高寒高海拔地區(qū)堆石壩混凝土面板澆筑質量控制

金永才, 楊 杰, 李曉玲

(1.中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司，西安 710065；2.中國水電建設集團十五工程局有限公司一公司,陜西省咸陽市 712000 )

文章編號：1006—2610(2015)01—0061—04

高寒高海拔地區(qū)堆石壩混凝土面板澆筑質量控制

金永才1, 楊 杰2, 李曉玲1

(1.中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司，西安 710065；2.中國水電建設集團十五工程局有限公司一公司,陜西省咸陽市 712000 )

納子峽水電站地處高寒高海拔地區(qū)，晝夜溫差大，對混凝土面板施工工藝控制要求高。根據本工程特殊施工環(huán)境的特點，從原材料、施工技術措施、施工工藝、質量控制等嚴格遵守規(guī)程規(guī)范，施工質量滿足設計要求。

面板堆石壩;混凝土;澆筑;質量控制

1 工程概況

納子峽水電站位于青海省東北部的門源縣燕麥圖呼鄉(xiāng)和祁連縣皇城鄉(xiāng)的交界處，地處大通河上游，該電站是大通河流域年調節(jié)的“龍頭”電站。上游為海浪溝水電站，下游為石頭峽水電站，公路里程經青石嘴(50 km)—達坂山—大通縣—西寧市約186 km，交通便利。

納子峽水電站主要任務是發(fā)電，電站開發(fā)方式為混合式，水庫正常蓄水位3 201.5 m，工程由擋水建筑物、泄水建筑物、引水發(fā)電系統(tǒng)、廠房和開關站等組成。工程總庫容7.33×108m3，最大壩高117.6 m，屬Ⅱ等大(2)型工程。其中混凝土面板壩為1級建筑物，其它主要建筑物溢洪道、放空泄洪洞、引水隧洞、高壓管道、廠房等為2級，次要建筑物為3級。電站總裝機容量87 MW，保證出力16.6 MW，多年平均發(fā)電量3.106億kWh，年利用小時數(shù)3 570 h。

混凝土面板堆石壩壩軸線方位為SE145°，壩頂長度為416.01 m，壩頂寬度為10.0 m，壩頂高程3 204.6 m，最大壩高117.6 m，大壩面板為不等厚結構，大壩上游壩坡1∶1.555 6。水平趾板與面板連接底部高程3 088.683 m，面板頂部高程3 202.5 m，垂直高差113.817 m，面板設計厚度64.1～30.0 cm(0.3+0.003H)，下游面設置3條寬3.0 m的水平馬道，一級馬道以上坡比為1∶1.6，一級馬道以下坡比為1∶1.55。面板混凝土設計標號C30F300W12，混凝土面板總方量28 785 m3，鋼筋總量2 632 t。面板共有35條塊，其中12 m的33條塊，左、右岸分別為5.61、5.99 m三角條塊各1塊，單塊最長209.95 m?；炷撩姘遄?013年5月9日開始施工，至8月14日完成。

2 混凝土面板施工方案

納子峽水電站大壩混凝土面板采用無軌滑模一次澆筑完成，最大施工長度209.95 m。鋼筋采用剝肋滾壓直螺紋套筒連接、半封閉式溜槽入倉、人工振搗、跳倉澆筑，面板一次澆筑施工方案。鋼筋及側模采用簡易坡面運輸臺車運輸，混凝土由布置在左岸觀禮平臺設置的拌和站集中供應，混凝土運輸采用3 t工程車運至溜槽集料平臺，卸入溜槽集料斗內，14 m無軌滑模采用10 t兩套慢速卷揚機牽引，兩岸三角塊滑模采用5 t卷揚機牽引，面板混凝土采用人工2次收面壓光，及時使用塑料薄膜及土工布覆蓋，混凝土養(yǎng)護采用頂部供水系統(tǒng)供水，塑料花管連續(xù)灑水。

3 面板混凝土施工配合比

面板混凝土設計等級C30F300W12，強度保證率為90%。配合比設計應使強度、工作性滿足設計要求，又要考慮經濟性，能否節(jié)約水泥用量。為此配合比設計技術路線為：選用較低的水膠比，摻用優(yōu)質Ⅰ級粉煤灰，摻用優(yōu)質高效減水劑和引氣劑，有效降低混凝土單位用水量，提高混凝土的各項性能，本工程所在地屬嚴寒地區(qū)，水膠比不得超過0.4。粗細骨料采用現(xiàn)場生產的骨料。通過現(xiàn)場試驗驗證，納子峽水電站面板混凝土施工配合詳見表1。

表1 納子峽水電站面板混凝土施工配合比表

4 混凝土施工質量控制

4.1 混凝土生產質量控制

(1) 計算器具率定

混凝土澆筑前，根據批準的配合比，由承包商申報混凝土配料單，監(jiān)理審查批準后執(zhí)行。拌和站的計量器具除每年進行定期檢驗率定外，每月校正1次，每班班前進行零點校驗并做現(xiàn)場記錄。在混凝土拌和過程中根據實際情況不定期進行校驗，發(fā)現(xiàn)問題立即進行器具的更換，或對拌和站進行調整。

(2) 拌和時間控制

混凝土拌和時間由自動控制系統(tǒng)設定，采用電子秒表控制?；炷了涠纫话闱闆r每4 h檢測1次，感官上認為坍落度超標時立即進行檢驗，不符合要求時立即作為棄料處理，并檢查拌和系統(tǒng)，直至恢復正常。

(3) 配比測定

混凝土拌和用砂子、小石的含水量每4 h檢測1次,雨雪后等特殊情況應加密檢測。砂子的細度模數(shù)、含泥量每天檢測1次。粗骨料的超遜徑、含泥量每8 h應檢測1次。雨雪天氣時增加骨料含水率測定次數(shù),及時調整拌和用水量，并適當減少混凝土拌和用水量和出機口混凝土的坍落度。

對于計量器具、粗細骨料等的檢測均要求承包商做現(xiàn)場記錄，監(jiān)理除巡視檢查是否進行有關檢測外，經常性對記錄文件進行檢查，確認其滿足質量標準。

當出現(xiàn)以下情況時拌和混凝土作為廢料廢棄：① 錯用配料單已無法補救,不能滿足質量要求；② 混凝土配料時,任意一種材料計量失控或漏配,不符合質量要求；③ 拌和不均勻或夾帶生料；出機口混凝土坍落度超過最大允許值。

開倉澆筑前除進行上述有關項目檢測外，對拌和用水的加溫情況、拌和站升溫設施、骨料加熱等進行檢查，并結合巡視檢查拌和系統(tǒng)，確?；炷寥雮}溫度不低于批準的低溫季節(jié)施工最低入倉溫度。

4.2 面板混凝土倉面及運輸質量控制

(1) 大壩面板混凝土澆筑前，監(jiān)理認真審批施工單位上報的《大壩面板混凝土施工方案》，同時參與大壩面板混凝土拌和生產性試驗。在澆筑前及時對原材料進行檢查、抽檢(包括水泥、砂、石、鋼筋、橡膠止水等)，督促各類試驗的進行，為現(xiàn)場施工提供依據。

(2) 要求施工單位嚴格執(zhí)行“三檢制”，層層檢查，認真?zhèn)鋫}，認真嚴格審核工程質檢資料，對大壩基面、鋼筋、模板和銅止水進行驗收，對于不合格的工序，監(jiān)理通過現(xiàn)場通知和書面通知要求施工單位整改。驗收合格后，監(jiān)理簽發(fā)《開倉通知單》，開始澆筑。

(3) 在大壩混凝土面板施工過程中，采用了24 h旁站、巡視、跟蹤和平行檢測的方式，對大壩面板混凝土的質量進行控制。

(4) 在澆筑的工程中，監(jiān)理對拌和樓出機混凝土按規(guī)范要求進行坍落度、溫度和含氣量檢測。發(fā)現(xiàn)沒有達到要求的，按廢料處理。

(5) 混凝土水平運輸采用工程車(前翻斗車)運輸，運輸距離較近，塌落度在運輸途中損失較?。黄旅婊炷吝\輸采用梯形溜槽運輸，溜槽采用EPE卷材進行封閉遮陽、防飛石覆蓋 。確?；炷寥雮}口塌落度控制在30～50 mm。

4.3 混凝土平倉及振搗

(1) 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，每層布料厚度應為25～30 cm，嚴禁出現(xiàn)骨料集中現(xiàn)象。

(2) 面板倉號內配置6臺軟軸插入式振搗器，其中2臺?50 mm軟軸插入式振搗器、4臺?70 mm軟軸插入式振搗器?；Ｇ把貥酥久總€混凝土振搗的責任區(qū)，劃段專人負責。2臺?50 mm軟軸插入式振搗器負責止水部位的混凝土振搗，范圍為1.5 m，輔以人工布料填塞，確保止水周圍混凝土澆筑密實，嚴防損傷銅止水及橡膠止水帶；4臺?70 mm軟軸插入式振搗器負責中間部位混凝土振搗，振搗時振搗器不得觸及滑模、鋼筋、止水片，振搗器插入方向必須在滑模前沿鉛垂向下，嚴禁靠模板振搗和順坡面伸入滑模底下進行振搗，以防漂模、跑模及影響鋼筋握裹效果。

振搗間距小于40 cm，深入下層混凝土不小于5.0 cm。振搗時間以混凝土表面不再明顯下沉，不出現(xiàn)氣泡并泛漿時視為振搗密實，一般情況下每一處振搗時間控制在15～20 s左右。

(3) 混凝土澆筑時要及時清除滑模前沿超填混凝土及模板、鋼筋網上的干結混凝土，隨澆筑面的上升，將鋼筋網架立筋用電焊割斷，并立即將焊渣清除。

(4) 混凝土澆筑時，在混凝土面板內距垂直縫、周邊縫1.2 m處埋設8號鉛絲，與鋼筋網相連，出露20～30 cm，間距150 cm，用于固定混凝土養(yǎng)護材料。

4.4 滑?；?/p>

每套滑模配置2臺10 t慢速卷揚機，卷揚機的用電控制柜設在壩頂，每一臺滑模設1個移動式按鈕開關控制滑模提升，由滑模上施工人員操作，在壩頂卷揚機旁設專人負責設備運行。滑?；?，清除其前沿超澆混凝土，以減少滑升阻力。每澆筑一層(25～30 cm)混凝土提升滑模1次，每次滑升的幅度控制在30 cm左右，滑模的滑升速度，與澆筑強度、脫模時間相適應，平均滑升速度控制在2.0 m/h左右。

4.5 收 面

滑?；螅⒓催M行第一次人工木模收面，采用2 m靠尺刮平，用2 m靠尺檢查不平整度不大于5 mm，確保面板平整度。然后采用人工二次收面。二次收面時，拆除側模板上的V形槽三角模板，并對縫面進行修整，使縫面平整度同樣達到用2 m靠尺檢查不大于5 mm的要求。為保證Ⅱ序混凝土面板平整在縫面兩側1.5 m內收面必須平整。

4.6 加強面板混凝土的保濕、保溫養(yǎng)護

(1) 保 溫

在混凝土澆筑二次抹面完成后，立即覆蓋0.1 mm厚塑料薄膜和土工布，塑料薄膜必須覆蓋嚴密，垂直縫處采用方木壓實，防止水分蒸發(fā)。土工布進行保溫保濕時，接縫處用細鉛絲綁扎，兩側采用預埋在面板內的8號鉛絲綁扎固定，表面采用3道鋼架管固定，做到平整嚴密。

(2) 保 濕

氣溫較低的情況下，采用2.0 cm厚EPE保溫卷材覆蓋保溫。面板混凝土產生的絕熱溫升主要發(fā)生在澆筑后的7 d以內，占到90%以上。為了保證混凝土面板在7 d養(yǎng)護齡期內不產生溫度裂縫，混凝土內外溫差與表面溫差不應大于20 ℃。

保濕沿壩頂設DN100鋼管作壩頂縱向供水干管，長440 m，沿每塊面板頂部設置1個DN25供水閘閥，連接1根?25 mm塑料支管，支管上沿面板每50 m設置1個?15 mm鋼三通，可進行面板澆筑過程時的灑水養(yǎng)護和澆筑完成后的塑料花管長期養(yǎng)護。在?5 mm鋼三通上水平布設帶小孔的塑料花管接力灑水養(yǎng)護，連續(xù)灑水養(yǎng)護至蓄水時為止。養(yǎng)護用水壓力不滿足要求時，在主管道上增加1臺管道泵。每一塊混凝土面板側面養(yǎng)護時，應在側模板拆除后，及時在垂直縫涂刷乳化瀝青，防止混凝土側面水分蒸發(fā)，并覆蓋養(yǎng)護材料。

在施工過程中，澆筑Ⅱ序塊時，Ⅰ序塊已有的表面養(yǎng)護材料應隨揭隨蓋，混凝土面暴露長度不大于2 m，確保Ⅰ序塊養(yǎng)護效果。

5 面板混凝土質量評價

施工、監(jiān)理單位面板混凝土取樣試驗結果詳見表2。混凝土強抗壓強度檢測組數(shù)52組，最大值37.6 MPa，最小值32.1 MPa，平均值34.2 MPa?；炷量箟簭姸染鶟M足設計要求。

表2 施工、監(jiān)理單位面板混凝土取樣試驗結果表

6 混凝土表面裂縫統(tǒng)計及評價

每塊混凝土面板施工達到14 d齡期時，對相應的面板進行第1次檢查，之后約28 d齡期時進行第2次檢查，共檢查出裂縫383條，其中小于0.1 mm的有95條，0.1～0.25 mm之間的有267條，大于0.25 mm的有21條，分別占總裂縫數(shù)的24.8%、69.7%和5.5%。面板裂縫屬于淺表裂縫，未發(fā)現(xiàn)貫穿性裂縫。根據2013年9月1日至2日專家咨詢會議意見，針對不同類別的裂縫分別采取不同的修補方法。面板裂縫分為3類:① 裂縫寬度<0.1 mm;② 0.1<裂縫寬度≤0.25 mm；③ 裂縫寬度>0.25 mm裂縫，現(xiàn)均已施工完畢，不影響面板的防滲效果。

7 結 語

在納子峽水電站堆石壩面板混凝土施工中，根據本工程特殊施工環(huán)境的特點，嚴格遵守規(guī)程規(guī)范，從原材料、施工工藝、質量控制等方面加以控制，內在及外觀質量良好，滿足設計要求，為類似工程施工積累經驗，提供參考和借鑒。

[1] 王勇,李貴堂,田銳.蒲石河抽水蓄能電站上水庫面板混凝土施工控制[J].西北水電,2010,(2): 47-50.

[2] 李小明,郝亞紅,董立安.扎渡水電站溢洪道抗沖耐磨混凝土施工工藝控制要點[J].西北水電,2012,(S2):79-82.

[3] 宋鵬剛.南山水庫混凝土面板施工技術[J].西北水電,2008,(6):24-26.

[4] 吳長彬,燕喬,張巖,許小東.高混凝土面板堆石壩面板澆筑時機的研究[J].西北水電,2010,(3):24-28.

[5] 趙恒海,韓福.黑泉混凝土面板堆石壩面板施工質量控制[J].西北水電,2001.(3):44-48.

[6] 郭永軍.碾壓混凝土在西流水混凝土面板堆石壩中的應用[J].電網與清潔能源,2011,27(7):87-89.

[7] 高亞,劉勇峰.面板堆石壩面板的裂縫機理分析與防裂措施[J].電網與清潔能源,2009,25(8):66-68.

Quality Control of Concrete Face Placement of CFRD in Extremely Cold and High Attitude Regions

JIN Yong-cai1, YANG Jie2, LI Xiao-ling1

(1.POWERCHINA Xibei Engineering Corporation Limited, Xi'an 710065,China;2. Branch 1, Sinohydro Corporation Engineering Bureau 15 Co., Ltd., Xianyang 712000,China)

Nazixia Hydropower Project is located in the extremely cold and high attitude region where the temperature difference between daytime and nighttime is quite large. Requirement on the concrete face placement is strict. According to the characteristics of the special construction environment, the technical code is strictly followed in terms of raw materials, construction technology, technical measures and quality control, etc. Accordingly, the construction quality satisfies the design requirements.

CFRD; concrete, placement; quality control

2014-04-08

金永才(1963- ),男,甘肅省永靖縣人，工程師，長期從事水利水電工程監(jiān)理工作.

TV523;TV641.4

A

10.3969/j.issn.1006-2610.2015.01.016