(dá)到或接近最大濃度漿液且管口壓力或縫面增開度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定值時(shí)，在注入率不大于0.4 L／min，持續(xù)20 min后結(jié)束灌漿，并對(duì)管口進(jìn)行閉漿（不少于8 h），灌漿結(jié)束后，及時(shí)對(duì)管口進(jìn)行沖洗。

灌漿結(jié)束后，現(xiàn)場(chǎng)采用錘擊法和壓水試驗(yàn)方法檢查灌漿質(zhì)量是否滿足要求。

4 效果評(píng)價(jià)

老撾南歐江一級(jí)水電站管型座二期混凝土澆筑完成后，經(jīng)復(fù)測(cè)，其變形量符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求?；炷翝仓瓿?個(gè)月后，通過接觸和接縫灌漿，4臺(tái)機(jī)組通過近1年的運(yùn)行，管型座周圍二期混凝土未出現(xiàn)任何滲水，且機(jī)組振動(dòng)小，運(yùn)行狀況良好，在國(guó)內(nèi)外同類型的機(jī)組型式中，屬先進(jìn)水平。

通過對(duì)老撾南歐江一級(jí)水電站燈泡貫流式機(jī)組管型座二期混凝土施工質(zhì)量控制分析，證明其質(zhì)量控制方法、施工工藝是可行的，對(duì)類似機(jī)組的管型座二期混凝土澆筑，以及混流式機(jī)組蝸殼、尾水管等二期混凝土澆筑都有一定的借鑒作用。