積石峽水電站面板混凝土裂縫預(yù)防措施

許建軍

（黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司，青海 西寧 81008)）

積石峽水電站面板混凝土裂縫預(yù)防措施

許建軍

（黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司，青海 西寧 81008)）

積石峽水電站大壩采用混凝土面板堆石壩型式，施工過程中，通過前期配合比試驗(yàn)、施工過程工藝控制、施工后養(yǎng)護(hù)等全過程控制措施，有效預(yù)防了面板混凝土裂縫的發(fā)生。

高寒地區(qū)；面板混凝土；裂縫；預(yù)防措施

1 工程概況

積石峽水電站位于青海省循化縣境內(nèi)積石峽出口處，是黃河上游龍羊峽～青銅峽河段規(guī)劃 25座水電站的第 11 座，該工程主要任務(wù)是發(fā)電。積石峽水庫為日調(diào)節(jié)水庫，正常蓄水位 1856m，最大壩高 100m，總庫容 2.635 億 m3，最大發(fā)電水頭73m，總裝機(jī)容量 1020MW，保證出力 332.3 MW，多年平均發(fā)電量 33.63 億 kW·h。

大壩采用混凝土面板堆石壩型式，壩頂高程為 1861.0m，最大壩高 103m，面板混凝土，面板設(shè)計(jì)分塊共計(jì) 36 塊，其中分縫 6m 寬 16 塊，12m寬 17 塊，壩右三角塊 5.86m，壩左三角塊 5.58m和壩左高趾墻一塊 4.47m，最大分縫長度 172.4 m，其中 12m 寬面板 2160m，6m 寬面板 1750 m。面板為不等厚結(jié)構(gòu)，頂部厚 30cm，底部厚58.8cm。

2 面板混凝土配合比的研究

配合比的選擇是混凝土裂縫預(yù)防的基礎(chǔ)，為了做好該項(xiàng)工作，施工準(zhǔn)備階段業(yè)主多家科研單位同步開展了面板混凝土配合比試驗(yàn)研究工作。主要通過對(duì)混凝土各種摻配材料的優(yōu)選及摻配比例的擬定、混凝土抗裂能力分析和混凝土配合比的 3d、7d 的不同抗裂指標(biāo)進(jìn)行分析，從而確定推薦配合比。

通過對(duì)推薦配合比進(jìn)行多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，分析原材料、拌合物塌落度、含氣量延時(shí)損失、抗裂及混凝土力學(xué)性能等多項(xiàng)指標(biāo)，最終確定了施工配合比（見表 1），并對(duì)施工過程中混凝土施工性能控制指標(biāo)、內(nèi)外溫差控制給出了指導(dǎo)意見。

表1 面板混凝土施工配合比

施工前，通過現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試驗(yàn)，確定使用試驗(yàn)編號(hào) H17（江蘇博特外加劑）配合比的面板 23 倉，使用試驗(yàn)編號(hào) H35（山西黃河外加劑）配合比的面板 13倉。

3 施工布置及施工工藝

3.1 施工布置

壩體填筑到 1857m 高程時(shí)，壩面寬度為15.48 m，碾壓整平后做為面板混凝土施工平臺(tái)，進(jìn)行混凝土運(yùn)輸?shù)缆?、風(fēng)水電路、滑模卷揚(yáng)機(jī)、鋼筋堆放、壩面防護(hù)欄桿、安全文明標(biāo)示及拌合站等的布置。

3.2 施工工藝

面板施工工藝流程如圖1所示。為了降低混凝土面板的裂縫，重點(diǎn)進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的控制。

1）設(shè)置壩頂拌合站。縮短混凝土運(yùn)距，減少塌落度損失。為了縮短面板混凝土的運(yùn)距，經(jīng)過前期現(xiàn)場(chǎng)勘查討論，在壩頂右岸建立混凝土拌合站，拌和機(jī)采用 2 臺(tái) JS750，配料機(jī)采用 1 臺(tái) PDL1600 ，理論生產(chǎn)量為每小時(shí) 35m3，拌合站距混凝土入倉口最大水平距離約 300m。

圖1 工藝流程圖

2）加強(qiáng)上游坡面處理。為減少上游坡面對(duì)面板混凝土的約束而產(chǎn)生裂縫的可能性，積石峽水電站對(duì)上游坡面進(jìn)行了處理，具體做法為：在上游坡面按 3m×3m 方格網(wǎng)進(jìn)行平整度測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，對(duì)法線方向誤差在+5cm 以上的坡面進(jìn)行打鑿處理，對(duì)低于-5cm 的部位進(jìn)行砂漿補(bǔ)填，對(duì)于每層擠壓墻搭接處出現(xiàn)的大于 1cm 的錯(cuò)臺(tái)進(jìn)行削除并用砂漿抹平。然后在擠壓墻表面噴涂1mm 厚的陽離子乳化瀝青,以減少面板接觸基面的摩阻和約束，防止應(yīng)力集中。

3）嚴(yán)格控制混凝土拌制時(shí)間。為了保證混凝土外加劑在拌制過程中充分?jǐn)嚢杈鶆?，保證混凝土施工質(zhì)量，根據(jù)混凝土面板配合比試驗(yàn)，混凝土的投料順序?yàn)樯笆橇?、外加劑、水泥、粉煤灰、水，混凝土攪拌時(shí)間為 150s。項(xiàng)目部在拌合機(jī)操作間安裝了時(shí)間繼電器和指示燈，以便操作人員對(duì)拌合時(shí)間的控制。

4）嚴(yán)格控制混凝土坍落度。由于細(xì)集料含水量的不穩(wěn)定，影響混凝土拌合物塌落度的控制難度。為保證細(xì)集料含水率的穩(wěn)定性，積石峽水電站主要采取的措施為：①對(duì)細(xì)集料進(jìn)行在壩后另設(shè)存量較大的堆料倉，二次倒運(yùn)至壩頂拌合站。②拌合站操作人員對(duì)每一批細(xì)集料根據(jù)質(zhì)檢站提供的配料單及時(shí)調(diào)整加水量（加水時(shí)間控制）。

對(duì)出現(xiàn)的塌落度超限的混凝土禁止入倉，作為廢料進(jìn)行處理。

5）嚴(yán)把混凝土振搗質(zhì)量關(guān)。加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的質(zhì)量意識(shí)，特邀專家對(duì)施工人員進(jìn)行質(zhì)量控制要點(diǎn)、重點(diǎn)的培訓(xùn)，混凝土振搗嚴(yán)格按規(guī)范要求執(zhí)行。在每一層混凝土入倉后人工平倉，使每車混凝土在倉面上均勻分布，每層布料厚度為 25～30 cm，嚴(yán)禁出現(xiàn)骨料集中現(xiàn)象，并及時(shí)振搗。振搗間距小于 40cm，深入下層混凝土不小于 5cm。振搗器插入方向在滑模前沿鉛垂向下。振搗時(shí)間以混凝土表面不再明顯下沉，不出現(xiàn)氣泡并泛漿時(shí)視為振搗密實(shí)，一般情況下每一處振搗時(shí)間控制在15～20s左右。

6）加強(qiáng)技術(shù)交底，使施工人員明確各施工工序。面板混凝土施工前，積石峽水電站邀請(qǐng)專家分別對(duì)面板施工前的準(zhǔn)備（包括基礎(chǔ)面清理；周邊趾板與面板相接的側(cè)面混凝土缺陷處理、止水修復(fù)；擠壓墻脫空檢查及坡面處理；擠壓墻層面陽離子乳化瀝青噴涂；止水安裝等）、鋼筋安裝、模板制安、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)等做了詳細(xì)的交底，積石峽水電站在面板施工中，共進(jìn)行施工技術(shù)交底 4次。

7）對(duì)面板試驗(yàn)塊施工中存在的問題，及時(shí)總結(jié)整改。2010 年 3 月 15 日 10：20，積石峽水電站面板試驗(yàn)塊 3 號(hào)面板開倉，2010 年 3 月 16 日 5：00收倉，根據(jù) 3號(hào)面板混凝土試驗(yàn)塊中出現(xiàn)的飄模、振搗不規(guī)范、混凝土拌合控制不到位等施工問題，項(xiàng)目部采取了相應(yīng)的整改措施進(jìn)行整改，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行了再次交底說明，以達(dá)到面板施工規(guī)范化，保證后續(xù)面板混凝土澆筑質(zhì)量。

4 混凝土養(yǎng)護(hù)

在混凝土澆筑一次抹面完成后，立即覆蓋 0.5 mm 厚塑料薄膜，二次抹面后，氣溫低于 5 ℃覆蓋采用雙布一膜復(fù)合土工膜進(jìn)行保溫保濕覆蓋，氣溫高于5℃后采用土工布進(jìn)行保溫覆蓋。 灑水系統(tǒng)布置：沿壩頂設(shè) DN100 鋼管做縱向供水干管，每倉頂均勻布設(shè)有小孔的塑料軟管接供水干管長流水（氣溫高于 5℃）養(yǎng)護(hù)。

為落實(shí)人員責(zé)任，成立了混凝土養(yǎng)護(hù)施工隊(duì)，明確其職責(zé)和獎(jiǎng)罰辦法。緊隨混凝土澆筑，養(yǎng)護(hù)人員嚴(yán)格按照養(yǎng)護(hù)方案進(jìn)行覆蓋和灑水；對(duì)已澆筑完成的面板，養(yǎng)護(hù)人員全天 24h進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)混凝土表面水分不足時(shí)及時(shí)補(bǔ)充水分，土工布（膜）覆蓋不嚴(yán)密時(shí)及時(shí)覆蓋，達(dá)到保溫、保濕效果，不間斷養(yǎng)護(hù)至下閘蓄水。

5 裂縫普查

積石峽水電站共有面板 36 塊，澆筑混凝土面積 35516m2，產(chǎn)生裂縫 71 條，裂縫率為 2.0 條/1000 m2，其中裂縫寬度大于 0.1mm 且不大于 0.2mm共 54 條，裂縫長度共計(jì) 270.25m；裂縫寬度不大于 0.1mm 共 13 條，裂縫長度共計(jì) 71.30m；裂縫寬度大于 0.2mm 共 4 條，裂縫長度共計(jì) 21.75m。裂縫發(fā)生數(shù)量級(jí)規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他類似工程

6 結(jié)語

面板混凝土受施工環(huán)境、施工方法、工藝等因素影響，導(dǎo)致面板混凝土出現(xiàn)裂縫的原因復(fù)雜、影響因素多。為了降低面板裂縫，通過前期配合比試驗(yàn)、施工過程工藝控制、施工后養(yǎng)護(hù)等全過程控制措施，有效預(yù)防了面板混凝土裂縫的發(fā)生，所取得的經(jīng)驗(yàn)為同類工程提供了借鑒。

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2013-05-15