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        航電工程墩墻混凝土外觀質量控制關鍵技術研究

        2022-10-29 10:58:54陳猛肖燦明于慶
        四川水利 2022年5期
        關鍵詞:航電鋼模板脫模劑

        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)河水運發(fā)展速度,開始了航電樞紐工程的建設。隨著經(jīng)濟社會對水運發(fā)展需求的逐步增加、水運建設投融資渠道的逐步拓展,航電樞紐建設規(guī)模進一步加大,航電樞紐工程的施工質量就顯得更加重要。航電樞紐工程主體結構中,多數(shù)為現(xiàn)澆混凝土結構,以閘墩、防洪墻等主體結構為主,為永久外露面或過流面,混凝土外觀質量要求相對較高。

        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開發(fā)的第四級航電樞紐。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。其上游與犍為梯級銜接,距上游犍為梯級約31.1km。工程開發(fā)任務以航運為主,航電結合,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,電站總裝機容量480MW,壩頂高程324.50m,壩軸線長948.87m。工程設計通航標準為Ⅲ級,可通行1000t級船隊。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。

        墩墻混凝土設計為C25三級配,抗凍防滲水要求F50W6,墩墻厚度2m~4m,最大高度43.5m,為圓弧+直面段結構。

        2 墩墻混凝土的外觀質量問題

        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量問題,若表面無裝飾,對工程的觀感影響很大。針對已經(jīng)施工的9臺機組墩墻混凝土外觀質量問題進行調(diào)查統(tǒng)計,優(yōu)良率如表1所列。與項目部質量管理要求的混凝土外觀質量優(yōu)良率不小于92%的目標仍有一定差距。

        圖1 航電樞紐墩墻常見外觀質量問題示意

        表1 外觀質量評定優(yōu)良率統(tǒng)計

        3 墩墻混凝土外觀質量控制關鍵技術研究

        3.1 研究方式

        針對航電工程中墩墻混凝土外觀質量通病問題,對關鍵施工工序采用工藝性試驗控制變量對比分析的方法,確定最優(yōu)施工技術參數(shù),包括:模板類型、堵縫方式、混凝土級配、振搗時間等。

        3.2 試驗規(guī)劃

        試驗針對墩墻混凝土外觀質量常見問題,從模板類型、堵縫方式、混凝土鋪料厚度、振搗時間等工序進行詳細的分析[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、復合膠木模板等,根據(jù)以往施工經(jīng)驗,普通組合鋼模板相比其他兩種模板缺點明顯,不具備對比試驗價值,故試驗選擇了鋁合金模板、平面大模板、定型模板、復合膠木模板等進行對比試驗。

        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,試驗將對不同堵縫材料進行對比分析。

        3.2.3 裝飾條

        針對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行對比分析。

        3.2.4 混凝土

        通過調(diào)整墩墻混凝土拌和時間、坍落度、級配等進行對比分析。

        3.2.5 鋪料厚度

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

        3.2.6 振搗時間

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

        3.2.7 其他

        通過分析混凝土初凝時間、沖毛壓力及沖毛時間,確定最優(yōu)沖毛方式。針對現(xiàn)場混凝土缺陷,對比多種修補配合比。

        3.3 試驗方案

        根據(jù)施工需求,試驗選擇5種模板類型、4種堵縫方式、3種裝飾條、3種混凝土拌和時間、3種混凝土坍落度、2種混凝土級配、2種基礎面鋪設材料、2種分層厚度、3種初振時間、2種間隔時間、3種復振時間、混凝土沖毛、缺陷處理等方面進行試驗,具體試驗內(nèi)容見表2。

        表2 試驗內(nèi)容

        工藝性試驗具體檢查方式見表3。

        表3 工藝性試驗檢查項目

        3.4 施工要求

        3.4.1 技術交底

        試驗開始前,由工程技術人員向所有施工人員進行技術交底,使其熟知各施工工序及施工要求。在關鍵工序上重點把好控制關,在主要工序上設置質檢人員全程管控。

        3.4.2 施工人員準備

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

        3.4.3 場地準備

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

        3.4.4 其他準備

        (1)對混凝土質量檢測相關儀器進行檢查;(2)根據(jù)工藝試驗方案需要,完成各類模板、脫模劑等材料的準備;(3)拌合站檢查:為保證混凝土拌和質量,對拌和站進行檢查,重點是進行校秤;(4)主要工具檢查:對振搗棒等關鍵工具進行檢查,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,質檢員檢查合格后,方可進行涂刷脫模劑施工,經(jīng)質檢檢查合格后,方可進行模板安裝。

        模板安裝過程中,嚴格控制模板接縫,以防漏漿或高低不平,模板面板拼縫高差、寬度應不大于1mm,模板間接縫高差、寬度不大于2mm;模板嚴格按照設計測量放點支立,支立固定完畢進行復測,確保模板符合試驗要求。

        混凝土澆筑過程中,指派專人監(jiān)護模板,對過程中的位移進行及時調(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,質檢員、實驗室做好混凝土骨料質量監(jiān)控,嚴禁不合格料入倉。

        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)倉面混凝土長時間堆積。澆筑混凝土時,嚴禁在倉內(nèi)加水。如發(fā)現(xiàn)混凝土和易性較差,采取加強振搗等措施,以保證質量。

        澆筑過程中,必須配備管理員、質檢員、指揮員、初振員、復振員、模板工、記錄員,管理員負責統(tǒng)籌協(xié)調(diào)工作,質檢員負責振搗質量,指揮員負責下料等指揮工作,初振員負責混凝土初振,復振員負責混凝土復振,模板工負責查看模板有無松動、位移、變形等,記錄員負責對分層厚度、初振時間、復振時間等數(shù)據(jù)進行記錄。

        3.5 工藝性試驗

        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,為保證模板打磨質量,由質檢人員進行旁站,及時指正。

        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)復合膠木模板

        ①搭設脫模劑涂刷棚:為保證試驗模板脫模劑涂刷質量,在試驗現(xiàn)場搭設脫模劑涂刷棚,以達到防風、防塵、防雨的目的。

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

        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,采用細膩泡沫找平,保證脫模劑涂刷質量。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加強巡檢:模板晾干過程中,多次巡視,充分了解脫模漆硬化時間。

        3.5.2 模板加固

        (1)鋼模板

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

        (2)復合膠木模板

        復合膠木模板采用方木+方圓扣加固,模板內(nèi)側無須設置拉筋對拉。

        3.5.3 模板拼縫處理

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

        3.5.4 裝飾條設置

        裝飾條設置主要針對木模板,分別采用:角鋼與模板進行連接、角鋼與鋼筋進行連接、PVC圓弧倒角線條3種方式進行安裝對比。

        3.5.5 混凝土澆筑

        (1)混凝土澆筑分層厚度標記

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

        (2)混凝土澆筑

        混凝土澆筑時,均由前期選定的經(jīng)驗豐富人員,根據(jù)施工參數(shù)進行澆筑,保證混凝土澆筑質量,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,采用紅色噴漆進行點位標記。

        為保證振搗時間符合要求,由質檢員使用秒表進行計時。

        (3)混凝土振搗

        根據(jù)試驗方案規(guī)劃,共進行21種振搗時間搭配進行對比,詳見表4。

        表4 振搗時間搭配組合

        (4)混凝土養(yǎng)護

        混凝土澆筑完成后,及時進行灑水養(yǎng)護并覆蓋土工布保濕。

        3.6 試驗結果與最優(yōu)施工技術參數(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

        通過對比分析拆?;炷镣庥^質量,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

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

        3.6.4 混凝土級配選擇

        通過對比分析拆?;炷镣庥^質量,三級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,混凝土外觀質量二級配混凝土明顯好于三級配,確定最優(yōu)選擇為:二級配。

        3.6.5 混凝土振搗參數(shù)

        經(jīng)過21種振搗時間搭配試驗,通過對比分析拆模混凝土外觀質量,混凝土振搗最優(yōu)技術參數(shù)為:初振20s、間隔20min、復振30s。

        4 墩墻混凝土外觀質量控制技術指標確定

        以岷江龍溪口航電樞紐工程為例,針對航電工程中墩墻混凝土外觀質量通病問題,對關鍵施工工序采用工藝性試驗控制變量對比分析的方法,最大限度地還原了墩墻結構特點和施工條件,確定了最優(yōu)施工技術參數(shù),如表5所列。

        表5 最優(yōu)技術參數(shù)

        5 結語

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

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