水利工程混凝土砌石重力壩施工的技術(shù)要點(diǎn)

廖聲海，唐昌金

(貴州省黔東南州水利電力勘察設(shè)計(jì)院，貴州 黔東南 556000)

水利工程混凝土砌石重力壩施工的技術(shù)要點(diǎn)

廖聲海，唐昌金

(貴州省黔東南州水利電力勘察設(shè)計(jì)院，貴州 黔東南 556000)

細(xì)石混凝土砌石壩是把漿砌石壩的膠結(jié)材料由砂漿改為混凝土,有效保證工程施工質(zhì)量?；炷疗鍪瘔问菨{砌石壩改進(jìn)的壩型，施工技術(shù)簡(jiǎn)單，工程造價(jià)相對(duì)較低，建筑材料豐富，解決了材料的上壩及進(jìn)倉(cāng)以提高施工速度。文章就水利工程混凝土砌石重力壩施工的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了相應(yīng)的探討。

水利工程；混凝土；砌石重力壩；技術(shù)要點(diǎn)

1 水利工程混凝土砌石重力壩施工方法

1.1 選料

選料的重點(diǎn)是毛石料的選擇，要求表面潔凈、質(zhì)地堅(jiān)硬、無(wú)裂縫、無(wú)風(fēng)化，密度≥2.2t/rn3的石料。對(duì)毛石的形狀無(wú)嚴(yán)格要求，但最小邊應(yīng)>15cm，條形或片狀毛石不允許使用。在大壩下游約1krn的岸坡選擇了一個(gè)毛石料場(chǎng)，開(kāi)采出合格的毛石用于重力壩工程的砌筑。

1.2 砌筑

砌筑的基本原則是分層，錯(cuò)縫砌筑，灌漿飽滿，振搗密實(shí)。要進(jìn)行清基鑿毛，無(wú)論是與混凝土底板的結(jié)合面，還是由于技術(shù)間歇或其它原因造成的砌石之間的施工縫，因?yàn)橹亓问且揽孔陨碇亓S持穩(wěn)定的，只有成為一個(gè)整體才能滿足要求。

石料在擺放時(shí)，相鄰石塊之間要留有適當(dāng)?shù)目障叮岳诨炷亮系奶钪驼駬v，每次擺放的石料只能是1層，厚度不宜過(guò)大?；炷疗鍪欢ㄒ股媳砻姘纪共黄剑蛘卟捎秒A梯砌筑法，這樣才有利于形成1個(gè)整體[1]。

1.3 振搗

混凝土砌石采用的振搗工具是插入式軟軸振搗棒，振搗的方法是將振搗棒插入毛石之間的縫隙內(nèi)，經(jīng)過(guò)振搗使其間的混凝土密實(shí)。振搗的時(shí)間視混凝土拌和物不再顯著下沉，不再有氣泡出現(xiàn)，振搗的順序按照鋪混凝土的先后順序而定。

1.4 養(yǎng)護(hù)

與混凝土或漿砌石一樣，混凝土砌石達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，也必須進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，可以定時(shí)灑水，鋪蓋草簾，總之是要使砌石表面保持濕潤(rùn)，以減小混凝土水化熱所造成的不利影響，避免產(chǎn)生裂縫。施工過(guò)程中還采取了運(yùn)用排水管注水循環(huán)降溫的方法，即將壩后水平排水管出口先封堵，然后將豎直排管注滿水，并且定時(shí)打開(kāi)下游水平排水管出口，將排水管中的水排出，由此反復(fù)，達(dá)到降低整個(gè)混凝土砌石溫度的目的。

2 水利工程混凝土砌石重力壩施工實(shí)例分析

2.1 工程概況

某地老石寨水電站大壩等工程，采用了新型的埋石混凝土施工技術(shù)，此技術(shù)主要針對(duì)壩體埋石混凝土，如何調(diào)整混凝土埋石率，來(lái)控制水泥用量，降低溫升，減少干縮，減少施工難度及溫控等措施。此關(guān)鍵技術(shù)形成重力壩埋石混凝土施工方法。在節(jié)約材料，減少混凝土裂縫，提高工程質(zhì)量方面有明顯效果，技術(shù)先進(jìn)，故有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 測(cè)量放樣、立模

測(cè)量人員必須具有相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和工作經(jīng)驗(yàn)，且持證上崗。測(cè)量放樣應(yīng)用全站儀、水準(zhǔn)儀、鋼尺進(jìn)行，按設(shè)計(jì)坐標(biāo)及結(jié)構(gòu)物外形設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行測(cè)量放樣，多方向設(shè)立控制點(diǎn)，以便校正。測(cè)量過(guò)程中，對(duì)測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線和水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置防護(hù)設(shè)施，以免被破壞。

2.3 混凝土、塊石入倉(cāng)

拌合站生產(chǎn)的混凝土通過(guò)塌落度等測(cè)試合格后，在 25min內(nèi)運(yùn)送至澆筑現(xiàn)場(chǎng)。最佳澆筑方式為使用泵送車(chē)澆筑，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件及工程進(jìn)度考慮，采用裝載機(jī)，挖掘機(jī)、吊罐等方式入倉(cāng)澆筑。用于埋石混凝土中的塊石，必須為濕飽，抗壓強(qiáng)度>300kg/cm2，選擇新鮮、完整的巖塊，無(wú)風(fēng)化剝落層或裂紋，石材表面應(yīng)沖洗干凈，不能留有樹(shù)根、雜草等污物，所有進(jìn)倉(cāng)塊石表面應(yīng)處于濕潤(rùn)狀態(tài)。所選取的塊石粒徑在20～120cm，且20～50cm的塊石與50～120cm的塊石分開(kāi)堆放或者分開(kāi)適時(shí)埋入混凝土中，在滿足實(shí)際的前提下，盡可能提高埋石率；塊石經(jīng)過(guò)電子秤稱(chēng)重，使用塔吊調(diào)運(yùn)入倉(cāng)，輔以人工放碼[2]。

2.3.1 混凝土施工縫處理

施工縫面處理方法及適用條件見(jiàn)表1。

表1 施工縫面處理方法及適用條件表

壓力水沖毛：沖毛的壓力水一般為3～5kgf/cm2。沖毛時(shí)間一般在混凝土初凝后至終凝前進(jìn)行，沖毛標(biāo)準(zhǔn)遵守有關(guān)規(guī)范要求。高壓沖毛機(jī)沖毛：高壓沖毛機(jī)沖毛壓力一般可達(dá)400kgf/cm2左右，最高可達(dá)500kgf/cm2，沖毛質(zhì)量能滿足混凝土施工規(guī)范要求。

當(dāng)倉(cāng)面模板、鋼筋工序按設(shè)計(jì)完成后，即可進(jìn)行倉(cāng)面沖洗，清除倉(cāng)面雜物，排除施工縫面積水。水工混凝土施工規(guī)范規(guī)定，在接縫面攤鋪2～3cm厚砂漿。實(shí)際施工中，砂漿入倉(cāng)后用人工鋪平，保證厚度，且做到隨蓋隨鋪。在倉(cāng)面窄小，鋼筋密集，不便于鋪砂漿的個(gè)別部位，則采用增大砂漿含量的辦法來(lái)解決。

2.3.2 混凝土入倉(cāng)方式

本工程的混凝土入倉(cāng)主要由門(mén)機(jī)或履帶起重機(jī)吊運(yùn)入倉(cāng)。吊罐以3m3臥罐為主，另根據(jù)需要配少量1.5m3臥罐。吊罐平臺(tái)均布置在基坑內(nèi)。作為輔助入倉(cāng)手段，廠房主機(jī)段二期、副廠房上部排架等部位，則采用1臺(tái)HB30D混凝土泵輸送熟料再轉(zhuǎn)運(yùn)入倉(cāng)；兩岸重力壩門(mén)機(jī)工作范圍以外部分，采用履帶吊運(yùn)入倉(cāng)，局部采用溜槽入倉(cāng)。

2.3.3 鋪料方法

2.3.3.1 平鋪法

對(duì)倉(cāng)面面積不大的部位，采用平鋪法鋪料。鋪料順序由低到高，先行填塘，再按順序鋪料。有廊道、鋼管或埋件的倉(cāng)位，卸料時(shí)，廊道鋼管兩側(cè)均勻上升，其兩側(cè)高差不超過(guò)鋪料層厚50cm，一般鋪料層厚采用25～50cm。

2.3.3.2 臺(tái)階法

在重力壩、船閘以及閘壩底板等大面積倉(cāng)號(hào)施工中，均采用臺(tái)階法鋪料。臺(tái)階法混凝土澆筑程序從塊體短邊一端向另一端鋪料，邊前進(jìn)、邊加高，逐步向前推進(jìn)并形成臺(tái)階，直至澆完整倉(cāng)。其澆筑程序參見(jiàn)圖1。

圖1 澆筑程序

水平施工縫采用逐步覆蓋，接縫砂漿在老混凝土面上邊攤鋪邊澆混凝土；在澆筑過(guò)程中，臺(tái)階層次應(yīng)分明，鋪料厚度50cm，澆筑層厚度為1.5～2.0m，臺(tái)階寬度一般>1.0m，坡度一般≤1∶2。

2.3.4 平倉(cāng)

2.3.4.1 人工平倉(cāng)

在靠近模板和鋼筋較密的部位用人工平倉(cāng)，使骨料分布均勻；水平止水、止?jié){片底部用人工送料填滿，嚴(yán)禁料罐直接下料，以免止水、止?jié){片卷曲及其底部混凝土架空；各種預(yù)埋儀器周?chē)萌斯て絺}(cāng)，防止位移和損壞；板梁柱等小倉(cāng)面也采用人工平倉(cāng)。

2.3.4.2 機(jī)械平倉(cāng)

為了加混凝土施工進(jìn)度，避免因澆筑時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生混凝土冷縫，在建筑物底板大體積混凝土部分則可采用機(jī)械平倉(cāng)；混凝土坍落度一般要求在3～6cm。凡能夠利用機(jī)械平倉(cāng)的倉(cāng)面盡量?jī)?yōu)先考慮機(jī)械平倉(cāng)。

2.3.5 振搗

根據(jù)施工規(guī)范規(guī)定，振搗時(shí)間以混凝土不再顯著下沉、不出現(xiàn)氣泡、開(kāi)始泛漿為準(zhǔn)。采用插入式和軟軸式振搗器振搗，移動(dòng)距離均不超過(guò)其有效半徑的1.5倍，并插入下層混凝土5～10cm，順序依次、方向一致，避免漏振。

2.3.6 混凝土鋪料間隔時(shí)間

混凝土鋪料間隔時(shí)間均應(yīng)遵守規(guī)范要求?！端せ炷潦┕ひ?guī)范》規(guī)定，用振搗器振搗 30s，振搗棒周?chē)?10cm內(nèi)仍能泛漿且不留孔洞、混凝土還能重塑時(shí)，仍可繼續(xù)澆筑混凝土。否則，作為“冷縫”按施工縫處理后繼續(xù)澆筑。

2.3.7 混凝土溫控

混凝土通過(guò)分倉(cāng)分層施工，減少一次性混凝土澆筑量，調(diào)整混凝土埋石率，優(yōu)化了混凝土配合比，來(lái)減少水泥用量，同時(shí)采用低發(fā)熱量、低含堿量、初期強(qiáng)度高、塑性性能好、初凝期長(zhǎng)的特制大壩水泥，通過(guò)在混凝土配合比中摻加20%～30%粉煤灰,以降低水泥水化放熱量、延緩水化熱釋放速度，并采用了制冷風(fēng)系統(tǒng)對(duì)骨料進(jìn)行了降溫處理，從而在拌合中降低了混凝土水化熱，有效將混凝土入倉(cāng)溫度控制在26℃～28℃。并在澆筑過(guò)程中對(duì)大體積混凝土使用測(cè)溫工具，多頻率對(duì)混凝土內(nèi)部溫度和外界氣溫進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)內(nèi)外溫差采用移動(dòng)提溫房進(jìn)行溫度控制，保證混凝土強(qiáng)度，保證了工程質(zhì)量。

2.3.8 塊石混凝土澆筑完成(復(fù)查、檢驗(yàn))

埋石混凝土施工采用靜態(tài)法與動(dòng)態(tài)法相結(jié)合施工，這樣既可以提高埋石率(約25%)。又可以相應(yīng)提高混凝土入倉(cāng)澆筑速度，使倉(cāng)內(nèi)混凝土接頭在初凝前能夠及時(shí)覆蓋，確保混凝土質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

1)靜態(tài)埋石混凝土澆筑法是：首先2～3cm厚的水泥砂漿，鋪筑50cm厚混凝土料并振搗，將充分濕潤(rùn)滿足要求的塊石吊入倉(cāng)內(nèi)，人工配合擺好塊石，混凝土入倉(cāng)覆蓋塊石并振搗塊石間的混凝土，然后有擺放塊石和混凝土入倉(cāng)覆蓋振搗，每倉(cāng)澆筑長(zhǎng)度10～15m，寬4～8m，高度在1.2～1.5m。前一倉(cāng)混凝土澆筑完成，強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到2.5MPa后再進(jìn)行施工縫處理，方可繼續(xù)澆筑。如此循環(huán)直至收倉(cāng)。見(jiàn)圖1所示。

圖1 靜態(tài)法埋石混凝土澆筑

2)動(dòng)態(tài)埋石混凝土澆筑方法是：沿壩段寬度從上游向下游平行于壩軸線方向先鋪筑一層長(zhǎng)度10～20m，寬4～8m水泥砂漿和混凝土料，然后塔吊吊埋石，現(xiàn)在用裝載機(jī)或挖掘機(jī)進(jìn)行混凝土入倉(cāng)澆筑，并充分振搗埋石間及底部混凝土。簡(jiǎn)言之，動(dòng)態(tài)埋石混凝土澆筑方法，就是邊澆筑邊埋石邊振搗，待強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa后再進(jìn)行施工縫處理。見(jiàn)圖2所示。

圖2 動(dòng)態(tài)法埋石混凝土澆筑

根據(jù)工地機(jī)械設(shè)備的混凝土拌制生產(chǎn)能力，混凝土及埋石水平運(yùn)輸能力及入倉(cāng)垂直運(yùn)輸能力，結(jié)合壩體(下游1∶0.8的坡比)1.2～1.5m一層臺(tái)階的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，確定每倉(cāng)1.2～1.5m為一個(gè)埋石混凝土澆筑分層。在1.5m的埋石混凝土澆筑分層中進(jìn)行埋石施工，當(dāng)埋石的粒徑為100cm左右時(shí)，最多可以埋一層塊石。當(dāng)埋石粒徑為60cm左右時(shí)，可以埋二層塊石。經(jīng)過(guò)埋石混凝土澆筑實(shí)施后并通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，每個(gè)澆筑倉(cāng)位如果只埋設(shè)50～120cm粒徑的塊石，其每個(gè)澆筑倉(cāng)位的埋石率只能達(dá)到13%～16%，埋石率很難提高。

埋石混凝土澆筑實(shí)踐證明，在埋石混凝土澆筑過(guò)程中，埋設(shè)50～120cm粒徑塊石和埋設(shè)20～50cm搭配結(jié)合，可明顯提高埋石混凝土澆筑的埋石率。埋設(shè)20～50cm粒徑的塊石，可采用動(dòng)態(tài)法進(jìn)行埋設(shè)，即先用吊籃將20～50cm的塊石吊入倉(cāng)內(nèi)，配合人工將20～50cm的塊石埋設(shè)在的塊石之間和模板拉條間等邊角位置。

3 結(jié) 語(yǔ)

混凝土砌石重力壩作為水利工程必不可少的一個(gè)重要組成因素,發(fā)揮著不可估量的作用。所以在水利工程建設(shè)施工過(guò)程中必須嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖,并結(jié)合所在城市的具體情況進(jìn)行操作,掌控好混凝土砌石重力壩施工技術(shù)。

[1]余浩強(qiáng).淺談混凝土砌石重力壩施工技術(shù)要點(diǎn)[J].中國(guó)城市經(jīng)濟(jì)，2011(15)：384-385.

[2]丘必學(xué).淺談混凝土砌石重力壩施工技術(shù)要點(diǎn)[J].廣東水利水電，2006(01)：68-69.

1007-7596(2014)01-0060-03

2013-12-12

廖聲海(1979-)，男，貴州黎平人，工程師，從事水利水電行業(yè)設(shè)計(jì)工作；唐昌金(1978-)，男，貴州天柱人，工程師，從事水工設(shè)計(jì)工作。

TV624.3

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