宮寶軍 華建飛

(浙江省第一水電建設集團股份有限公司, 浙江 杭州 310051)

1 項目概況

渦河蒙城水利樞紐工程位于蒙城縣城北關渦河上, 由節(jié)制閘、 分洪閘、 船閘三座建筑物組成, 是一座集防洪、 排澇、 蓄水灌溉、 交通航運于一體的樞紐工程。 節(jié)制閘過閘流量2400m3/s, 為中型水閘。

船閘主體結構主要由上閘首、 閘室和下閘首三個主要部分組成。 船閘閘室有效尺寸為240m ×23m ×4.20m (長×寬×門檻水深), 閘室底板總寬38.80m,厚2.80m。 上下閘首均為整體式閘室, 上閘首中間塊一次性澆筑方量最大為15.6m×30m×2.8m=1310m3;下閘首中間塊一次性澆筑方量最大為15.6m ×30.2m×3.5m=1649m3; 閘室鋼筋混凝土底板中間塊一次性澆筑方量最大為15.6m×20m×2.8m=874m3。

節(jié)制閘為開敞式結構, 共16 孔, 單孔凈寬10m,閘室長23.0m, 底板厚度1.8m, 一次性澆筑方量1106m3。

2 技術特點

a. 閘首底板采取先中間后兩側澆筑順序, 每塊在豎向方向分為3 個層次澆筑。

b. 節(jié)制閘閘墩, 考慮新老混凝土約束和干縮等情況, 在閘墩與底板相接附近布設冷卻水管, 以縮減底板與閘墩之間的溫差, 有利于減小新老混凝土結合部位的溫度應力。

c. 冷卻水管轉彎處、 連接處做好防水處理。 澆筑前, 對冷卻水管進行試壓試驗。 混凝土澆筑至水管開始通水, 一旦開始降溫可減緩冷卻水流; 當降溫速率接近或大于允許降溫速率時, 結束通水冷卻。 冷卻水初始降溫采用降水井水, 后期可采用由降水井排出水與冷卻管排出水中和的溫水[1]。

d. 混凝土溫升過程約36h, 溫升結束之前開始采取表面保溫措施, 具體由中心溫升過程線確定, 可在澆筑完成24 ~36h 開始覆蓋棉被保溫; 保溫強度、 降溫強度、 保溫降溫時間可由現(xiàn)場監(jiān)測里表溫差、 表面環(huán)境溫差、 降溫速率等綜合確定。

3 工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

3.2 操作要點

3.2.1 混凝土冷卻水管布置

在船閘閘室底板、 上閘首底板、 下閘首底板、 廊道區(qū)域布設冷卻水管。 冷卻水管采用管徑32mm 的鑄鐵管[2], 其計算參數(shù)見表1。

表1 冷卻水管計算參數(shù)

3.2.2 混凝土結構施工

3.2.2 .1 上下閘首空箱以下結構施工

a. 施工分塊、 分層劃分。 上下閘首縱向被兩條后澆帶分為3 塊, 施工過程中分塊、 分層次澆筑混凝土。 中間塊一次性澆筑成型; 邊墩空箱以下結構分3次澆筑[3]。 分層澆筑見圖2。

圖2 分層澆筑示意圖

b. 基礎面和倉面清理。 模板封閉前對基礎面進行首次清理, 確保倉面無積水、 積渣和其他雜物。

c. 鋼筋制安。 鋼筋交叉點采用梅花形綁扎, 綁扎時采用八字扣交錯變換方向, 保證鋼筋不產生位移。 鋼筋安裝完畢后, 放置墊塊, 間距1m, 采用高強度混凝土墊塊或花崗巖墊塊, 厚度滿足鋼筋保護層要求。 根據(jù)預先彈好的墻體位置線, 將墻(柱) 伸入底板的插筋以及后澆帶處附加插筋固定牢靠, 插入底板深度和甩出長度符合設計和規(guī)范要求, 同時用鋼筋將插筋上部固定, 保證甩筋位置準確、 垂直、 不歪斜、 不傾倒及不變位。

d. 模板加工及安裝。 模板安裝前在內表面涂刷脫模劑, 等脫模劑晾干后再進行模板安裝, 以避免脫模劑污染鋼筋。 在模板架立前認真做放樣控制, 嚴格控制模板的偏差。 模板加固時在外側布置50mm ×70mm 木檔作為次楞、φ48 ×3.25mm 鋼管作為主楞,采用M12 螺桿加固。 次楞間距為35cm, 遇到對拉螺栓孔位置適當進行調整, 主楞采用雙鋼管, 用山型卡加固固定, 對拉螺栓的布置間距為70cm, 而且均布置于統(tǒng)一斷面內。 模板安裝時, 采用吊錘調整模板垂直度, 且在混凝土澆筑過程中隨時檢查模板的垂直度, 若有偏離須及時糾正。

e. 混凝土澆筑。 混凝土采用混凝土攪拌運輸車運輸, 首選從下游通往基坑的施工便道進入下閘首施工區(qū)域。

混凝土采用皮帶機入倉, 澆筑前先對預埋筋和預埋件位置進行復查, 確保準確無誤, 避免返工。 為了保證新老混凝土結合良好, 需事先對下部墊層混凝土進行適當灑水濕潤或者預先鋪設一層2 ~3cm 厚的水泥砂漿。 澆筑時應沿著結構物長邊方向推進, 當倉面不是平面時應按照由低到高的順序澆筑, 澆筑面要保持水平上升。 分層澆筑時, 每層厚度按照30cm 左右進行控制, 以保證混凝土初凝前下一層混凝土能及時覆蓋。 在澆筑過程中安排木工、 鋼筋工值班, 檢查鋼筋、 模板、 預埋件等是否出現(xiàn)異?，F(xiàn)象, 以便及時處理。

按照施工總進度計劃安排, 底板的澆筑將在秋冬季節(jié)進行。 因此, 在混凝土終凝后及時對其進行養(yǎng)護毯覆蓋, 并安排專人灑水保濕養(yǎng)護。

3.2.2 .2 船閘閘室底板施工

a. 閘室底板的施工劃分。 閘室底板, 由上游至下游依次編號為1 ~12 號閘室段, 每一閘室段根據(jù)兩條后澆帶的設置分3 塊澆筑, 先澆筑中間塊, 再澆筑兩邊兩塊, 預留出后澆帶。

b. 混凝土運輸及澆筑。 混凝土水平運輸采用混凝土攪拌運輸車, 利用從下游通往基坑的施工便道進入閘室施工區(qū)域。

混凝土澆筑采用皮帶機入倉, 閘室底板中間塊混凝土采用單臺皮帶機順水流向臺階法澆筑, 控制臺階寬度不小于2m, 層厚約50cm。

3.2.2 .3 船閘輸水廊道模板裝設

閘首輸水廊道采用木模。 模板裝設前先將輪廓線彈出, 根據(jù)結構輪廓線裝設模板, 搭設滿堂支架作為側模及頂板底模支撐。 支撐架立桿采用φ48 ×3.5mm的腳手架鋼管(頂部架設專用頂托)。 閘室輸水廊道采用移動模架配合鋼模施工。

3.2.2 .4 節(jié)制閘閘室底板施工

a. 閘室底板的施工劃分。 根據(jù)施工圖紙, 節(jié)制閘閘室段2 孔為一聯(lián), 共8 聯(lián), 底板混凝土分8 塊澆筑。 閘室底板, 由右岸至左岸依次編號為1 ~8 號閘室段, 每一閘室段底板一次性澆筑成型。

b. 混凝土運輸及澆筑。 混凝土水平運輸采用混凝土攪拌運輸車, 利用從下游通往基坑的施工便道進入閘室施工區(qū)域。

節(jié)制閘閘室底板厚度1.8m, 混凝土一次性澆筑方量小于船閘上、 下閘首單次最大的澆筑方量, 船閘閘首底板施工時的機械配置和混凝土澆筑方量完全可以滿足節(jié)制閘閘室底板的施工強度要求。 節(jié)制閘閘室底板混凝土具體澆筑及養(yǎng)護施工工藝同船閘。

3.2.2 .5 船閘閘墻和節(jié)制閘閘墩混凝土澆筑

船閘閘墻采用整體式大模板配合移動模架施工,節(jié)制閘閘墩澆筑采用組合式鋼模板。

船閘閘墻混凝土澆筑采用泵送入倉方式, 節(jié)制閘閘墩混凝土澆筑采用門機配合吊罐入倉方式, 由于澆筑高度較大, 為避免混凝土離析現(xiàn)象發(fā)生, 考慮使用串筒。 按照30cm 一層嚴格控制分層厚度, 混凝土澆筑連續(xù)不間斷, 確保在下層混凝土初凝前, 上層混凝土能夠及時覆蓋、 及時振搗。 混凝土入倉速度不宜過快, 以免對模板造成較大沖擊。 混凝土澆筑過程中安排3 ~5 名木工和鋼筋工值班, 隨時監(jiān)測模板有無跑偏和鋼筋骨架有無移動現(xiàn)象, 發(fā)現(xiàn)異常及時調整, 以保證閘墻尺寸正確無誤。 混凝土澆筑完成及時進行養(yǎng)護。

3.2.3 混凝土溫控監(jiān)測

3.2.3 .1 溫控監(jiān)測內容

溫度監(jiān)測主要內容包括環(huán)境體系溫度測量和混凝土溫度場監(jiān)測。

a. 環(huán)境體系溫度測量。 環(huán)境體系溫度監(jiān)測包括大氣溫度、 冷卻水進出水溫度測量。

大氣溫度監(jiān)測包括當?shù)丶竟?jié)溫差、 日氣溫、 寒潮等變化規(guī)律的測量。 選取代表性的冷卻水管, 在水管進水口、 出水口監(jiān)測冷卻水的溫度。

b. 混凝土溫度場監(jiān)測。 混凝土溫度場監(jiān)測是大體積混凝土溫控工作最為重要的內容之一。 需要結合溫度場的分布特征, 通過合理布置一定數(shù)量的測溫點, 監(jiān)測大體積混凝土內部的溫度場變化情況, 以指導溫控措施的實施或調整, 使溫控指標滿足要求[4]。

3.2.3 .2 溫度監(jiān)測頻率及要求

溫度監(jiān)測頻率和要求如下:

a. 混凝土澆筑溫度監(jiān)測每臺班24 次。

b. 大體積混凝土的溫度監(jiān)測持續(xù)7 天。 升溫期間, 環(huán)境溫度、 冷卻水溫度和內部溫度每15min 監(jiān)測一次, 降溫期間每天監(jiān)測24 次。 根據(jù)混凝土里表溫度監(jiān)測結果分析, 確定終止監(jiān)測的時間。 監(jiān)測的內容包括: 進、 出水管的溫度; 混凝土內部溫度; 大氣溫度; 混凝土表面溫度。

c. 同步監(jiān)測混凝土溫度、 環(huán)境大氣和冷卻水的進出水溫度。

d. 特殊情況下, 如寒潮期間, 適當加密監(jiān)測次數(shù)。

3.2.3 .3 溫度監(jiān)控測點布置

選取1/4 結構作為主要測試區(qū)域, 在該區(qū)域布置關鍵測點, 測點的布置考慮混凝土內部冷卻水管位置、 進出水口位置和溫度場的分布規(guī)律等。

4 質量控制

4.1 施工安排

a. 拌和站骨料倉設置鋼結構遮陽棚和自動噴淋系統(tǒng), 有效降低骨料表面溫度。

b. 做好地下水源和制冷設備的采備工作, 以便在持續(xù)高溫的天氣隨時可以投入使用。

4.2 內部最高溫度控制

a. 降低澆筑溫度。 通過增加運輸和入倉設備,提高混凝土澆筑能力, 縮短暴露時間; 縮短混凝土運輸時間, 減少轉運次數(shù); 高溫天氣對模板進行灑水降溫。

b. 經過分析論證認為有必要時, 摻入緩凝劑,延長混凝土凝結時間。

c. 按照施工方案進行分層施工, 并控制好分層厚度。

4.3 冷卻水管的質量控制

a. 冷卻水管使用前, 先進行壓水試驗, 避免冷卻水管后續(xù)出現(xiàn)阻水或漏水現(xiàn)象。

b. 升溫時段為形成紊流, 將通水流量的流速控制在0.65m/s 以上; 降溫時段, 控制水閥將流速減半, 用層流冷卻混凝土。

c. 冷卻管采用φ32 的黑鐵管, 管路采用回形方式, 水平鋪設且各層間水管獨立布置, 可在循環(huán)過程中根據(jù)測溫數(shù)據(jù)自動調節(jié)溫度。

d. 澆筑后12 天即可進行通水冷卻, 冷卻的前7天連續(xù)不斷通水, 當混凝土溫度下降超1.5℃/d 時停止通水。

e. 為保證混凝土水管中的水化熱和冷卻水溫最高溫度差小于25℃, 控制通水流量為20 ~25L/min,且每天4 次更換進出水流方向。

f. 控制冷卻水管進水及出水溫度差在10℃內,控制冷卻速度在0.6℃/d, 防止混凝土產生溫度裂縫。

g. 冷卻管停止通水后, 每隔12h 測量一次混凝土溫度, 直到新的澆筑層混凝土用細石混凝土將測溫孔填實封孔為止, 冷卻管應灌漿封孔, 并裁除伸出底板部分的冷卻管。

5 結 語

通過采取優(yōu)化混凝土配合比、 保溫降溫措施仿真分析和溫度場監(jiān)測控制等措施, 最大限度減小了大體積混凝土溫差影響, 減少了溫度裂縫, 確保了混凝土澆筑質量。 ■