水利水電工程大壩混凝土護(hù)坡現(xiàn)澆施工工藝探究

(湖南茂天建設(shè)工程有限公司 湖南 長(zhǎng)沙 410000)

水利水電工程大壩混凝土護(hù)坡現(xiàn)澆施工工藝探究

段偉李積啟

(湖南茂天建設(shè)工程有限公司湖南長(zhǎng)沙410000)

針對(duì)水利水電工程大壩護(hù)坡施工，結(jié)合湖南某水利水電工程實(shí)際情況，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與混凝土配比設(shè)計(jì)入手，對(duì)開(kāi)挖、模板施工、混凝土施工及養(yǎng)護(hù)等關(guān)鍵工序進(jìn)行深入分析，并提出了質(zhì)量控制的方法，最后通過(guò)檢驗(yàn)得出本工程現(xiàn)澆混凝土質(zhì)量合格，防護(hù)效果顯著，所用施工工藝具有良好推廣應(yīng)用價(jià)值的結(jié)論。

水利水電工程；大壩護(hù)坡；現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡；施工工藝

水利水電工程大壩常采用漿砌石護(hù)坡，該護(hù)坡方案不僅工藝復(fù)雜、造價(jià)高昂，而且防護(hù)效果一般。為適應(yīng)水利水電工程未來(lái)發(fā)展，提高大壩整體穩(wěn)定性和防護(hù)能力，有必要積極采用現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡等新興工藝，以提高工程施工技術(shù)水平。

一、工程概況

湖南某水利水電工程始建于五十年代中期，由于使用年限較長(zhǎng)，加之早期設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，且受到風(fēng)浪沖刷，大壩坡面損壞十分嚴(yán)重，因此決定在整修的基礎(chǔ)上修建護(hù)坡。大壩設(shè)計(jì)頂寬為5.0m，壩頂高程為5.2m，內(nèi)外側(cè)邊坡的坡度相等，均為1:3；坡面采用現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡，總澆筑面積為1萬(wàn)m2，預(yù)計(jì)工期30d。

二、施工設(shè)計(jì)

(一)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

護(hù)坡主要布置在迎潮面，厚度為14cm，在坡面上按照4m的間距設(shè)置沉降縫，沿坡面長(zhǎng)度方向按3m間距設(shè)置切縫，切縫的深度要求在板厚1/3以上，相鄰兩個(gè)板縫應(yīng)以交錯(cuò)形式排列。坡面的頂部和底部均布設(shè)齒槽，并在混凝板的下方按照每平方米200g的標(biāo)準(zhǔn)鋪設(shè)土工布，采用C20混凝土。

(二)配比設(shè)計(jì)

對(duì)于護(hù)坡現(xiàn)澆混凝土的配比設(shè)計(jì)，工程采用425 普通硅酸鹽水泥和有良好級(jí)配、潔凈干燥且質(zhì)地堅(jiān)硬的中砂，粗骨料的級(jí)配為二級(jí)配，碎石粒徑分為兩種，分別為5-20cm和20-50cm，為改善混凝土性能，還添加了MF-1外加劑，配比方案如表1所示。

表1 混凝土配比方案

三、工藝流程

首先在拌和廠進(jìn)行骨料篩選、配料、拌和，最后將拌和好的混凝土運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)；然后在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行基面開(kāi)挖，底層鋪設(shè)土工布，安裝模板與瀝青板，對(duì)進(jìn)場(chǎng)的混凝土進(jìn)行檢查，并且確認(rèn)合格之后將其入倉(cāng)，開(kāi)始澆筑施工，在澆筑的同時(shí)采用平板振搗器進(jìn)行均勻振搗，由振搗棒對(duì)邊角處進(jìn)行攪振，振搗完成后抹平壓光，最后對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

(一)基面開(kāi)挖

基面開(kāi)挖施工主要包含基槽與坡面，應(yīng)確保施工場(chǎng)地干燥，并避免欠挖與超挖。在對(duì)坡面進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)應(yīng)先使用推土機(jī)等設(shè)備清坡，預(yù)留不小于5cm的厚度，然后由測(cè)量人員進(jìn)行測(cè)放掛線(xiàn)，坡面要達(dá)到平整和光潔的狀態(tài)[1]。此外，為了避免坡面長(zhǎng)時(shí)間暴露產(chǎn)生龜裂等現(xiàn)象，應(yīng)對(duì)清坡的長(zhǎng)度進(jìn)行嚴(yán)格控制。

(二)鋪設(shè)土工布

在對(duì)土工布進(jìn)行鋪設(shè)時(shí)應(yīng)確保平順，并預(yù)留足夠伸縮量，不得存在褶皺。相鄰兩塊土工布的搭接寬度在20cm左右，可使用尼龍繩通過(guò)縫合連接。根據(jù)施工要求進(jìn)行鋪設(shè)，施工組織與安排應(yīng)盡可能緊湊，完成鋪設(shè)的土工布不能長(zhǎng)時(shí)間暴曬。對(duì)于相鄰的兩個(gè)標(biāo)段，施工時(shí)應(yīng)在先進(jìn)行施工的標(biāo)段上預(yù)留不少于50cm的余量，從而方便后續(xù)施工搭接[2]。

(三)安裝模板

模板采用規(guī)格為140mm×60mm的槽鋼制成，按要求制作橫隔模與外側(cè)模。為了確保模板可以承受施工荷載以及混凝土的壓力，需要在外側(cè)模板上按照3m的間隔設(shè)置鋼管進(jìn)行固定，同時(shí)對(duì)模板位置與形狀進(jìn)行檢查。

(四)混凝土施工

1.混凝土拌和。按照表1的配比方案使用自落式拌和機(jī)拌制混凝土。在拌制過(guò)程中應(yīng)注意，所有計(jì)量設(shè)備必須隨時(shí)進(jìn)行檢查校驗(yàn)，以免由于材料稱(chēng)量不準(zhǔn)確影響或改變混凝土的性能。

2.混凝土運(yùn)輸。完成拌和后的混凝土采用車(chē)廂潔凈并涂抹隔離劑且配有防水保溫設(shè)施的自卸汽車(chē)進(jìn)行運(yùn)輸，運(yùn)輸?shù)綀?chǎng)后再利用升降機(jī)和溜槽對(duì)混凝土進(jìn)行入倉(cāng)。在運(yùn)輸及裝卸料的過(guò)程中應(yīng)注意，必須防止混凝土離析，車(chē)輛盡量勻速、平穩(wěn)行駛，并縮短運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間。

3.澆筑施工。完成入倉(cāng)的混凝土立即實(shí)施平倉(cāng)，然后按由下至上的順序一次性澆筑，不設(shè)施工縫。在澆筑的同時(shí)進(jìn)行振搗，先使用平板振搗器，然后對(duì)邊角處由人工采用振搗棒進(jìn)行振搗，振搗時(shí)避免接觸模板或其它預(yù)埋件，最后進(jìn)行抹平與壓光。

混凝土分塊應(yīng)按照方案的要求進(jìn)行分縫，保證分縫順直，不同混凝土塊之間要錯(cuò)縫，上齒槽和下齒槽的現(xiàn)澆混凝土應(yīng)使用插入式振搗器進(jìn)行均勻振搗，確?；炷撩軐?shí)性[3]。

4.拆模與養(yǎng)護(hù)。選擇拆模時(shí)間時(shí)應(yīng)綜合考慮混凝土配比與自然條件，一般在混凝土強(qiáng)度升高至2.5MPa以后，且拆模不會(huì)造成缺角、掉塊時(shí)進(jìn)行。拆模前先松開(kāi)模板的連接部件，起吊模板的過(guò)程應(yīng)緩慢，以免對(duì)混凝土造成破壞。

混凝土澆筑后及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，覆蓋塑料膜同時(shí)進(jìn)行灑水，白天根據(jù)氣溫按一定頻率灑水，夜間至少灑一次水，有效養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般在14d以上。

(五)質(zhì)量控制

所有原材料都應(yīng)在檢驗(yàn)合格后使用，并對(duì)混凝土配比和主要工序進(jìn)行嚴(yán)格施工控制，同時(shí)做好相關(guān)記錄；為確定混凝土質(zhì)量能否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)施工要求，應(yīng)選取一組試件進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；在混凝土成型之后，進(jìn)行取樣抽檢，以此確定護(hù)坡的厚度、強(qiáng)度和密實(shí)度。

四、質(zhì)量檢驗(yàn)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察和檢測(cè)可知，混凝土澆筑飽滿(mǎn)，坍落度與和易性良好，基本滿(mǎn)足設(shè)計(jì)施工要求。施工中選取試件進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明，試件平均強(qiáng)度在25.21MPa左右，離散系數(shù)為0.078，抗壓強(qiáng)度保證率可以達(dá)到99%；試件抗凍試驗(yàn)結(jié)果表明所有試件抗凍性能均滿(mǎn)足要求，混凝土質(zhì)量為優(yōu)良級(jí)。護(hù)坡施工完成后進(jìn)行抽檢，抽檢項(xiàng)目包括厚度、強(qiáng)度和抗凍性能等，抽檢結(jié)果合格，說(shuō)明本次護(hù)坡施工質(zhì)量合格。

五、結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡在本工程中的應(yīng)用達(dá)到了良好的效果，施工過(guò)程中通過(guò)對(duì)工藝和質(zhì)量的有效控制，使混凝土質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良級(jí)別。護(hù)坡完成施工投入使用后，經(jīng)過(guò)兩年的使用，其混凝土表面依然保持完好，未發(fā)生裂縫等病害，起到了顯著的防護(hù)作用。從工程經(jīng)濟(jì)效益角度講，相比傳統(tǒng)的漿砌石護(hù)坡，采用現(xiàn)澆混凝土可節(jié)省32%的造價(jià)，經(jīng)濟(jì)效益突出，值得大范圍推廣應(yīng)用。

[1]李鐵.水利水電工程大壩混凝土護(hù)坡現(xiàn)澆施工工藝探究[J].黑龍江科技信息，2016(17):247.

[2]高亞威，李秀.水利水電工程大壩混凝土護(hù)坡現(xiàn)澆施工工藝探究[J].黑龍江科技信息，2016(32):248.

[3]熊靜.水利水電工程大壩混凝土護(hù)坡現(xiàn)澆施工工藝淺述[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2017(05):112-113.

段偉(1991.10-)，男，大專(zhuān)，助理工程師，主要從事工程管理工作；李積啟(1971.5-)，男，本科，工程師，主要從事水利工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)與管理工作。