泵送混凝土施工技術(shù)在石門水庫除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用

摘 要：隨著我國水利工程的不斷發(fā)展，為了進(jìn)一步提升水庫的綜合效益，規(guī)避在長期使用后所呈現(xiàn)出的一系列風(fēng)險(xiǎn)隱患問題，我國逐漸針對各型水庫工程落實(shí)了除險(xiǎn)加固施工。在石門水庫中，相應(yīng)除險(xiǎn)加固工程的施工需要結(jié)合工程現(xiàn)場的實(shí)際，采取合理的施工技術(shù)手段，以此來提升混凝土施工的質(zhì)量。而將泵送混凝土施工技術(shù)應(yīng)用于石門水庫除險(xiǎn)加固工程中，能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)這一施工目標(biāo)提供技術(shù)保障。文章以石門水庫為例，針對如何將泵送混凝土施工技術(shù)完善的應(yīng)用于水庫除險(xiǎn)加固工程中進(jìn)行了探討，并提出了一系列對策，以供參考。

關(guān)鍵詞：泵送混凝土施工技術(shù)；石門水庫；除險(xiǎn)加固工程；應(yīng)用；對策

前言

泵送混凝土施工技術(shù)，就是借助混凝土泵的方式，通過輸送管道將混凝土輸送到澆筑倉面進(jìn)行澆筑的技術(shù)?；谶@一工藝技術(shù)，能夠利用較高的機(jī)械化程度來提升混凝土施工的質(zhì)量與效率，從而為整體提升水庫除險(xiǎn)加固工程質(zhì)量奠定基礎(chǔ)，文章為此進(jìn)行了有益探討。

1 工程概況

石門水庫位于柳州市融安縣大良鎮(zhèn)石門村旁的融江支流石泯河上。水庫距離大良鎮(zhèn)7km，距離融安縣城約53km，距離柳長公路（G209）約7km，對外交通較便利。

水庫壩址以上控制集雨面積135.00km2，水庫總庫容4536萬m3，有效庫容2110萬m3，調(diào)洪庫容1476萬m3，死庫容950萬m3，正常蓄水位215.50m，死水位200.00m，50年一遇設(shè)計(jì)洪水位221.23m，500年一遇校核洪水位223.12m，是一座以灌溉為主，兼顧發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，石門水庫除險(xiǎn)加固工程混凝土施工內(nèi)容及工程量如下：

（1）對壩體作改建施工，先將溢流壩堰頂及堰面拆除，然后加設(shè)混凝土溢流堰面及兩側(cè)導(dǎo)墻。溢流壩堰體、溢流面及導(dǎo)墻混凝土總量約為5211m3，鋼筋制安量23.8t。

（2）防汛道路交通洞洞長約75m，洞身為城門洞型，襯后標(biāo)準(zhǔn)斷面為5.0×5.775m（寬×高），襯砌厚0.4m，交通洞襯砌及洞臉混凝土量為969m3，鋼筋制安量58.4t。

（3）防汛道路交通橋?yàn)?0.15m長的三跨簡支橋，連通交通洞及右岸回車場，橫跨溢流壩壩頂，兩橋臺置于溢流壩兩側(cè)岸坡，中間橋墩基礎(chǔ)埋于改建的堰頂內(nèi)，混凝土總量約為689m3，鋼筋制安量26.7t。

（4）右岸回車場擋土墻混凝土量為528m3。

（5）防汛道路路面總長約380m，路基寬4.5m，路面寬4.0m，公路路面均為混凝土路面。

2 施工方案

大壩和交通橋座落在兩山之間，兩側(cè)的地勢極為陡峻。在施工方案布置的過程中，相應(yīng)的場地過于狹窄，且整體上工期又相對較緊，需要確保在主汛期來臨之前，完成全部水下工程施工；在進(jìn)行混凝土澆筑的過程中，大部分時(shí)段氣溫較高，加上結(jié)構(gòu)體積較大，對施工技術(shù)提出了較高的要求；同時(shí)，溢流壩改建部分上、下游方向共長約45m，澆筑面寬，混凝土施工量相對較大，但因施工道路及水庫庫區(qū)蓄水的限制，無法安裝門、塔機(jī)等大型混凝土入倉設(shè)備。按照以往經(jīng)驗(yàn)，交通洞混凝土襯砌宜優(yōu)先選用泵送混凝土入倉。

根據(jù)現(xiàn)場施工地形及條件，經(jīng)過綜合比較，該工程混凝土施工方案確定為在交通洞入口處布置拌和站集中拌制，經(jīng)過溜槽卸入泵機(jī)，泵送混凝土入倉。

3 混凝土原材料與配合比

3.1 原材料

（1）水泥：采用廣西魚峰水泥股份有限公司生產(chǎn)的“魚峰”牌P.O42.5普通硅酸鹽水泥；

（2）河砂：采用柳城縣鴻源砂場生產(chǎn)的中砂；

（3）人工碎石：采用融安縣大良鎮(zhèn)山口石場生產(chǎn)的5～40mm連續(xù)級配碎石；

（4）外加劑：采用廣西鵬科建材科技有限公司生產(chǎn)的HN-300型減水劑；

（5）水：采用庫區(qū)水。

3.2 配合比

混凝土施工前，項(xiàng)目部委托廣西中水工程檢測有限公司進(jìn)行泵送混凝土配合比設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)配合比如表1。

4 施工前準(zhǔn)備工作的落實(shí)

4.1 針對模板與支撐結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查

在施工之前，需要針對相應(yīng)的模板、支撐結(jié)構(gòu)等逐一進(jìn)行檢查，以此來確?；炷潦┕ね戤吅蠼Y(jié)構(gòu)與尺寸等滿足設(shè)計(jì)要求，并確保整個(gè)泵送混凝土施工流程的順利開展。在此基礎(chǔ)上，針對泵管的實(shí)際布置情況進(jìn)行仔細(xì)檢查，要避免泵管碰撞或直接放置在結(jié)構(gòu)模板上。在此過程中，針對所安裝的模板在位置、尺寸以及平整度上所存在的超過施工規(guī)范允許范圍的偏差進(jìn)行調(diào)整，直到模板安裝符合相應(yīng)施工規(guī)范的要求。同時(shí)，還需要針對模板的內(nèi)外拉撐進(jìn)行調(diào)整加固，進(jìn)而促使模板具備良好的穩(wěn)定性，相應(yīng)的剛度和強(qiáng)度亦符合設(shè)計(jì)要求。此外還需要針對各塊模板之間所存在的縫隙進(jìn)行修補(bǔ)整理，確保模板之間保持平整且嚴(yán)密的狀態(tài)，不易漏漿。

4.2 針對鋼筋安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查與調(diào)整

在施工之前，需要針對結(jié)構(gòu)鋼筋的安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，檢查鋼筋的安裝位置、間距、保護(hù)層以及長度尺寸等是否符合相應(yīng)設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)定，如果偏差超過施工規(guī)范的規(guī)定，則對其進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，針對已經(jīng)綁扎好的鋼筋進(jìn)行仔細(xì)檢查，如果發(fā)現(xiàn)相應(yīng)鋼筋的種類或是規(guī)格等存在錯(cuò)誤，就需要及時(shí)進(jìn)行更換。在此基礎(chǔ)上，針對鋼筋網(wǎng)中的架立筋亦需進(jìn)行調(diào)整，落實(shí)加固措施，確保相應(yīng)的結(jié)構(gòu)鋼筋具有足夠的剛度和穩(wěn)定性。

4.3 針對混凝土泵地基是否穩(wěn)定進(jìn)行檢查

泵送混凝土施工過程中，混凝土泵在運(yùn)行的過程中存在著周期性脈沖振動的現(xiàn)象。因此，一旦混凝土泵所放置位置的地基不穩(wěn)固，這就會導(dǎo)致在施工中出現(xiàn)混凝土泵滑動的現(xiàn)象，進(jìn)而不僅影響到施工的質(zhì)量，也存在著極大的安全隱患。所以，這就要求在施工之前，要針對混凝土泵地基的實(shí)際情況進(jìn)行檢查，在確保相應(yīng)地基具備良好穩(wěn)固性的基礎(chǔ)上，將泵機(jī)進(jìn)行墊平穩(wěn)固處理，以確?；炷潦┕さ捻樌腋咝нM(jìn)行。

4.4 層面處理與沖洗

在上一層混凝土收倉后20～36h之間，使用高壓水沖毛機(jī)或是人工鑿麻的方式進(jìn)行混凝土層面的處理，然后利用高壓水進(jìn)行清洗直至表面干凈，并確保在下一層混凝土澆筑之前倉面保持濕潤狀態(tài)。

4.5 倉面檢查與驗(yàn)收

在完成所有倉面施工準(zhǔn)備工作之后，還需要經(jīng)過項(xiàng)目部的“三檢”工作，在確認(rèn)合格之后做好相應(yīng)的質(zhì)量檢查記錄；同時(shí)，在澆筑混凝土前8h（隱蔽工程為12h），向監(jiān)理工程師遞交施工倉面書面檢查報(bào)告，倉面在監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格并簽字后才能進(jìn)行混凝土澆筑施工。

5 泵送混凝土施工技術(shù)在石門水庫除險(xiǎn)加固工程中的具體應(yīng)用

5.1 混凝土的澆筑方法與分層原則

在實(shí)際針對這一工程落實(shí)泵送混凝土施工技術(shù)的過程中，需要基于分層分塊的設(shè)計(jì)要求下，進(jìn)行錯(cuò)縫立模澆筑。通常情況下，每塊混凝土的澆搗可采用平倉鋪料法或者是臺階澆筑法，而采用何種方法進(jìn)行澆搗則需要結(jié)合混凝土入倉的能力、相應(yīng)倉面的面積以及混凝土初凝的時(shí)間進(jìn)行確定。對于每層混凝土鋪料的厚度，要求控制在50cm以內(nèi)。在進(jìn)行澆筑層次劃分的過程中，需要遵循如下幾點(diǎn)原則：一是要基于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)下，實(shí)現(xiàn)澆筑分層的合理劃分；二是要基于結(jié)構(gòu)突變處，要充分考慮到方便模板的固定，針對澆筑層的厚度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整；三是基于澆筑總高度下，相應(yīng)分層厚度盡量達(dá)到相同模數(shù)，以減少模板套數(shù)和改動；四是要基于模板受力條件、組裝拆卸是否方便與吊裝設(shè)備的能力下，實(shí)現(xiàn)對澆筑分層厚度的合理劃分。

5.2 混凝土的拌制與入倉

混凝土在拌和站集中拌制后通過泵機(jī)直接送料入倉，在倉內(nèi)需及時(shí)移動泵管配合人工平倉進(jìn)行澆筑。如果在倉內(nèi)存在著堆疊的粗骨料，則要將其均勻的分布于砂漿較多的地方，在此過程中，不得使用砂漿進(jìn)行覆蓋，以避免內(nèi)部蜂窩現(xiàn)象的發(fā)生。在靠近模板和鋼筋較密的地方，輔以人工鏟料平倉，使骨料均勻分布。不合格的混凝土嚴(yán)禁入倉，已入倉的不合格料必須清除，并按規(guī)定在指定地點(diǎn)棄渣。

5.3 混凝土的振搗

大體積混凝土可采用插入式高頻振動器，而板、梁、柱、墻等薄壁結(jié)構(gòu)部位，可采用軟軸插入式振動器或是平板振動器來實(shí)現(xiàn)混凝土振搗。在此過程中，除交通洞頂拱混凝土采用附著式振動器振搗外，其余部位混凝土振搗時(shí)振動器不能直接碰撞模板、鋼筋和預(yù)埋件，以防模板走樣和預(yù)埋件移位；振搗時(shí)間以混凝土不再顯著下沉，不出現(xiàn)汽泡、并開始泛漿為準(zhǔn)；振動器移動的距離不超過其有效半徑的1.5倍，并插入下層5～10cm，振動棒應(yīng)垂直插入混凝土，振搗完慢慢拉出，以保證混凝土上下層結(jié)合，避免漏振。

5.4 混凝土的養(yǎng)護(hù)

在每層混凝土澆筑完畢12～18h后，要及時(shí)進(jìn)行淋水養(yǎng)護(hù)，確?；炷帘砻姹３滞耆统掷m(xù)濕潤的狀態(tài)；在完成建筑物整體澆筑后，淋水養(yǎng)護(hù)工作至少要持續(xù)14天。同時(shí)，按技術(shù)規(guī)范要求對不同部位進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)，覆蓋養(yǎng)護(hù)方法：一是用粗麻袋或其他吸濕材料處于潮濕狀態(tài)下覆蓋水平表面；二是灑水之后，用不透水薄膜覆蓋表面，或采用工程師批準(zhǔn)的養(yǎng)護(hù)劑。

5.5 泵送工藝要點(diǎn)與注意事項(xiàng)

（1）泵送混凝土前，先把儲料斗內(nèi)清水從泵管泵出，達(dá)到濕潤和清潔泵管的目的，然后向料斗內(nèi)加入與混凝土配比相同的水泥砂漿（或1：2水泥砂漿），潤滑泵管后即可開始泵送混凝土。

（2）開始泵送時(shí)，泵送速度宜放慢，油壓變化應(yīng)在允許范圍內(nèi)，待泵送順利后，再用正常速度進(jìn)行泵送。

（3）泵送期間，料斗內(nèi)的混凝土量應(yīng)保持不低于缸筒口上10mm到料斗口下150mm之間為宜。避免吸入效率低，容易吸入空氣而造成塞管，太多則反抽時(shí)會溢出并加大攪拌軸負(fù)荷。

（4）泵送作業(yè)宜連續(xù)進(jìn)行，如混凝土供應(yīng)不及時(shí)，需降低泵送速度，泵送暫時(shí)中斷時(shí)，攪拌不應(yīng)停止。當(dāng)葉片被卡死時(shí)，需反轉(zhuǎn)，再正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)一定時(shí)間，待正轉(zhuǎn)順利后方可繼續(xù)泵送。

（5）泵送中途若停歇時(shí)間超過20min、管道又較長時(shí)，應(yīng)每隔5min開泵一次，泵送小量混凝土；管道較短時(shí)，可采用每隔5min正反轉(zhuǎn)2～3行程，使管內(nèi)混凝土蠕動，防止泌水離析；長時(shí)間停泵（超過45min）、氣溫高、混凝土坍落度小時(shí)可能造成塞管，宜將混凝土從泵機(jī)和泵管中清除。

（6）向下泵送時(shí)，混凝土的坍落度應(yīng)適當(dāng)減小，混凝土泵前應(yīng)有一段水平管道和彎上管道才折向下方，并應(yīng)避免垂直向下裝置方式以防止離析和混入空氣，對壓送不利。

（7）澆筑交通洞頂拱混凝土?xí)r，由于巖石面凹凸不平，封拱時(shí)最好在頂拱巖石面最高處安裝1～2根排氣管，以便澆筑滿頂拱和減輕混凝土泵輸送混凝土傳遞至模板上的壓力。

（8）泵送宜先遠(yuǎn)后近，在澆筑中逐漸拆管。

（9）泵管的水平換算距離總和應(yīng)小于泵機(jī)的最大泵送距離。

（10）泵管布置時(shí)應(yīng)按最短距離、最少彎頭和最大彎頭來布管，盡量減小輸送阻力，也就減少了堵管的可能性。

（11）泵管的固定，不得支撐在鋼筋、模板及預(yù)埋件上。

5.6 泵送施工結(jié)束后的清理工作

在泵送施工即將結(jié)束時(shí)，應(yīng)結(jié)合澆筑過程與以往經(jīng)驗(yàn)，估算泵管和料斗內(nèi)儲存的混凝土量以及澆筑倉面所欠的混凝土量，以便確定尚需拌制的混凝土量。在泵送完畢后，立即對泵管進(jìn)行清理，通常采用空氣壓縮機(jī)，將清洗球推進(jìn)泵管內(nèi)進(jìn)行清理。在此過程中，應(yīng)隨時(shí)敲打泵管，以此來了解混凝土是否接近全部排空。當(dāng)泵管內(nèi)尚有10m左右混凝土?xí)r，應(yīng)將壓縮機(jī)緩慢減壓，防止出現(xiàn)大噴爆而造成傷人事故。此外，應(yīng)及時(shí)對混凝土泵和拌和機(jī)等設(shè)備進(jìn)行清洗，并將泵管進(jìn)行拆卸按不同規(guī)格分類堆放。

6 泵送混凝土單元工程質(zhì)量評定

該工程混凝土澆筑共劃分84個(gè)單元工程，單元工程質(zhì)量合格84個(gè)，合格率100%，其中優(yōu)良72個(gè)，優(yōu)良率85.7%。

7 結(jié)束語

綜上，在石門水庫除險(xiǎn)加固工程施工中，應(yīng)用泵送混凝土施工技術(shù)，能夠確保在要求工期內(nèi)，提升混凝土施工質(zhì)量與效率并降低施工綜合成本。在實(shí)際應(yīng)用這一技術(shù)的過程中，則需要在完善落實(shí)相應(yīng)準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)混凝土的澆筑與分層、混凝土的拌制與入倉、混凝土的振搗、混凝土的養(yǎng)護(hù)、泵送工藝以及泵送結(jié)束后的清理等工作內(nèi)容的規(guī)范化操作，以此借助泵送混凝土施工技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮來提升水庫除險(xiǎn)加固工程的綜合效益。

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作者簡介：顏蔚文（1972-），男，廣西藤縣人，本科學(xué)歷，工程師，主要從事水利水電工程施工管理工作。