水電站蝸殼層混凝土施工要點(diǎn)

陳晨

摘? 要：水利水電工程建設(shè)是國家“十三五”規(guī)劃中的重要內(nèi)容之一，做好水利水電工程的規(guī)劃建設(shè)有助于實(shí)現(xiàn)對于水資源的充分合理利用。水電站建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜而系統(tǒng)的工程，其主要由蓄水壩體、發(fā)電廠房等部分組成。水電站建設(shè)難度大周期長，尤其是蝸殼部分更是水電站廠房混凝土施工部分的關(guān)鍵與核心。蝸殼層混凝土施工難度大、澆筑質(zhì)量要求高，其施工質(zhì)量直接影響著水電站廠房的建設(shè)質(zhì)量。文章在分析蝸殼層混凝土澆筑特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對蝸殼層混凝土的施工方法、施工工藝進(jìn)行了分析介紹。

關(guān)鍵詞：水電站;蝸殼層混凝土;澆筑

中圖分類號：TV544? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）08-0136-02

Abstract： The construction of water conservancy and hydropower projects is one of the important contents in the 13th Five-Year Plan of the country. Good performance in the planning and construction of water conservancy and hydropower projects is of great help to realize the full and rational utilization of water resources. The construction of hydropower station is a complex and systematic project， which is mainly composed of water storage dam body， power plant and so on. The construction of hydropower station is difficult and the period is long， especially the volute part is the key and core of the concrete construction part of hydropower station powerhouse. The construction of volute concrete is difficult and the pouring quality is high. The construction quality of volute concrete has a direct impact on the construction quality of hydropower plant. Based on the analysis of the pouring characteristics of volute concrete， this paper analyzes and introduces the construction method and technology of volute concrete.

Keywords： hydropower station; volute concrete; pouring

前言

蝸殼層混凝土澆筑是水電站廠房施工中的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。本文以某水電站為例就蝸殼層混凝土施工中所采用的彈性墊層、預(yù)埋泵管、回填砂裝等方法進(jìn)行了分析介紹，通過上述方法的使用在蝸殼層混凝土的施工中不僅有效減少了施工工序、避免了二次回填灌漿的麻煩，同時蝸殼層混凝土的施工質(zhì)量也得到了一定程度的提升，并加快了蝸殼層混凝土工程的施工速度。

1 某水電站工程蝸殼層混凝土部分特點(diǎn)與回填灌漿工藝

某水電站的廠房采用的是地下廠房型式，內(nèi)置2臺單機(jī)容量為30MW的混流式水輪發(fā)電機(jī)。蝸殼層混凝土部分的澆筑方量約為360m3，澆筑混凝土方量較大加之蝸殼層混凝土結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜從而對蝸殼層混凝土的澆筑提出了不小的挑戰(zhàn)。蝸殼層混凝土施工的難點(diǎn)在于蝸殼下部混凝土的澆筑，為確保蝸殼層混凝土的施工質(zhì)量需要結(jié)合蝸殼下部混凝土澆筑的特點(diǎn)與難點(diǎn)采取針對性的處理措施，確保蝸殼層混凝土的施工質(zhì)量。

蝸殼層混凝土澆筑的難點(diǎn)主要集中在蝸殼底部、座環(huán)與蝸殼的基礎(chǔ)環(huán)下部有垂直向筋板，上述區(qū)域?qū)㈥幗欠指舫闪?個不同的區(qū)塊，在蝸殼層混凝土澆筑過程中盡管在蝸殼座環(huán)部位加設(shè)了振搗排氣孔但是由于陰角這一振搗的盲區(qū)與死角的存在致使振搗無法取得良好的效果，容易產(chǎn)生脫空問題。在蝸殼層混凝土澆筑施工中為了使得蝸殼鋼襯與混凝土之間形成良好的密實(shí)度，需要重點(diǎn)解決好蝸殼層底部陰角部位的振搗脫空問題，提高蝸殼鋼襯與混凝土之間的密實(shí)度。在蝸殼層混凝土澆筑施工中多采用后期回填灌漿的方式來解決混凝土脫空問題。在對蝸殼層底部進(jìn)行回填灌漿施工中，灌漿管路將采用直徑為φ25的鋼管沿著徑向布置，對于陰角部位則通過隔板分成獨(dú)立的9個分區(qū)，并在各分區(qū)布設(shè)2個喇叭形的鐵出漿盒并將鐵出漿盒與蝸殼座環(huán)鋼襯進(jìn)行密貼，對于邊緣部分使用海綿封堵避免漿液的進(jìn)入。進(jìn)漿管從蝸殼水輪機(jī)層引入并結(jié)合蝸殼層混凝土工程的鋼筋布設(shè)與支撐情況使用塑料灌漿管進(jìn)行預(yù)埋，灌漿管需要從水輪機(jī)層的空腔內(nèi)引入并做好加固防護(hù)避免蝸殼層混凝土澆筑過程中由于碰撞所導(dǎo)致的損壞或是堵塞。

2 蝸殼層底部混凝土工程回填灌漿作業(yè)

2.1 蝸殼底部回填灌漿作業(yè)材料與施工時間的控制

蝸殼層混凝土工程回填灌漿作業(yè)所使用的灌漿液主要由42.5中熱水泥所拌制，漿液為濕磨細(xì)水泥漿液，將水泥漿液的細(xì)度控制在80μm以內(nèi)?；靥罟酀{液的配合比為0.5：1。在蝸殼層混凝土工程回填灌漿液的拌合過程中需要對所使用的水泥及粗骨料、砂石等材料進(jìn)行質(zhì)量檢測，只有符合要求的材料才能使用。蝸殼層混凝土的回填灌漿作業(yè)在低溫季節(jié)可以取得較為良好的施工效果，其施工時間應(yīng)在蝸殼層混凝土澆筑10天后且上部混凝土澆筑之前進(jìn)行，在這一時間段進(jìn)行回填灌漿作業(yè)將能夠取得較為良好的灌漿效果。

2.2 蝸殼底部回填灌漿作業(yè)中的質(zhì)量控制

在蝸殼回填灌漿作業(yè)中，可以利用蝸殼底部座環(huán)所預(yù)留的灌漿孔進(jìn)行灌漿作業(yè)。灌漿作業(yè)中需要在進(jìn)漿口處設(shè)置三通管，并在進(jìn)漿管出加裝壓力表使得灌漿管路所形成循環(huán)管路內(nèi)保持在0.2MPa的管壓，將灌漿液均勻的壓入到脫空混凝土之間的縫隙中，完成對于孔隙的良好填充?；靥罟酀{作業(yè)中如發(fā)生堵塞則應(yīng)立即使用清水從進(jìn)漿管口開始對灌漿管進(jìn)行沖洗，并在沖洗完成后使用空壓機(jī)通風(fēng)風(fēng)干恢復(fù)灌漿管的通暢，而后再將其重新回填。壓入漿液后如發(fā)現(xiàn)漿液量較小而需要利用三通管從原進(jìn)漿管進(jìn)漿并提升灌漿液的壓力，提升漿液的出漿速度與出漿量。在灌漿回填的過程中需要注意出漿平穩(wěn)，提升灌漿液壓力時要緩慢平穩(wěn)提升，并在蝸殼及座環(huán)等部位加裝千分表用以對灌漿過程中蝸殼和座環(huán)的偏移量與變形量進(jìn)行測量。如測得鋼襯的變形量超過300μm時需要適當(dāng)?shù)慕档凸酀{的壓力以免其對鋼襯產(chǎn)生不良的影響。此外，在灌漿回填的過程中需要對蝸殼、座環(huán)鋼襯等部位采取持續(xù)敲擊作業(yè)，通過這一方式利用持續(xù)的振動從而使得回填的灌漿液能夠更均勻的擴(kuò)散，從而使得灌漿液能夠更好的填充脫空部位?；靥罟酀{作業(yè)將以<0.4L/min的注入速率持續(xù)注入約20min。待到漿液充滿孔隙后完成灌漿回填作業(yè)。結(jié)束灌漿作業(yè)時，首先關(guān)閉各管口閥門而后再停機(jī)，閉漿時間應(yīng)超過8H，并在拔除閉漿塞后完成對于灌漿孔的封堵?；靥罟酀{作業(yè)主要用于解決脫空問題，回填灌漿作業(yè)完成后的2周后可以使用錘擊法對回填灌漿作業(yè)效果進(jìn)行檢測，使用鐵錘在蝸殼及座環(huán)鋼襯內(nèi)側(cè)部位進(jìn)行持續(xù)敲擊，并結(jié)合敲擊聲音的沉悶來判斷鋼襯與混凝土之間是否存在空腔。在判斷存在空腔的區(qū)域使用超聲波檢測空腔大小，如空腔面積在0.05m2以內(nèi)則無需對空腔進(jìn)行后期填充，而對于超過這一范圍的空腔則需要對其進(jìn)行補(bǔ)灌填充。填充作業(yè)時首先在空腔區(qū)域使用電鉆在鋼襯上鉆孔形成進(jìn)、回漿管路，而后使用所開灌漿孔對空腔區(qū)域進(jìn)行回填補(bǔ)灌。

3 蝸殼層混凝土施工

3.1 蝸殼層混凝土施工工藝

在對蝸殼層混凝土工程進(jìn)行施工時，為確保施工質(zhì)量需要做好蝸殼層混凝土施工時的溫控。對于埋設(shè)的通水管用以降低混凝土固化時的溫度，減少混凝土固化過程中的內(nèi)外溫差。蝸殼鋼襯底部將會與所澆筑的混凝土進(jìn)行全接觸，在混凝土澆筑時采用分層澆筑的澆筑方案，為避免澆筑混凝土所產(chǎn)生的浮力造成蝸殼的上抬需要對混凝土分層澆筑時對蝸殼所產(chǎn)生的浮力進(jìn)行計(jì)算，從而合理的制定混凝土分層澆筑方案。蝸殼上部混凝土層厚度超過80cm，上部混凝土的厚度將與蝸殼鋼襯內(nèi)所采用的支撐形式、澆筑料子塌落度大小以及澆筑的速度等綜合進(jìn)行決定。

3.2 蝸殼彈性墊層的鋪設(shè)

蝸殼彈性墊層將使用高壓聚乙烯閉孔泡沫板作為蝸殼彈性墊層的彈性材料，高壓聚乙烯閉孔泡沫板的厚度為3cm。蝸殼彈性墊層的鋪設(shè)將在蝸殼徑向鋼筋安裝之前進(jìn)行，鋪設(shè)蝸殼彈性墊層的之前需要對蝸殼上需要鋪設(shè)墊層的區(qū)域進(jìn)行打磨并涂抹氯丁膠，待到氯丁膠呈不拉絲狀在進(jìn)行第二層氯丁膠的涂抹，而后將高壓聚乙烯閉孔泡沫板分塊黏貼在蝸殼表面。黏貼后的泡沫板需要嚴(yán)絲合縫并使用瀝青對縫隙進(jìn)行封堵。

3.3 蝸殼層混凝土澆筑施工

在蝸殼層混凝土澆筑施工中由于蝸殼底部、座環(huán)及基礎(chǔ)環(huán)等部分將陰角部位分層9個不易振搗的區(qū)域和死角，致使蝸殼層混凝土的澆筑質(zhì)量受到較大的影響。因此在蝸殼層混凝土工程的施工中為減少后期回填灌漿的壓力。可以在蝸殼層混凝土工程的施工中可以先預(yù)埋設(shè)泵管，在回填之前先使用砂漿進(jìn)行回填。埋設(shè)的泵管需要按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行安裝，并控制灌漿速度確保灌漿的質(zhì)量。

3.4 蝸殼層混凝土分坯及澆筑速度控制

對于蝸殼周邊混凝土的澆筑將采用對角對稱澆筑方式，按照40-50cm的厚度分層澆筑，在混凝土澆筑時將混凝土的上升高度速度控制在0.3±0.1m/h，合理的澆筑速度將有助于混凝土更加均勻的填充，避免澆筑縫隙與澆筑空腔的產(chǎn)生。在完成了對于蝸殼層混凝土的澆筑后需要積極做好混凝土的振搗。在蝸殼層混凝土澆筑過程中澆筑方向?qū)⒂晌仛?cè)向兩側(cè)進(jìn)行澆筑，澆筑過程中為確保澆筑質(zhì)量需要在陰角部位等不利于觀測的區(qū)域按照低壓燈以便于在澆筑的過程中更好的觀測蝸殼部位混凝土的澆筑實(shí)際情況以及澆筑混凝土的振搗狀況。結(jié)合蝸殼底部澆筑點(diǎn)的分布情況有序的安排澆筑順序，并在澆筑過程中勤移泵管并配備長把振搗棒等多種規(guī)格的振搗棒以便于在蝸殼層混凝土施工過程中更好的進(jìn)行振搗，確保蝸殼層混凝土施工的質(zhì)量。此外，在蝸殼層混凝土施工過程中泵料需要持續(xù)進(jìn)行，泵送所使用的混凝土料需要控制在90min以內(nèi)，對于蝸殼底部不易振搗的區(qū)域振搗人員可以從蝸殼鋼模板兩側(cè)所預(yù)留的預(yù)留口將長柄振搗棒伸入進(jìn)行振搗，在使用長柄振搗棒的同時在輔助以φ100或是φ70的振搗棒加強(qiáng)對于澆筑混凝土的振搗，增強(qiáng)澆筑混凝土的流動性至混凝土中不再有氣泡冒出為止。振搗過程中需要控制好振搗棒避免其碰觸、破壞鋼筋骨架，至無法振搗時封好模板?；炷翝仓咧廖仛り幗切纬煞忾]區(qū)時，主管接入預(yù)埋泵管逆時針依次泵送進(jìn)砂漿，該砂漿要比主體灌注所使用的混凝土高一級標(biāo)號，泵送進(jìn)的砂漿除了使用長柄振搗棒進(jìn)行振搗外還需要使用φ100、φ70的振搗棒加強(qiáng)對于砂漿的振搗，確保澆筑混凝土的均勻性。蝸殼層混凝土澆筑施工中需要加強(qiáng)對于蝸殼和座環(huán)上浮度的檢測，檢測需要持續(xù)進(jìn)行并將所檢測的數(shù)據(jù)報送至澆筑人員以便于根據(jù)蝸殼和座環(huán)的上浮情況調(diào)整混凝土的澆筑速度與順序。在座環(huán)在水平位移與浮量超過標(biāo)準(zhǔn)時應(yīng)當(dāng)及時停止?jié)仓炷粒⒔Y(jié)合實(shí)際情況采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。

4 結(jié)束語

蝸殼層混凝土工程是蝸殼施工中的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，本文在分析蝸殼層混凝土工程施工特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對蝸殼層混凝土工程的施工順序、工藝以及蝸殼層混凝土工程施工中的重點(diǎn)與難點(diǎn)進(jìn)行了分析介紹。在蝸殼層混凝土工程施工過程中需要抓住上述特點(diǎn)采取針對性的處理措施確保蝸殼層混凝土工程的施工質(zhì)量。

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