龔世柒
【摘要】白鶴灘水電站右岸地下廠房巖錨梁混凝土工程工期緊、技術要求高,是該電站的關鍵技術之一,在施工過程中通過采用創(chuàng)新模板工藝、有效的溫度控制措施和爆破震動控制,確保了混凝土施工質量,使混凝土表面達到了免裝修水平。
【關鍵詞】地下廠房;巖錨梁;混凝土澆筑;白鶴灘水電站
1、引言
白鶴灘水電站位于金沙江下游四川省寧南縣和云南省巧家縣境內,為目前國內在建的最大水電站。主廠房巖錨梁總長811.2m(包括上下游,單邊長405.6m),高3.6m,梁面寬2.85m。右岸地下廠房巖錨梁混凝土于2016年5月6日開始施工,同年10月5日完成,歷時5個月,澆筑混凝土109倉(巖錨梁67倉,附壁墻42倉),共完成鋼筋制作安裝1259t,混凝土8680m3。工程施工過程中需克服解決以下幾方面的問題:(1)受高地應力和不良地質條件影響,設計在部分巖錨梁下部通過增加附壁墻、固結灌漿和附壁墻外設置預應力錨索、預應力錨桿等方式對巖錨梁進行了加固,致使施工工序多,相互干擾大;(2)巖錨梁為永久外露結構面,外觀質量要求高;(3)巖錨梁混凝土為高約束區(qū)混凝土,厚度和跨度均較大,又是在夏季高溫季節(jié)澆筑,混凝土溫控矛盾突出;(4)巖錨梁澆筑完成后的底部斜面與下方開挖面的垂直距離僅為6.4m,減小爆破振動對巖錨梁的損傷和表面防護是一難點。
2、巖錨梁混凝土澆筑
2.1 施工順序
為減少各工序之間的施工干擾,提前將補強結構范圍內的錨索進行造孔、下索和注漿,梁體混凝土施工前需完成補強結構的混凝土施工,為不影響梁體混凝土施工工期,補強結構混凝土多工作面超前巖錨梁混凝土施工,梁體混凝土施工完成后進行錨索的張拉、預應力錨桿以及灌漿工序的施工。
2.2 模板設計
巖壁吊車梁為永久外露面結構,外觀質量要求高。為確保模板快速組立及巖錨梁混凝土的外觀平整光潔,底模采用定制大模板和型鋼支撐,側模采用大面積鋼模和型鋼圍檁,模板采用16/25t吊車配合安裝。
模板以φ48mm*3.5mm的鋼管排架為主,輔以鋼筋斜拉加固。側模以拉模錨桿焊雙φ16拉條的方式固定。巖錨梁模板及支撐示意圖見圖1。
2.3 澆筑方式
經(jīng)過比較,布料機就位迅速、入倉速度快、布料均勻,適合澆筑低塌落度常態(tài)混凝土,并且與巖錨梁混凝土跳倉澆筑方案非常適配,滿足“平面多工序”的施工要求,多個作業(yè)面?zhèn)鋫}與澆筑緊密銜接,有利于混凝土散熱。因此,采用布料機作為主要入倉手段。
混凝土采用平鋪法澆筑,澆筑過程中均勻下料,及時平倉。每個澆筑坯層厚度不超過40cm,分層振搗。振搗采用加長的φ50軟軸振搗器,2臺振搗器一前一后交叉梅花形插入振搗,插入混凝土的間距按不超過振搗器有效半徑的1.5倍控制。
2.4 施工縫處理
施工縫處鋼筋不斷開,設置鍵槽加強抗剪。鍵槽為梯形形式,底面1.2m*1.6m,頂面0.8*1.2m,深0.2m。采用免拆模板網(wǎng)為鍵槽和縫面模板,利用鋼筋進行固定。
2.5 后期養(yǎng)護
為提高巖錨梁頂面養(yǎng)護效果,預先在巖錨梁外側澆筑15cm寬的先澆塊,以便頂部進行蓄水養(yǎng)護;直立面和底部斜面采用土工布覆蓋,并安排專人進行灑水養(yǎng)護,保證巖錨梁混凝土處于連續(xù)濕潤狀態(tài),養(yǎng)護時間不少于28d。
3、溫度控制
料源控制。巖錨梁混凝土澆筑時段處于高溫季節(jié),為保證澆筑溫度在18℃以下,采用預冷混凝土,混凝土出機口溫度控制在12~14℃。
(2)運輸過程控制?;炷吝\輸采用9m3攪拌車運輸,等待打料時對車體料倉進行灑水降溫,降低車體溫度。運輸過程中對車體采取遮陽措施,減少運輸過程中的陽光直射。
(3)混凝土澆筑時溫升控制?;炷寥雮}后及時進行平倉振搗,加快覆蓋速度。當混凝土入倉溫度、澆筑溫度偏高或達到溫度允許上限時,通知拌合樓采取措施降低出機口溫度,加強倉內通風等措施,確保不超溫。
(4)預埋冷卻水管。采用冷水機組制冷水為冷卻水,在巖錨梁頂部上、下游邊墻各布置一根DN50鋼管或φ50mmPE管,并按照間隔2倉巖錨梁長度的距離留出接頭。冷卻水管采用φ32HDPE管、壁厚2.0mm,豎向埋設2層,水平埋設2排,均順軸線方向,蛇型布置。
在混凝土澆筑完成后通水進行混凝土內部散熱?;炷脸霈F(xiàn)最高溫度前通水流量按40L/min進行控制(一般為澆筑后1d~3d)。當混凝土最高溫度出現(xiàn)后通水流量改為15~20L/min。通水冷卻每天調換進出口方向,并指定專人作好詳細的通水冷卻溫度記錄備查。經(jīng)過統(tǒng)計,巖錨梁施工期間共測量溫度1890次,進水溫度14.5~21℃,平均17.8℃;出水溫度為17.9~23.6℃;通水流量為36~40L/min,平均38L/min。
為監(jiān)測混凝土溫度情況,在主廠房巖錨梁前5倉混凝土內埋設了10支電阻式溫度計(每倉2只)。混凝土最高溫度統(tǒng)計見表1。目前巖錨梁已全部澆筑完成,澆筑過程中溫度控制全部滿足設計要求,未發(fā)生超溫現(xiàn)象。
4、爆破震動控制措施
為了控制爆破震動對新澆混凝土產(chǎn)生影響,在巖錨梁混凝土澆筑前,先在廠房Ⅳ層設計輪廓線及距邊墻5.0m的部位進行了永久和施工兩道預裂。主廠房Ⅳ開挖施工需在新澆筑巖錨梁混凝土強度達到28d齡期強度后進行施工。根據(jù)主廠房Ⅳ層梯段爆破監(jiān)測試驗測試結果來控制Ⅳ層及以下梯段爆破爆破單響藥量,并加強現(xiàn)場振動測試,嚴格控制振動速度在爆破安全規(guī)范允許范圍內。具體允許范圍見表2。
為了防止巖錨梁成型混凝土受到下層開挖爆破飛石的撞擊破壞,在模板拆除后通過對斜面及直立面覆蓋竹跳板進行防護。
5、結語
白鶴灘水電站右岸地下廠房巖錨梁混凝土在增加附壁墻、錨索、固結灌漿等施工項目的情況下,通過合理安排施工工序和增加資源配置,歷時5個月比計劃工期提前2.5月,優(yōu)質、高效的完成了巖錨梁混凝土澆筑及相關項目的施工,達到了行業(yè)先進水平。在混凝土澆筑完成1個月后,由監(jiān)理牽頭對巖錨梁混凝土裂縫進行了多次普查,共發(fā)現(xiàn)6條裂縫,裂縫寬度為0.1~0.6mm,都發(fā)生在側表面,從水平面觀察,沒有向巖面延伸痕跡,為淺表裂縫。如此大規(guī)模的巖錨梁高約束區(qū)混凝土澆筑,基本消除了溫度裂縫,實屬罕見?;炷羶葘嵧夤?,整體光潔平整,達到免裝修水平。鑒于目前國內水電工程地下廠房普遍采用巖錨梁方式,該項技術有廣泛的推廣和深入研究價值。