新疆大風(fēng)沙高溫條件下薄板混凝土快速施工技術(shù)

唐 洪 應(yīng)， 田 燕 龍， 王 奕 兵

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 都江堰 611830)

新疆大風(fēng)沙高溫條件下薄板混凝土快速施工技術(shù)

唐 洪 應(yīng)， 田 燕 龍， 王 奕 兵

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 都江堰 611830)

以往的堤防、公路等工程薄板混凝土施工中常采用低塌落度混凝土直接鋪筑于斜坡表面，或采用定型組合鋼模板進行襯砌，其不僅澆筑質(zhì)量難以控制，而且對于線性工程需要大量的鋼模板，從而增加了施工成本。以亞曼蘇水電站廠區(qū)樞紐工程防洪堤面板薄板混凝土施工為依托，通過對多種施工工藝進行對比研究，最終選擇了結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、施工轉(zhuǎn)運快速的小型拉模在工程中運用，為工程項目帶來了巨大的經(jīng)濟效益。

線性工程；薄板混凝土快速施工；小型拉模；亞曼蘇水電站

1 概 述

亞曼蘇水電站工程是托什干河流域水電規(guī)劃“2庫11級”中的第9級和第10級兩級水電站經(jīng)過優(yōu)化合并的一級水電站。亞曼蘇水電站廠區(qū)堤防體系總長約12 km，主要包括廠區(qū)右側(cè)導(dǎo)洪堤、左側(cè)防洪堤、鄉(xiāng)村防洪堤和臨時防洪堤。廠區(qū)堤防體系形成了一道閉合屏障，將會切實有效地保障亞曼蘇水電站發(fā)電廠房安全度汛。

亞曼蘇水電站導(dǎo)洪堤位于 廠 區(qū) 右 側(cè)，長 約4 626 m，采用梯形斷面設(shè)計，砂礫石填筑。堤頂寬度為3 m，高3 m。導(dǎo)洪堤迎水面坡比為1∶1.75，表面布置12 cm厚C25混凝土護坡。護坡下部設(shè)有2.5 m深護腳，護腳同樣采取12 cm厚C25混凝土襯砌，待混凝土達(dá)到設(shè)計齡期后回填砂礫石作為壓腳。

近年來，隨著薄板混凝土在堤防等工程項目中的大量應(yīng)用，小型拉模施工工藝極大地降低了施工成本，提高了施工效率。尤其是近幾年來全國各地受汛期影響，大量堤防工程遭到破壞，而采取小型拉模施工能夠達(dá)到快速搶修的目的。以往的堤防、公路以及鐵路等工程薄板混凝土經(jīng)常采用低塌落度混凝土直接或借助施工機械鋪筑于斜坡表面，人工攤鋪整平拋光抹面，或者在斜坡上采用定型組合鋼模板，不僅施工澆筑質(zhì)量難以有效控制，而且對于線性工程而言需要大量的組合鋼模板，進而增加了施工成本。如今，隨著小型拉模技術(shù)在線性工程中的廣泛應(yīng)用，施工中也出現(xiàn)了一些問題，其主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面，長時間循環(huán)利用拉模，造成模板剛度變差，容易變形，使用效率降低。因此，如何提高拉模的使用效率，增加拉模的抗磨性成為一大問題；另一方面，新疆大風(fēng)沙、高溫等特殊條件下混凝土表面容易出現(xiàn)干縮裂縫，施工質(zhì)量不易控制等。筆者針對這些問題進行了分析并采取了有效措施予以解決。

2 施工工藝對比分析及選擇

2.1 傳統(tǒng)施工工藝

在傳統(tǒng)國內(nèi)堤防工程施工過程中，護坡混凝土側(cè)模采用寬度與板厚度相同的鋼?；虿垆??？v、橫向模板長度一般根據(jù)混凝土面板分縫距離確定。護坡混凝土澆筑采取“跳倉澆筑”的方法，即：支模板時每隔一個倉支一塊模，澆筑完成，到齡期拆模后再澆筑另一倉。在斜面上澆筑混凝土板，若混凝土流動性較大則難以留在坡面上，為此，要求混凝土坍落度在40±20 mm左右。混凝土罐車運至施工現(xiàn)場、通過溜槽將混凝土從罐車輸送到模板內(nèi)。當(dāng)混凝土入倉完畢，先人工粗略整平，用手持插入式振搗棒斜插入混凝土振搗，混凝土極易被振搗陷落而漏槽，最后再采用人工補料，從而造成施工質(zhì)量大打折扣；倘若采用定型組合鋼模板，可以采用平板振動器與插入式振搗器相結(jié)合的方式進行處理。但對于堤防這種較長的線性工程則需要大量的施工模板，同時安裝、拆除模板以及轉(zhuǎn)運模板，費時、費工，無形之中增加了成本攤銷。

2.2 滑模和渠道襯砌機施工工藝

目前國內(nèi)對于現(xiàn)澆面板混凝土施工運用較為成熟的施工工藝還是滑模施工，滑模系統(tǒng)為由底部鋼面板、上部型鋼桁架、牽引機具、頂模四角的起吊拉環(huán)組成的箱式頂模，施工時，在滑模上增加一定量的配重，確保其在施工過程中不上浮，產(chǎn)生“飄?！爆F(xiàn)象，即：在滑模前部焊接寬約1 m的振搗平臺，后部焊接水平抹面平臺，為保證收面平整，在平臺上配置自動收面機。在滑模頂部搭設(shè)防雨棚，內(nèi)部放置混凝土預(yù)制塊作配重?；；龝r兩端提升平衡、勻速、同步。滑模的滑升速度取決于脫模時混凝土的坍落度、凝固狀態(tài)和氣溫等因素，具體參數(shù)由現(xiàn)場試驗確定。將每次滑升的幅度控制在25～30 cm以內(nèi)?；Ｊ┕すに嚹軌蜉^好地解決面板表面的不平整度以及蜂窩麻面等混凝土一般質(zhì)量問題。但是，模板轉(zhuǎn)運安裝過程中需要起重設(shè)備的配合，此種類型滑模施工適合大面板、混凝土澆筑集中、施工工作面寬敞的項目。對于新疆地區(qū)堤防等線性工程，由于其工作面狹小、斷面較小，運用滑模施工有些大材小用，既不經(jīng)濟，也不實用。

渠道襯砌機施工工藝相較于傳統(tǒng)直接平鋪澆筑更具機械化，混凝土罐車將混凝土運至施工現(xiàn)場，人工配合渠道襯砌機入倉，施工周期加快，在一定程度上提高了施工效率，有效減少了干縮裂縫。但渠道襯砌機較為笨重，對于狹小的施工環(huán)境轉(zhuǎn)運不方便。雖然加快了倉面澆筑速度，但對于整個工作面?zhèn)}號的循環(huán)并無顯著提高。倘若增加渠道襯砌機數(shù)量，在經(jīng)濟上則不劃算。

2.3 小型拉模施工工藝

小型拉模長度為4～6 m，側(cè)面模板采用12 cm槽鋼，鋼筋支撐加固，簡易手扳葫蘆提升，混凝土采用10 m3混凝土罐車運至施工現(xiàn)場，混凝土塌落度選擇70～90 mm，溜槽入倉，人工直接站于拉模上方，既可以作為拉模配重，又便于人工振搗抹面，每倉混凝土平均澆筑時間為1 h(根據(jù)實際

施工經(jīng)驗，混凝土澆筑時間不大于1h可以有效減少混凝土表面的干縮裂縫)，混凝土振搗完畢，用拉板對混凝土表面抹光，待混凝土初凝后采用磨光機進行初步磨光，之后，人工用抹刀進行精細(xì)抹光。

通過對比分析，結(jié)合項目現(xiàn)場實際施工情況，在項目施工過程中選擇了小型拉模施工工藝進行防洪堤面板薄板混凝土施工。

3 小型拉模施工工藝工程技術(shù)指標(biāo)

3.1 拉模結(jié)構(gòu)形式

廠區(qū)右側(cè)導(dǎo)洪堤工程堤頂寬度為3 m，工作面狹小，采用簡易拉模結(jié)構(gòu)形式，拉模長度分別選用了4 m、5 m、6 m，鋼板厚度分別選用2 mm、3 mm、4 mm，背枋由上下兩根φ50鋼管和12 cm槽鋼組成，槽鋼與鋼管采用加肋板連接，啟閉系統(tǒng)采用兩個簡易手扳葫蘆提升。

3.2 拉模長度的選擇

分別制作長度為4 m、5 m、6 m的拉模，在試驗段分別進行澆筑試驗，側(cè)面模板采用12 cm槽鋼，鋼筋支撐加固，混凝土采用10 m3混凝土罐車運至施工現(xiàn)場，混凝土塌落度為70～90 mm，溜槽入倉。通過試驗對比，長度為5 m和6 m的拉模剛度較差、容易變形，若鋼板較厚，又增加了拉模重量。雖然澆筑面較寬，但澆筑面平整度較差，而且重量較重，人工不易轉(zhuǎn)運，施工效率較低；經(jīng)過對比，最終選擇了4 m拉模，鋼板厚度為3 mm。

4 工程技術(shù)創(chuàng)新與難點控制

4.1 拉模變形問題

在選擇4 m拉模進行護坡薄壁混凝土施工過程中發(fā)現(xiàn)，循環(huán)次數(shù)達(dá)到80～90次左右時，拉模剛度逐漸變差，鋼板變形。

產(chǎn)生原因分析及采取的應(yīng)對措施：

鋼板變形主要是因為鋼板厚度和背枋支撐力度不夠。倘若增加鋼板厚度，相應(yīng)的模板重量會增加，不利于人工轉(zhuǎn)運。因此，在施工過程中增加了背枋支撐，可有效增加循環(huán)使用次數(shù)，可以達(dá)到120次左右。

4.2 新疆大風(fēng)沙、高溫條件下混凝土表面干縮裂縫問題

施工過程中另一個突出的問題是新疆大風(fēng)沙、高溫條件下混凝土澆筑不及時或澆筑時間過長引起已澆筑的混凝土出現(xiàn)干縮裂縫。干縮裂縫不僅影響混凝土外觀質(zhì)量，而且對建筑物結(jié)構(gòu)后期運行也會帶來一定的安全隱患。

產(chǎn)生原因分析及采取的應(yīng)對措施：

引起混凝土干縮裂縫的重要原因是水分的蒸發(fā)，這種蒸發(fā)干燥過程總是由表及里逐步發(fā)展的，尤其是在新疆這種大風(fēng)沙、高溫條件下尤其顯著，膠體中的自由水逐漸蒸發(fā)產(chǎn)生毛細(xì)管引力，膠體孔隙受到壓縮，膠體的體積隨著水分的蒸發(fā)減少而不斷收縮，從而引起混凝土體積收縮。膠體的數(shù)量及其特性隨著水泥的化學(xué)成分、細(xì)度、水灰比、齡期而不同。一般來說，單位用水量和水泥用量比較多的混凝土膠體數(shù)量多，而混凝土的干縮變形也比較大。就混凝土配合比而言，混凝土的干縮率主要取決于單位用水量和水泥用量以及砂率。相比之下，用水量的影響較為突出。隨著用水量、水泥量、砂率的增加，相應(yīng)會加大混凝土的干縮率。由此可見，采用水量低、砂率低(盡量采用粗砂)的貧水泥、干硬混凝土一般干縮率都比較小。干燥的新疆地區(qū)施工時應(yīng)提前對混凝土澆筑工作面進行灑水濕潤，將混凝土攤鋪于基礎(chǔ)面后，可預(yù)防基礎(chǔ)面吸收混凝土中的水分，同時進一步加強濕水養(yǎng)護，提高混凝土的保水性，也可減少干縮的發(fā)生。

鑒于施工區(qū)距離水池較遠(yuǎn)，線性工程施工灑水養(yǎng)護常常不及時，供水管路需要根據(jù)進度隨時調(diào)整，費時費力；倘若運用灑水車，鑒于工作面較多，需要多輛灑水車才能滿足施工需求，施工成本較高。經(jīng)過試驗對比，最終選擇了涂刷混凝土養(yǎng)護劑的方式，面板澆筑完成后只需涂刷兩次養(yǎng)護劑：初凝一次，12 h后一次，干縮裂縫基本沒有發(fā)生，從而降低了施工成本，提高了施工質(zhì)量。

同時，施工過程中應(yīng)掌握正確的振搗方法，確?；炷恋拿軐?，并且要避免過振。加強灑水或及時涂刷養(yǎng)護劑養(yǎng)護，確保養(yǎng)護質(zhì)量，盡量延遲混凝土干縮的發(fā)生。

5 實施效果及應(yīng)用前景

通過在新疆大風(fēng)沙、高溫條件下施工過程中不斷對施工模板進行改進，運用適宜的施工工藝，對比薄板混凝土澆筑質(zhì)量、施工效率、模板循環(huán)利用率，選擇能夠縮短施工工期，提高施工質(zhì)量，節(jié)約施工成本的最優(yōu)施工工藝。通過施工措施的實施得知：長度為4 m、鋼板厚度為3 mm的小型拉模在不借助大型機械設(shè)備的前提下，由人工快速轉(zhuǎn)運模板，提高了模板利用效率，節(jié)約了施工成本。

隨著小型拉模施工工藝在亞曼蘇水電站導(dǎo)洪堤中的成功運用，項目部隨即在廠區(qū)左側(cè)防洪堤中推廣應(yīng)用，左側(cè)防洪堤護坡混凝土施工工期較原計劃提前88 d，節(jié)約施工成本近77萬元。同時，相較于傳統(tǒng)施工工藝，模板使用率提高了30%～35%，生產(chǎn)效率提高了35%～40%。

因此，筆者認(rèn)為：該項目施工過程中運用的小型拉模施工工藝在中、小型斷面渠道、堤防護坡混凝土澆筑施工中將會得到更為廣泛的應(yīng)用，其靈活性、方便快捷性將會得到充分發(fā)揮。

(責(zé)任編輯：李燕輝)

2017-01-10

TV7;TV51;TV52

B

1001-2184(2017)02-0091-03

唐洪應(yīng)(1982-)，男，湖北恩施人，工程師，一級建造師，學(xué)士，從事建設(shè)工程施工技術(shù)與管理工作；

田燕龍(1987-)，男，河南開封人，助理工程師，學(xué)士，從事建設(shè)工程施工技術(shù)與管理工作；

王奕兵(1991-)，男，安徽安慶人，助理工程師，學(xué)士，從事建設(shè)工程施工技術(shù)與管理工作.