江邊電站廠房蝸殼混凝土施工方案及質(zhì)量控制技術(shù)

中國(guó)水利水電第一工程局有限公司 吉林長(zhǎng)春

摘要：蝸殼混凝土是電站廠房混凝土的“心臟”，是最關(guān)鍵和最難澆筑的部位。江邊水電站地下廠房工程機(jī)組蝸殼混凝土施工中，預(yù)埋混凝土泵管、灌漿管和排氣管對(duì)蝸殼陰角部位進(jìn)行填充，無需后期灌注，節(jié)省了勞動(dòng)力，縮短了工期。

關(guān)鍵詞：江邊電站；蝸殼混凝土；施工方案；質(zhì)量控制

1 工程概述

江邊水電站地下廠房全長(zhǎng)100m，寬17.5～19m，凈高度49.2m。由安裝場(chǎng)、主廠房、副廠房組成。主廠房長(zhǎng)57m，共裝3臺(tái)單機(jī)容量為110MW的水輪發(fā)電機(jī)組。主廠房機(jī)組段共分為五層，自上而下分別為：發(fā)電機(jī)層、中間層、水輪機(jī)層、蝸殼上層、蝸殼下層。地下廠房混凝土體形復(fù)雜多變，主要由主廠房水輪機(jī)層以下大體積混凝土，以上板、梁、柱、墻、薄壁結(jié)構(gòu)混凝土，機(jī)墩風(fēng)罩蝸殼外包混凝土，集水井混凝土、底板混凝土等，其中蝸殼混凝土是最關(guān)鍵和最難澆筑的部位。

2 施工工藝

根據(jù)設(shè)計(jì)要求蝸殼層混凝土施工順序如下：施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→蝸殼層模板安裝→蝸殼層鋼筋安裝→蝸殼層預(yù)埋件安裝→倉面清理及驗(yàn)收→蝸殼層混凝土澆筑→蝸殼層混凝土平倉振搗密實(shí)→拆模及養(yǎng)護(hù)。

3 施工方法

3.1 蝸殼混凝土施工方案

蝸殼混凝土是廠房混凝土施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。由于蝸殼下部外包混凝土結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)邊線為圓形，外側(cè)結(jié)構(gòu)邊線大致為矩形，蝸殼中心線▽1484.00m。蝸殼底部中心線內(nèi)側(cè)全部是反弧結(jié)構(gòu)，特別是座環(huán)蝶形邊與蝸殼底部陰角部位，混凝土入倉較為困難，易產(chǎn)生脫空現(xiàn)象。施工時(shí)對(duì)施工工藝、澆筑速度、入倉溫度都有較為嚴(yán)格的要求。江邊水電站蝸殼混凝土澆筑約722.1m3，澆筑倉面約為104.15m2，澆筑高度為4.75m。

（1）混凝土澆筑強(qiáng)度分析

根據(jù)橋機(jī)水平行進(jìn)速度：2.2（滿荷狀態(tài)）～22（輕荷狀態(tài)）m/min考慮，混凝土澆筑橋機(jī)水平行進(jìn)速度取平均值12.1m/min，則橋機(jī)從安裝場(chǎng)水平行進(jìn)至1#機(jī)約需4分鐘。

橋機(jī)主鉤垂直起升速度：0.18（滿荷狀態(tài)）～2.2（輕荷狀態(tài)）m/min考慮，混凝土澆筑橋機(jī)垂直起升速度取平均值1.19m/min，則橋機(jī)從▽1495.45到蝸殼層▽1486.45約需7.5分鐘。

混凝土吊罐裝卸料時(shí)間按照4分鐘考慮，則利用3m3吊罐運(yùn)送混凝土每循環(huán)約需15分鐘，即每小時(shí)4循環(huán)，可澆筑混凝土12m3。依此計(jì)算澆筑完蝸殼外包混凝土約需722.1/12=60h（陰角及邊角部位可利用布置在1#引水支管的1臺(tái)混凝土輸送泵配合下料）。

根據(jù)混凝土強(qiáng)度分析，為加快施工進(jìn)度，在蝸殼安裝完成及水壓試驗(yàn)結(jié)束后，項(xiàng)目部將組織經(jīng)驗(yàn)豐富的施工隊(duì)伍，多班次作業(yè)一次性完成蝸殼層混凝土的澆筑任務(wù)。江邊水電站拌合系統(tǒng)每小時(shí)實(shí)際生產(chǎn)混凝土35m3，混凝土澆筑擬采用布置在1#引水支管的1臺(tái)混凝土泵配合橋機(jī)吊3m3吊罐下料，混凝土水平運(yùn)輸任務(wù)由2臺(tái)8m3混凝土攪拌運(yùn)輸車和1臺(tái)5m3混凝土攪拌運(yùn)輸車承擔(dān)（每臺(tái)車往返運(yùn)輸一次需0.5h）。

（2）混凝土入倉溫度控制

由于蝸殼混凝土施工進(jìn)度和澆筑方法的需要，設(shè)計(jì)一次性進(jìn)行澆筑，澆筑高度大，內(nèi)部熱量不易散發(fā)，增加了產(chǎn)生裂縫的可能性。蝸殼混凝土的澆筑溫度不得超過20℃，必須嚴(yán)格控制澆筑速度，有利于混凝土散熱，澆筑時(shí)采取溫度監(jiān)測(cè)，改善混凝土骨料級(jí)配，加優(yōu)質(zhì)的外加劑及適當(dāng)減少單位水泥用量。

（3）針對(duì)座環(huán)與蝸殼底部陰角部位進(jìn)料困難，對(duì)于脫空部位采取如下方案

在座環(huán)蝶形邊與蝸殼底部陰角，預(yù)埋混凝土泵管、灌漿管和排氣管（見附圖）。預(yù)埋混凝土泵管采用φ125鋼管彎制而成，伸入易脫空部位，管口距座環(huán)底面40cm，每個(gè)象限區(qū)域內(nèi)預(yù)埋一根φ125鋼管。當(dāng)外側(cè)混凝土無法進(jìn)入蝸殼內(nèi)側(cè)時(shí)，混凝土從蝸殼底部最低處向最高處方向環(huán)向澆筑，并利用已預(yù)埋的自制混凝土泵管向蝸殼內(nèi)側(cè)泵送一級(jí)配混凝土，蝸殼內(nèi)外側(cè)混凝土上升速度盡量保持一致。當(dāng)混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，再利用預(yù)埋的灌漿管進(jìn)行灌漿，確?；炷撩軐?shí)。

3.2 蝸殼混凝土澆筑

蝸殼層混凝土澆筑時(shí)嚴(yán)格遵循自低向高、分層下料的原則，分層厚度控制在30cm，混凝土澆筑上升速度嚴(yán)格控制在30cm/h之內(nèi)。在混凝土澆筑時(shí)底部混凝土可采用通倉平鋪均勻下料，若澆筑混凝土一經(jīng)接觸蝸殼安裝外壁，澆筑時(shí)必須嚴(yán)格遵守按象限區(qū)域?qū)ΨQ下料（一、三象限或二、四象限）并且需與機(jī)電安裝人員一同配合蝸殼打壓，對(duì)蝸殼移位變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)座環(huán)變形，及時(shí)調(diào)整入倉及振搗部位和方向，確保座環(huán)的水平度符合規(guī)范要求。

混凝土澆筑時(shí)，先利用橋機(jī)吊混凝土罐從蝸殼外側(cè)直接入倉，混凝土鋪料至蝸殼鋼襯最底部時(shí)，盡量利用手持式電動(dòng)振搗器和軟軸振搗器從蝸殼外側(cè)向蝸殼內(nèi)側(cè)趕料，當(dāng)外側(cè)混凝土無法進(jìn)入蝸殼內(nèi)側(cè)時(shí)，開始用混凝土泵管向蝸殼內(nèi)側(cè)進(jìn)料，內(nèi)外側(cè)混凝土均勻上升?；炷龄伭辖咏仛ぷh(huán)時(shí)，除了利用混凝土泵管進(jìn)料外，還可利用座環(huán)底板上的預(yù)留孔作為補(bǔ)充進(jìn)料途徑，同時(shí)用φ50軟軸振搗器通過預(yù)留孔進(jìn)行振搗。

3.3 保壓混凝土要求

蝸殼水壓試驗(yàn)完成后，在保持1.0倍的靜水壓力下澆筑蝸殼混凝土，混凝土澆筑上升速度不得超過300㎜/h，施工時(shí)在座環(huán)法蘭面布置百分表監(jiān)測(cè)座環(huán)水平變化，在蝸殼的進(jìn)口封頭處布置百分表監(jiān)視蝸殼的位移，根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整混凝土澆筑順序。據(jù)混凝土澆筑高度監(jiān)視蝸殼壓力若壓力上升則放掉部分蝸殼水保持蝸殼內(nèi)壓力始終保持在設(shè)計(jì)值內(nèi)，混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后泄去內(nèi)水壓力。

3.4 灌漿系統(tǒng)布置

蝸殼底部中心線內(nèi)側(cè)全部為反弧形，蝸殼座環(huán)底部為死角部位，這些部位澆筑時(shí)均采用泵送混凝土的澆筑方式來保證混凝土的澆筑質(zhì)量，力求混凝土澆筑密實(shí)。由于蝸殼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，混凝土施工后，鋼襯底部混凝土易發(fā)生脫空的現(xiàn)象，經(jīng)項(xiàng)目技術(shù)人員研究在廠供基礎(chǔ)環(huán)上預(yù)留灌漿孔洞，所以在混凝土澆筑前無需預(yù)埋灌漿管，可利用基礎(chǔ)環(huán)上預(yù)留孔對(duì)混凝土脫空部位進(jìn)行回填灌漿施工。

4 質(zhì)量控制措施

蝸殼混凝土是電站廠房施工十分重要的一個(gè)部位，它的澆筑質(zhì)量直接影響電站運(yùn)行狀況，由于蝸殼的特殊形狀，給混凝土澆筑帶來十分大的難度，因此蝸殼混凝土施工每道工序、每個(gè)環(huán)節(jié)都要嚴(yán)加控制。鑒于上述情況，特在以下幾方面對(duì)蝸殼混凝土進(jìn)行了質(zhì)量控制。

（1）制定詳細(xì)的施工措施和施工作業(yè)計(jì)劃，各種情形考慮周詳，做到有備無患。

（2）施工人員在施工過程中，每道工序均要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工；對(duì)制定的混凝土施工措施必需嚴(yán)格執(zhí)行。

（3）模板的支立和鋼筋的綁扎必須嚴(yán)格按照測(cè)量放樣記錄為施工依據(jù)，模板支立完畢后，要經(jīng)測(cè)量校正后方可固定。

（4）模板支撐要配合拉筋對(duì)模板進(jìn)行整體加固，絕對(duì)避免出現(xiàn)脹模現(xiàn)象。

（5）嚴(yán)格控制混凝土澆筑質(zhì)量，對(duì)不合格的混凝土嚴(yán)禁入倉?；炷料铝享樞颍铝喜课槐仨氂蓪I(yè)人員負(fù)責(zé)指揮，作到精細(xì)施工。為保證混凝土澆筑強(qiáng)度，采用混凝土泵和輔助永久橋機(jī)吊罐入倉施工。

（6）混凝土澆筑完畢后，及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保持混凝土表面經(jīng)常濕潤(rùn)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d。

5 結(jié)束語

（1）蝸殼層混凝土澆筑時(shí)，澆筑倉面大，入倉強(qiáng)度高，為了保證混凝土澆筑的連續(xù)性，采用溜管、溜槽和橋機(jī)吊3m3罐同時(shí)入倉，局部邊角部位泵送，保證混凝土工程質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，促進(jìn)施工管理科學(xué)化和規(guī)范化發(fā)揮了重要作用。

（2）蝸殼混凝土施工，涉及設(shè)備安裝和土建施工等多種專業(yè)，技術(shù)復(fù)雜，施工難度大。江邊水電站蝸殼混凝土采取了一系列有效的措施，預(yù)埋混凝土泵管、灌漿管和排氣管對(duì)蝸殼陰角部位進(jìn)行填充，使蝸殼混凝土澆筑密實(shí)，保證了混凝土澆筑質(zhì)量，無需后期灌注，節(jié)省了勞動(dòng)力，縮短了工期，達(dá)到了預(yù)期效果。

作者簡(jiǎn)介：

劉恒大，男，1982年6月16日，中國(guó)水利水電第一工程局有限公司，工程師，現(xiàn)從事水利水電工程施工技術(shù)工作。