陳猛，肖燦明，于慶

(中國水利水電第五工程局有限公司，成都，610066)

改革開放以后，為加快內(nèi)河水運(yùn)發(fā)展速度，開始了航電樞紐工程的建設(shè)。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)水運(yùn)發(fā)展需求的逐步增加、水運(yùn)建設(shè)投融資渠道的逐步拓展，航電樞紐建設(shè)規(guī)模進(jìn)一步加大，航電樞紐工程的施工質(zhì)量就顯得更加重要。航電樞紐工程主體結(jié)構(gòu)中，多數(shù)為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，以閘墩、防洪墻等主體結(jié)構(gòu)為主，為永久外露面或過流面，混凝土外觀質(zhì)量要求相對(duì)較高。

1 工程概況

岷江龍溪口航電樞紐工程位于岷江樂山至宜賓中下游河段，是規(guī)劃的岷江樂山至宜賓段航電梯級(jí)開發(fā)的第四級(jí)航電樞紐。閘址位于四川省樂山市犍為縣境內(nèi)，樞紐布置于犍為縣新民上游約600m～800m的岷江河段。其上游與犍為梯級(jí)銜接，距上游犍為梯級(jí)約31.1km。工程開發(fā)任務(wù)以航運(yùn)為主，航電結(jié)合，兼顧防洪、供水、環(huán)保等綜合利用。龍溪口航電樞紐工程為Ⅱ等大(2)型工程，電站總裝機(jī)容量480MW，壩頂高程324.50m，壩軸線長948.87m。工程設(shè)計(jì)通航標(biāo)準(zhǔn)為Ⅲ級(jí)，可通行1000t級(jí)船隊(duì)。樞紐主要建筑物包括船閘、泄洪閘、發(fā)電廠房、混凝土接頭重力壩、魚道等。

墩墻混凝土設(shè)計(jì)為C25三級(jí)配，抗凍防滲水要求F50W6，墩墻厚度2m～4m，最大高度43.5m，為圓弧+直面段結(jié)構(gòu)。

2 墩墻混凝土的外觀質(zhì)量問題

墩墻混凝土施工中容易出現(xiàn)蜂窩、麻面、外觀顏色色差大等質(zhì)量問題，若表面無裝飾，對(duì)工程的觀感影響很大。針對(duì)已經(jīng)施工的9臺(tái)機(jī)組墩墻混凝土外觀質(zhì)量問題進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，優(yōu)良率如表1所列。與項(xiàng)目部質(zhì)量管理要求的混凝土外觀質(zhì)量優(yōu)良率不小于92%的目標(biāo)仍有一定差距。

圖1 航電樞紐墩墻常見外觀質(zhì)量問題示意

表1 外觀質(zhì)量評(píng)定優(yōu)良率統(tǒng)計(jì)

3 墩墻混凝土外觀質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1 研究方式

針對(duì)航電工程中墩墻混凝土外觀質(zhì)量通病問題，對(duì)關(guān)鍵施工工序采用工藝性試驗(yàn)控制變量對(duì)比分析的方法，確定最優(yōu)施工技術(shù)參數(shù)，包括：模板類型、堵縫方式、混凝土級(jí)配、振搗時(shí)間等。

3.2 試驗(yàn)規(guī)劃

試驗(yàn)針對(duì)墩墻混凝土外觀質(zhì)量常見問題，從模板類型、堵縫方式、混凝土鋪料厚度、振搗時(shí)間等工序進(jìn)行詳細(xì)的分析[1]。

3.2.1 模板類型

墩墻混凝土模板可以選擇普通組合鋼模板、鋁合金模板、平面大模板、定型鋼模板、復(fù)合膠木模板等，根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，普通組合鋼模板相比其他兩種模板缺點(diǎn)明顯，不具備對(duì)比試驗(yàn)價(jià)值，故試驗(yàn)選擇了鋁合金模板、平面大模板、定型模板、復(fù)合膠木模板等進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。

3.2.2 堵縫材料

墩墻混凝土相接模板間堵縫方式有雙面膠[2]、泡沫膠、砂漿、聚乙烯泡沫板等方式，試驗(yàn)將對(duì)不同堵縫材料進(jìn)行對(duì)比分析。

3.2.3 裝飾條

針對(duì)墩墻混凝土陽角及模板拼縫位置，選擇角鋼、PVC圓弧倒角線條等裝飾條進(jìn)行對(duì)比分析。

3.2.4 混凝土

通過調(diào)整墩墻混凝土拌和時(shí)間、坍落度、級(jí)配等進(jìn)行對(duì)比分析。

3.2.5 鋪料厚度

結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，墩墻混凝土澆筑一般采用φ100振搗棒進(jìn)行平倉振搗，作用半徑為50cm，故試驗(yàn)分層厚度為40cm、50cm兩種[3]，離模板距離為2cm、5cm、10cm。

3.2.6 振搗時(shí)間

根據(jù)相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)(參考白鶴灘工程)，混凝土初振時(shí)間分60s、80s、90s三種，復(fù)振時(shí)間分30s、50s、60s三種，初振與復(fù)振間隔時(shí)間分20min、30min兩種[4]。

3.2.7 其他

通過分析混凝土初凝時(shí)間、沖毛壓力及沖毛時(shí)間，確定最優(yōu)沖毛方式。針對(duì)現(xiàn)場混凝土缺陷，對(duì)比多種修補(bǔ)配合比。

3.3 試驗(yàn)方案

根據(jù)施工需求，試驗(yàn)選擇5種模板類型、4種堵縫方式、3種裝飾條、3種混凝土拌和時(shí)間、3種混凝土坍落度、2種混凝土級(jí)配、2種基礎(chǔ)面鋪設(shè)材料、2種分層厚度、3種初振時(shí)間、2種間隔時(shí)間、3種復(fù)振時(shí)間、混凝土沖毛、缺陷處理等方面進(jìn)行試驗(yàn)，具體試驗(yàn)內(nèi)容見表2。

表2 試驗(yàn)內(nèi)容

工藝性試驗(yàn)具體檢查方式見表3。

表3 工藝性試驗(yàn)檢查項(xiàng)目

3.4 施工要求

3.4.1 技術(shù)交底

試驗(yàn)開始前，由工程技術(shù)人員向所有施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，使其熟知各施工工序及施工要求。在關(guān)鍵工序上重點(diǎn)把好控制關(guān)，在主要工序上設(shè)置質(zhì)檢人員全程管控。

3.4.2 施工人員準(zhǔn)備

操作人員實(shí)行定人定崗，為保證工藝試驗(yàn)順利開展，選擇7名具有豐富施工經(jīng)驗(yàn)的操作工人，平均從業(yè)時(shí)間20a，其中部分工人參與了白鶴灘鏡面混凝土施工。

3.4.3 場地準(zhǔn)備

根據(jù)試驗(yàn)需求規(guī)劃場地尺寸為30m×30m，場地基礎(chǔ)平整、碾壓后，采用C20二級(jí)配混凝土硬化，厚度為30cm?；炷琳駬v完成后，使用收面機(jī)進(jìn)行第一次收面，初凝前由人工進(jìn)行第二次收面。

3.4.4 其他準(zhǔn)備

(1)對(duì)混凝土質(zhì)量檢測相關(guān)儀器進(jìn)行檢查；(2)根據(jù)工藝試驗(yàn)方案需要，完成各類模板、脫模劑等材料的準(zhǔn)備；(3)拌合站檢查：為保證混凝土拌和質(zhì)量，對(duì)拌和站進(jìn)行檢查，重點(diǎn)是進(jìn)行校秤；(4)主要工具檢查：對(duì)振搗棒等關(guān)鍵工具進(jìn)行檢查，確保施工工具滿足施工需要。

3.4.5 模板工程

模板采用二次打磨工藝，質(zhì)檢員檢查合格后，方可進(jìn)行涂刷脫模劑施工，經(jīng)質(zhì)檢檢查合格后，方可進(jìn)行模板安裝。

模板安裝過程中，嚴(yán)格控制模板接縫，以防漏漿或高低不平，模板面板拼縫高差、寬度應(yīng)不大于1mm，模板間接縫高差、寬度不大于2mm；模板嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)測量放點(diǎn)支立，支立固定完畢進(jìn)行復(fù)測，確保模板符合試驗(yàn)要求。

混凝土澆筑過程中，指派專人監(jiān)護(hù)模板，對(duì)過程中的位移進(jìn)行及時(shí)調(diào)整及加固。

3.4.6 混凝土澆筑

墩墻混凝土統(tǒng)一由左岸拌和站集中供應(yīng)，質(zhì)檢員、實(shí)驗(yàn)室做好混凝土骨料質(zhì)量監(jiān)控，嚴(yán)禁不合格料入倉。

采取液壓反鏟入倉，混凝土入倉后立即平倉振搗，不允許出現(xiàn)倉面混凝土長時(shí)間堆積。澆筑混凝土?xí)r，嚴(yán)禁在倉內(nèi)加水。如發(fā)現(xiàn)混凝土和易性較差，采取加強(qiáng)振搗等措施，以保證質(zhì)量。

澆筑過程中，必須配備管理員、質(zhì)檢員、指揮員、初振員、復(fù)振員、模板工、記錄員，管理員負(fù)責(zé)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)工作，質(zhì)檢員負(fù)責(zé)振搗質(zhì)量，指揮員負(fù)責(zé)下料等指揮工作，初振員負(fù)責(zé)混凝土初振，復(fù)振員負(fù)責(zé)混凝土復(fù)振，模板工負(fù)責(zé)查看模板有無松動(dòng)、位移、變形等，記錄員負(fù)責(zé)對(duì)分層厚度、初振時(shí)間、復(fù)振時(shí)間等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。

3.5 工藝性試驗(yàn)

3.5.1 模板處理

(1)鋼模板

①鋼模板打磨：采用鋼絲輪打磨模板，為保證模板打磨質(zhì)量，由質(zhì)檢人員進(jìn)行旁站，及時(shí)指正。

②鋼模板涂刷脫模劑：主要脫模劑包括：脫模漆、乳化油類脫模劑、色拉油、液壓油。為防止二次污染，模板打磨涂刷脫模劑完成后，采用熟料薄膜覆蓋模板表面。

(2)復(fù)合膠木模板

①搭設(shè)脫模劑涂刷棚：為保證試驗(yàn)?zāi)０迕撃┩克①|(zhì)量，在試驗(yàn)現(xiàn)場搭設(shè)脫模劑涂刷棚，以達(dá)到防風(fēng)、防塵、防雨的目的。

②模板清理：運(yùn)至現(xiàn)場的模板必須放在脫模劑涂刷棚內(nèi)進(jìn)行清理，采用抹布加水進(jìn)行清洗。

③模板晾干：模板清理完成后，必須放置1d以上，保證模板表面自然風(fēng)干。

④涂刷脫模劑：采用兩次涂刷工藝，第一遍，采用滾筒涂刷，第二遍，采用細(xì)膩泡沫找平，保證脫模劑涂刷質(zhì)量。脫模劑涂刷完成后，將模板架空，放置兩至三天，保證脫模漆已經(jīng)完全晾干。

⑤加強(qiáng)巡檢：模板晾干過程中，多次巡視，充分了解脫模漆硬化時(shí)間。

3.5.2 模板加固

(1)鋼模板

鋼模板均采用對(duì)拉螺桿加固，為保證大模板陽角加固效果，大模板四個(gè)角增加開孔，使用螺栓進(jìn)行固定。

(2)復(fù)合膠木模板

復(fù)合膠木模板采用方木+方圓扣加固，模板內(nèi)側(cè)無須設(shè)置拉筋對(duì)拉。

3.5.3 模板拼縫處理

為防止混凝土澆筑時(shí)漏漿，分別采用砂漿、止?jié){條、泡沫膠、聚氯乙烯泡沫板4種材料對(duì)模板拼縫進(jìn)行堵縫處理。

3.5.4 裝飾條設(shè)置

裝飾條設(shè)置主要針對(duì)木模板，分別采用：角鋼與模板進(jìn)行連接、角鋼與鋼筋進(jìn)行連接、PVC圓弧倒角線條3種方式進(jìn)行安裝對(duì)比。

3.5.5 混凝土澆筑

(1)混凝土澆筑分層厚度標(biāo)記

為保證混凝土分層厚度符合要求，在模板四個(gè)面均使用噴漆根據(jù)澆筑層厚做標(biāo)記。

(2)混凝土澆筑

混凝土澆筑時(shí)，均由前期選定的經(jīng)驗(yàn)豐富人員，根據(jù)施工參數(shù)進(jìn)行澆筑，保證混凝土澆筑質(zhì)量，為避免混凝土澆筑過程模板二次污染，在未澆筑混凝土的模板覆蓋彩條布。

為保證振搗間距滿足要求，采用紅色噴漆進(jìn)行點(diǎn)位標(biāo)記。

為保證振搗時(shí)間符合要求，由質(zhì)檢員使用秒表進(jìn)行計(jì)時(shí)。

(3)混凝土振搗

根據(jù)試驗(yàn)方案規(guī)劃，共進(jìn)行21種振搗時(shí)間搭配進(jìn)行對(duì)比，詳見表4。

表4 振搗時(shí)間搭配組合

(4)混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成后，及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)并覆蓋土工布保濕。

3.6 試驗(yàn)結(jié)果與最優(yōu)施工技術(shù)參數(shù)

3.6.1 模板選型

鋁模板拼縫較多，陽角處局部不規(guī)則；復(fù)合膠木模板，易變形；平面大模板拼縫少，且陽角處較規(guī)則，因此，優(yōu)先選擇3m×3.1m平面大模板。

3.6.2 脫模劑選擇

通過對(duì)比分析拆模混凝土外觀質(zhì)量，確定最優(yōu)選擇為：乳化油類脫模劑。

3.6.3 模板拼縫止?jié){材料選擇

通過對(duì)比分析拆?；炷镣庥^質(zhì)量，確定最優(yōu)選擇為：砂漿堵縫。

3.6.4 混凝土級(jí)配選擇

通過對(duì)比分析拆模混凝土外觀質(zhì)量，三級(jí)配混凝土模板附近均存在粗骨料外露，平整度較差，且外觀顏色深淺不一，混凝土外觀質(zhì)量二級(jí)配混凝土明顯好于三級(jí)配，確定最優(yōu)選擇為：二級(jí)配。

3.6.5 混凝土振搗參數(shù)

經(jīng)過21種振搗時(shí)間搭配試驗(yàn)，通過對(duì)比分析拆模混凝土外觀質(zhì)量，混凝土振搗最優(yōu)技術(shù)參數(shù)為：初振20s、間隔20min、復(fù)振30s。

4 墩墻混凝土外觀質(zhì)量控制技術(shù)指標(biāo)確定

以岷江龍溪口航電樞紐工程為例，針對(duì)航電工程中墩墻混凝土外觀質(zhì)量通病問題，對(duì)關(guān)鍵施工工序采用工藝性試驗(yàn)控制變量對(duì)比分析的方法，最大限度地還原了墩墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工條件，確定了最優(yōu)施工技術(shù)參數(shù)，如表5所列。

表5 最優(yōu)技術(shù)參數(shù)

5 結(jié)語

墩墻混凝土外觀施工質(zhì)量是航電工程質(zhì)量建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。岷江龍溪口航電樞紐工程建設(shè)中，利用工藝性對(duì)比試驗(yàn)，探索出關(guān)鍵工序最優(yōu)施工參數(shù)指導(dǎo)施工，提高了閘墩混凝土外觀質(zhì)量的優(yōu)良率，積累了閘墩混凝土薄弱部位施工經(jīng)驗(yàn)，為本行業(yè)后續(xù)類似工程施工提供了重要的技術(shù)支持。