曹子浩,陳恒宇,向 燕

(中國(guó)水利水電第五工程局有限公司,成都 610066)

1 概述

巖壁吊車(chē)梁是抽水蓄能電站地下廠房施工的關(guān)鍵部位,位于地下廠房的上下游邊墻位置,主要應(yīng)用于地下廠房中機(jī)電設(shè)備的安裝、維修等。巖壁吊車(chē)梁施工質(zhì)量直接影響梁體受力機(jī)構(gòu),高質(zhì)量施工是后期橋機(jī)運(yùn)行安全的有利保障。

本文依托浙江天臺(tái)抽水蓄能項(xiàng)目巖壁吊車(chē)梁混凝土施工,對(duì)巖壁吊車(chē)梁鏡面混凝土施工技術(shù)進(jìn)行闡述。天臺(tái)抽水蓄能項(xiàng)目巖壁吊車(chē)梁2.85 m×1.75 m(高×寬),總長(zhǎng)351.8 m,共31倉(cāng),混凝土外觀均達(dá)到“鏡面”效果。

2 施工難點(diǎn)

(1)巖壁吊車(chē)梁混凝土影響主廠房后續(xù)開(kāi)挖施工,為滿(mǎn)足后續(xù)施工需求,巖壁吊車(chē)梁混凝土需短時(shí)間內(nèi)完成施工作業(yè),造成施工期間強(qiáng)度增大,需加大資源投入、合理規(guī)劃施工,以保證巖錯(cuò)梁混凝土施工工期要求[1]。

(2)主廠房巖壁吊車(chē)梁作為永久外露結(jié)構(gòu)面,對(duì)混凝土外觀質(zhì)量要求高。

(3)巖壁吊車(chē)梁混凝土屬于高約束區(qū)混凝土,體積大、溫升高,為了保證施工質(zhì)量,減少混凝土溫度裂縫,須嚴(yán)格控制混凝土澆筑溫度,采取適當(dāng)?shù)臏乜卮胧?。同時(shí),配合比設(shè)計(jì)需反復(fù)論證,盡量減少膠凝材料摻量,拌合過(guò)程中確保精準(zhǔn)稱(chēng)量。

(4)巖壁吊車(chē)梁鋼筋布置密集,與ABC錨桿相互交叉布置,鋼筋安裝施工難度大,制約巖壁吊車(chē)梁混凝土施工進(jìn)度。

3 施工工藝流程及要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

巖壁吊車(chē)梁混凝土施工工藝流程詳見(jiàn)圖1。

圖1 巖壁吊車(chē)梁混凝土施工工藝流程

3.2 施工要點(diǎn)

3.2.1 施工準(zhǔn)備

(1)巖壁梁混凝土在第Ⅲ層結(jié)構(gòu)預(yù)裂完成后再進(jìn)行施工,減少后續(xù)開(kāi)挖對(duì)巖壁吊車(chē)梁混凝土的干擾。

(2)采用人工清除巖壁吊車(chē)梁范圍內(nèi)巖面上的松動(dòng)巖塊、灰塵、散落的混凝土,局部遇地質(zhì)光滑巖面需進(jìn)行鑿毛,并用清水沖洗干凈,保證混凝土澆筑時(shí)巖面為濕潤(rùn)狀態(tài)。

(3)測(cè)量員根據(jù)控制點(diǎn)放出巖壁吊車(chē)梁和吊頂支撐的輪廓線,以便立模和綁扎鋼筋。

(4)在模板支撐架系底部采用開(kāi)挖石渣回填鋪筑平臺(tái),單側(cè)平臺(tái)長(zhǎng)175.9 m、寬3.0m、頂面標(biāo)高控制在高程107.200m,采用26 t振動(dòng)碾分層壓實(shí),在平臺(tái)上部澆筑一層20 cm厚的C30混凝土,作為腳手架搭設(shè)基礎(chǔ),保證腳手架基礎(chǔ)穩(wěn)定堅(jiān)實(shí)。

3.2.2 盤(pán)扣架搭設(shè)

巖壁梁混凝土施工的支撐方式:以承插型盤(pán)扣式腳手架支承為主,輔以鋼筋斜拉加固,側(cè)模用預(yù)埋拉模錨筋連接拉筋的方式固定。

模板支撐架與施工腳手架分開(kāi)搭設(shè),避免因操作不當(dāng)導(dǎo)致模板變形、移位。模板支撐架寬1.2 m,沿主副廠房軸線方向搭設(shè),立桿縱距為0.6 m、橫距為0.6 m、步距為0.9 m,連墻件間排距為3.0m×3.0m、呈梅花形布置?？v向每隔6.0m設(shè)置一道橫向剪刀撐;洞軸線側(cè)每隔2.4m設(shè)置一道縱向剪刀撐,頂部設(shè)置可調(diào)托撐、下部設(shè)置可調(diào)底座。施工腳手架立桿縱距為0.9 m、橫距為0.9 m、步距為0.9 m,采用φ48 mm鋼管與邊墻錨桿固定連接。

主副廠房上、下游巖壁吊車(chē)梁共設(shè)置4處固定斜梯為安全通道,安全通道采用盤(pán)扣架架設(shè),其安全通道坡比按照1∶3控制,爬梯兩側(cè)設(shè)置扶手欄桿,底部設(shè)置踢腳板。

3.2.3 鋼筋安裝

鋼筋安裝前在巖壁吊車(chē)梁巖臺(tái)處設(shè)置架立筋,架立筋采用φ16鋼筋20 cm×20 cm網(wǎng)狀布置在混凝土接觸巖面位置,架立筋通過(guò)焊接形成整體,設(shè)置30 cm插筋進(jìn)行固定(入巖20 cm),并與ABC錨桿交叉位置通過(guò)8#鐵絲綁扎固定。

保護(hù)層采用強(qiáng)度不低于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土墊塊,設(shè)置在鋼筋與模板之間?；炷翂|塊現(xiàn)場(chǎng)加工制作,制作時(shí)在墊塊模具內(nèi)埋設(shè)20 cmφ16鋼筋,便于與結(jié)構(gòu)鋼筋焊接固定。墊塊安裝時(shí)采用交錯(cuò)布置,間隔1.5 m。

鋼筋安裝前檢查成品鋼筋型號(hào)規(guī)格、外形尺寸和數(shù)量等是否與設(shè)計(jì)圖紙及配料單相符;測(cè)量放樣的架立筋位置、每肢鋼筋安裝位置是否準(zhǔn)確。檢查合格后進(jìn)行鋼筋逐肢拼裝。首先,依次將C28、C25結(jié)構(gòu)筋擺放在架立筋上并綁扎固定;同時(shí),將巖壁吊車(chē)梁斜面部分C16箍筋按由下至上的順序套至結(jié)構(gòu)筋底端,結(jié)構(gòu)筋固定后,先安裝底部斜面箍筋,再安裝上部箍筋,最后將C22水平縱向鋼筋穿至各層箍筋位置并綁扎固定。水平縱向鋼筋采用焊接的方式進(jìn)行安裝便于后續(xù)的鋼筋連續(xù)作業(yè)。

3.2.4 模板施工

巖壁吊車(chē)梁混凝土澆筑模板采用平整度、強(qiáng)度較好的木模板+PE板,倉(cāng)面內(nèi)不設(shè)拉筋。端模采用免拆模板,便于鋼筋連續(xù)安裝施工不受堵頭模板施工影響。底模在盤(pán)扣架上布置角鋼支撐桁架,以進(jìn)行底模加固。為保證底模安裝平順,在上鋼筋之前根據(jù)測(cè)量放樣點(diǎn)定出巖壁吊車(chē)梁底部邊線,用砂漿進(jìn)行巖面找平。模板在拼裝場(chǎng)地提前拼裝完成,要求木模板拼裝平整無(wú)錯(cuò)臺(tái),PE板錯(cuò)縫平鋪于木模板上。待鋼筋綁扎完成、支撐桁架安裝就位后開(kāi)始安裝底模及側(cè)模。

巖壁吊車(chē)梁模板采用外拉內(nèi)撐的方式進(jìn)行加固,在模板外側(cè)水平方向布置[10槽鋼,間距45 cm;豎向布置雙拼I16槽鋼,間距1m。拉筋采用20的精軋螺紋鋼及對(duì)應(yīng)的螺母,墊板采用15 cm×15 cm的鋼板,厚度為1.5 cm。為方便模板加固,在每2根槽鋼中間增加1根50 mm×10 mm方木。堵頭模板采用5 cm×10 cm@30 cm方木作為背帶,背帶后采用φ48 mm×3.6 mm@80 cm鋼管和φ12拉筋進(jìn)行加固。鍵槽及模板縫間采用雙面膠填滿(mǎn)、密封。

3.2.5 埋件安裝

巖壁吊車(chē)梁混凝土內(nèi)預(yù)埋件包括冷卻水管、接地扁鋼、排水管、照明管路和橋機(jī)軌道埋件等。

預(yù)埋件安裝時(shí)先由測(cè)量人員按照設(shè)計(jì)圖紙所示預(yù)埋件位置分類(lèi)計(jì)算預(yù)埋件放樣數(shù)據(jù),現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地按照審核的預(yù)埋件放樣數(shù)據(jù)放樣中心點(diǎn),采用紅色噴漆標(biāo)定在鋼筋網(wǎng)或模板上,管線預(yù)埋件按照?qǐng)D紙所示預(yù)埋件位置分別在模板上開(kāi)孔。橋機(jī)軌道螺栓連接件采用手工電弧焊固定在鋼筋網(wǎng)上,照明埋管、觀測(cè)埋管、排水管埋件穿越鋼筋網(wǎng)的位置設(shè)置“井”字加強(qiáng)筋固定,采用手工電弧焊固定在鋼筋網(wǎng)上,上、下端口頂在模板面上并密封。

混凝土在澆筑過(guò)程中,振動(dòng)棒避免與預(yù)埋件直接接觸,在預(yù)埋件附近,需小心謹(jǐn)慎,邊振搗邊觀察預(yù)埋件,及時(shí)校正預(yù)埋件位置,保證其不產(chǎn)生過(guò)大位移?；炷脸尚秃?需加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù),防止混凝土產(chǎn)生干縮變形引起預(yù)埋件內(nèi)空鼓,同時(shí),拆模要先拆側(cè)面模板,放松螺栓等固定裝置,輕擊預(yù)埋件處模板,待松勁后拆除,以防拆除模板時(shí)因混凝土強(qiáng)度過(guò)低而破壞錨筋與混凝土之間的握裹力,從而確保預(yù)埋件施工質(zhì)量。

3.2.6 混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

混凝土施工采取跳倉(cāng)澆筑,相鄰混凝土塊間歇齡期為7 d,每倉(cāng)鋼筋預(yù)留4～5根鋼筋不綁扎固定,作為倉(cāng)面清理的進(jìn)人孔,倉(cāng)面清理完成后再按照鋼筋安裝要求綁扎或手工電弧焊接固定。

混凝土采用25 t汽車(chē)吊配合1.0m3側(cè)斜式放料吊罐垂直運(yùn)輸入倉(cāng),混凝土分層澆筑、薄層平鋪、對(duì)稱(chēng)下料,最大攤鋪厚度控制在30 cm左右,澆筑時(shí)由一端向另一端逐層推進(jìn),混凝土入倉(cāng)后及時(shí)采用φ50振搗棒平倉(cāng)振搗,不得堆積。澆筑過(guò)程中發(fā)現(xiàn)骨料堆積,采用人工及時(shí)清理,使其均勻分布在砂漿較多處,不得用水泥砂漿覆蓋,以免造成局部混凝土缺陷。

澆筑過(guò)程中,安排模板工和鋼筋工對(duì)倉(cāng)位進(jìn)行巡視檢查,發(fā)現(xiàn)變形、漏漿、異響等異常情況及時(shí)處理,同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢人員采用溫度計(jì)監(jiān)測(cè)混凝土澆筑時(shí)的溫度變化情況并做好記錄[2]。

采用φ70型插入式振搗器配合φ50型插入式振搗器及時(shí)振搗混凝土,φ70型振搗器用于倉(cāng)面大面積振搗,φ50型振搗器對(duì)倉(cāng)面邊角模板邊緣等狹小區(qū)域進(jìn)行輔助振搗。在混凝土澆筑過(guò)程中安排專(zhuān)人每平鋪一層混凝土后,及時(shí)對(duì)模板上部迸濺在模板上的水泥漿進(jìn)行擦除,保證模板的清潔。

混凝土運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后,項(xiàng)目部試驗(yàn)人員針對(duì)開(kāi)倉(cāng)部位按照規(guī)范要求現(xiàn)場(chǎng)成型混凝土抗壓標(biāo)準(zhǔn)試件及同期養(yǎng)護(hù)試件(兩者均不少于1組),其中混凝土抗壓標(biāo)準(zhǔn)試件作為甲供混凝土質(zhì)量校核試樣,同期養(yǎng)護(hù)試件作為混凝土養(yǎng)護(hù)效果、確定最佳拆模時(shí)間的驗(yàn)查試樣。

混凝土封倉(cāng)后12 h左右在混凝土頂面覆蓋養(yǎng)護(hù)毯并灑水養(yǎng)護(hù),灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28 d。

3.2.7 混凝土溫控措施

巖壁吊車(chē)梁混凝土屬于高約束區(qū)混凝土,體積大、溫升高,為了保證施工質(zhì)量,降低混凝土水化熱,采取一定溫控措施可以有效解決水化熱反應(yīng),比如澆筑預(yù)冷混凝土、在混凝土內(nèi)不埋設(shè)冷卻水管、布置冷水機(jī)組,進(jìn)行通水冷卻,降低混凝土內(nèi)部溫度。

(1)控制混凝土溫度

廠房巖壁吊車(chē)梁混凝土計(jì)劃在12月-翌年1月澆筑。技術(shù)要求規(guī)定混凝土入倉(cāng)溫度嚴(yán)格控制在18 ℃以下,內(nèi)外溫差小于20 ℃。根據(jù)往年混凝土澆筑溫度記錄顯示,混凝土入倉(cāng)溫度普遍在15～18 ℃,滿(mǎn)足巖壁吊車(chē)梁混凝土澆筑溫度要求。當(dāng)混凝土溫度超過(guò)18 ℃時(shí),拌合站增加冷水機(jī)組,采用冷卻水進(jìn)行混凝土拌合,并對(duì)骨料進(jìn)行冷水沖洗降溫。

(2)混凝土澆筑過(guò)程中的溫度控制

開(kāi)倉(cāng)前要編制倉(cāng)面設(shè)計(jì),并將施工方法、資源投入、質(zhì)量要求、倉(cāng)面規(guī)劃等內(nèi)容體現(xiàn)在倉(cāng)面工藝設(shè)計(jì)中,進(jìn)而指導(dǎo)作業(yè)隊(duì)施工[3]。為了保證混凝土澆筑過(guò)程中的溫度控制,采用小分層鋪筑的方法進(jìn)行施工,分層厚度按30 cm控制;同時(shí),為減少混凝土層間間隔時(shí)間,要保證混凝土入倉(cāng)強(qiáng)度,進(jìn)而改善混凝土層間結(jié)合質(zhì)量。

(3)通水冷卻

通水冷卻主要用于控制最高溫度、基礎(chǔ)溫差和內(nèi)外溫差在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi),將混凝土冷卻到要求的溫度。為了防止通水冷卻時(shí)水溫與混凝土溫差過(guò)大、冷卻速度過(guò)快和冷卻幅度太大而造成混凝土產(chǎn)生溫度裂縫,冷卻過(guò)程中要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)冷卻水溫、流速、時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。在混凝土開(kāi)始澆筑即開(kāi)始初期通水,通水時(shí)間一般為14 d?；炷翜囟扰c水溫之差不超過(guò)25 ℃,冷卻水溫度不高于22 ℃,通水流量1.5～2.0m3/h,冷卻時(shí)混凝土日降溫不應(yīng)超過(guò)0.5～1.0 ℃,冷卻水進(jìn)出口方向應(yīng)24 h交換一次。

(4)溫度監(jiān)測(cè)

在每倉(cāng)混凝土內(nèi)埋設(shè)3支無(wú)線溫度采集器,對(duì)混凝土內(nèi)部溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè),在開(kāi)始澆筑的3 d內(nèi)應(yīng)每隔4 h監(jiān)測(cè)一次,3 d后每天至少測(cè)溫2次?；炷翝仓陂g按每4 h/次頻率監(jiān)測(cè)原材料溫度、倉(cāng)內(nèi)外空氣溫度、出機(jī)口溫度、入倉(cāng)溫度等,并對(duì)冷卻水進(jìn)出口溫度、壓力、流量及混凝土內(nèi)部溫度變化過(guò)程等內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄,同時(shí),做好相關(guān)數(shù)據(jù)分析,針對(duì)溫度變化情況及時(shí)調(diào)整相關(guān)溫控措施。溫度計(jì)埋設(shè)位置詳見(jiàn)圖2。

圖2 溫度計(jì)埋設(shè)位置

4 關(guān)鍵施工技術(shù)

(1)在原木模板表面增加一層3 mm厚PE板,PE板具有韌性高、抗拉、耐腐蝕、耐低溫、耐磨性能好等特點(diǎn);PE板與原模板縫交錯(cuò)布置,可有效減小錯(cuò)臺(tái)和模板縫,提高巖錨梁模板平整度;PE板表面光滑,表面具有一層保護(hù)膜在模板安裝前拆去,無(wú)需再涂刷脫模劑即可達(dá)到鏡面效果。

(2)在混凝土澆筑過(guò)程中安排專(zhuān)人每平鋪一層混凝土后,及時(shí)對(duì)模板上部迸濺在模板上的水泥漿進(jìn)行擦除,保證模板的清潔。

(3)加強(qiáng)混凝土振搗控制,靠模板側(cè)采用小型號(hào)的混凝土振搗器進(jìn)行振搗,同時(shí),固定有經(jīng)驗(yàn)的振搗工對(duì)模板側(cè)進(jìn)行振搗施工。

(4)采用自制混凝土墊塊,混凝土墊塊制作時(shí)先預(yù)埋設(shè)20 cmφ16鋼筋,與結(jié)構(gòu)鋼筋焊接固定,增強(qiáng)墊塊支撐強(qiáng)度,避免鋼筋露筋。

(5)模板支撐體系采用定型鋼支撐,在混凝土倉(cāng)外設(shè)置拉筋,避免了混凝土后期拉筋處理問(wèn)題,大大提高了混凝土外觀質(zhì)量。

(6)加強(qiáng)巖錨梁混凝土溫度監(jiān)測(cè),根據(jù)溫控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整溫控措施,溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用多路遠(yuǎn)程防水型無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)儀,可以保證數(shù)據(jù)及時(shí)收集分析,電源采用24V的固定蓄能電池確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定接收。

(7)巖梁混凝土水泥用量較大,因而混凝土水化熱溫升較大,為避免溫度應(yīng)力超限導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂,施工應(yīng)采取必要的溫控措施,混凝土入倉(cāng)溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在18 ℃以下,混凝土內(nèi)外溫差小于20 ℃,當(dāng)混凝土與冷卻水溫度差超過(guò)20 ℃后,應(yīng)立即停止通水冷卻并做好外部保溫,有條件的可以通溫水冷卻。

5 結(jié)語(yǔ)

目前我國(guó)的風(fēng)、光等新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,處于綠色低碳能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期。根據(jù)新能源產(chǎn)能的特點(diǎn),需要調(diào)節(jié)電源進(jìn)行輔助以保證產(chǎn)能的有效運(yùn)用,避免資源浪費(fèi),進(jìn)而對(duì)抽水蓄能開(kāi)發(fā)提出更高需求。巖壁吊車(chē)梁作為抽蓄電站地下廠房施工的重中之重,也是地下廠房質(zhì)量控制重點(diǎn),通過(guò)巖壁吊車(chē)梁施工技術(shù)研究,總結(jié)形成優(yōu)異的巖壁吊車(chē)梁鏡面混凝土施工工藝,進(jìn)而打造高質(zhì)量、強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)的精品抽蓄產(chǎn)業(yè)品牌。