航電工程墩墻混凝土外觀質量控制關鍵技術研究

陳猛，肖燦明，于慶

(中國水利水電第五工程局有限公司，成都，610066)

改革開放以后，為加快內河水運發(fā)展速度，開始了航電樞紐工程的建設。隨著經濟社會對水運發(fā)展需求的逐步增加、水運建設投融資渠道的逐步拓展，航電樞紐建設規(guī)模進一步加大，航電樞紐工程的施工質量就顯得更加重要。航電樞紐工程主體結構中，多數為現澆混凝土結構，以閘墩、防洪墻等主體結構為主，為永久外露面或過流面，混凝土外觀質量要求相對較高。

1 工程概況

岷江龍溪口航電樞紐工程位于岷江樂山至宜賓中下游河段，是規(guī)劃的岷江樂山至宜賓段航電梯級開發(fā)的第四級航電樞紐。閘址位于四川省樂山市犍為縣境內，樞紐布置于犍為縣新民上游約600m～800m的岷江河段。其上游與犍為梯級銜接，距上游犍為梯級約31.1km。工程開發(fā)任務以航運為主，航電結合，兼顧防洪、供水、環(huán)保等綜合利用。龍溪口航電樞紐工程為Ⅱ等大(2)型工程，電站總裝機容量480MW，壩頂高程324.50m，壩軸線長948.87m。工程設計通航標準為Ⅲ級，可通行1000t級船隊。樞紐主要建筑物包括船閘、泄洪閘、發(fā)電廠房、混凝土接頭重力壩、魚道等。

墩墻混凝土設計為C25三級配，抗凍防滲水要求F50W6，墩墻厚度2m～4m，最大高度43.5m，為圓弧+直面段結構。

2 墩墻混凝土的外觀質量問題

墩墻混凝土施工中容易出現蜂窩、麻面、外觀顏色色差大等質量問題，若表面無裝飾，對工程的觀感影響很大。針對已經施工的9臺機組墩墻混凝土外觀質量問題進行調查統(tǒng)計，優(yōu)良率如表1所列。與項目部質量管理要求的混凝土外觀質量優(yōu)良率不小于92%的目標仍有一定差距。

圖1 航電樞紐墩墻常見外觀質量問題示意

表1 外觀質量評定優(yōu)良率統(tǒng)計

3 墩墻混凝土外觀質量控制關鍵技術研究

3.1 研究方式

針對航電工程中墩墻混凝土外觀質量通病問題，對關鍵施工工序采用工藝性試驗控制變量對比分析的方法，確定最優(yōu)施工技術參數，包括：模板類型、堵縫方式、混凝土級配、振搗時間等。

3.2 試驗規(guī)劃

試驗針對墩墻混凝土外觀質量常見問題，從模板類型、堵縫方式、混凝土鋪料厚度、振搗時間等工序進行詳細的分析[1]。

3.2.1 模板類型

墩墻混凝土模板可以選擇普通組合鋼模板、鋁合金模板、平面大模板、定型鋼模板、復合膠木模板等，根據以往施工經驗，普通組合鋼模板相比其他兩種模板缺點明顯，不具備對比試驗價值，故試驗選擇了鋁合金模板、平面大模板、定型模板、復合膠木模板等進行對比試驗。

3.2.2 堵縫材料

墩墻混凝土相接模板間堵縫方式有雙面膠[2]、泡沫膠、砂漿、聚乙烯泡沫板等方式，試驗將對不同堵縫材料進行對比分析。

3.2.3 裝飾條

針對墩墻混凝土陽角及模板拼縫位置，選擇角鋼、PVC圓弧倒角線條等裝飾條進行對比分析。

3.2.4 混凝土

通過調整墩墻混凝土拌和時間、坍落度、級配等進行對比分析。

3.2.5 鋪料厚度

結合現場實際情況，墩墻混凝土澆筑一般采用φ100振搗棒進行平倉振搗，作用半徑為50cm，故試驗分層厚度為40cm、50cm兩種[3]，離模板距離為2cm、5cm、10cm。

3.2.6 振搗時間

根據相關施工經驗(參考白鶴灘工程)，混凝土初振時間分60s、80s、90s三種，復振時間分30s、50s、60s三種，初振與復振間隔時間分20min、30min兩種[4]。

3.2.7 其他

通過分析混凝土初凝時間、沖毛壓力及沖毛時間，確定最優(yōu)沖毛方式。針對現場混凝土缺陷，對比多種修補配合比。

3.3 試驗方案

根據施工需求，試驗選擇5種模板類型、4種堵縫方式、3種裝飾條、3種混凝土拌和時間、3種混凝土坍落度、2種混凝土級配、2種基礎面鋪設材料、2種分層厚度、3種初振時間、2種間隔時間、3種復振時間、混凝土沖毛、缺陷處理等方面進行試驗，具體試驗內容見表2。

表2 試驗內容

工藝性試驗具體檢查方式見表3。

表3 工藝性試驗檢查項目

3.4 施工要求

3.4.1 技術交底

試驗開始前，由工程技術人員向所有施工人員進行技術交底，使其熟知各施工工序及施工要求。在關鍵工序上重點把好控制關，在主要工序上設置質檢人員全程管控。

3.4.2 施工人員準備

操作人員實行定人定崗，為保證工藝試驗順利開展，選擇7名具有豐富施工經驗的操作工人，平均從業(yè)時間20a，其中部分工人參與了白鶴灘鏡面混凝土施工。

3.4.3 場地準備

根據試驗需求規(guī)劃場地尺寸為30m×30m，場地基礎平整、碾壓后，采用C20二級配混凝土硬化，厚度為30cm?；炷琳駬v完成后，使用收面機進行第一次收面，初凝前由人工進行第二次收面。

3.4.4 其他準備

(1)對混凝土質量檢測相關儀器進行檢查；(2)根據工藝試驗方案需要，完成各類模板、脫模劑等材料的準備；(3)拌合站檢查：為保證混凝土拌和質量，對拌和站進行檢查，重點是進行校秤；(4)主要工具檢查：對振搗棒等關鍵工具進行檢查，確保施工工具滿足施工需要。

3.4.5 模板工程

模板采用二次打磨工藝，質檢員檢查合格后，方可進行涂刷脫模劑施工，經質檢檢查合格后，方可進行模板安裝。

模板安裝過程中，嚴格控制模板接縫，以防漏漿或高低不平，模板面板拼縫高差、寬度應不大于1mm，模板間接縫高差、寬度不大于2mm；模板嚴格按照設計測量放點支立，支立固定完畢進行復測，確保模板符合試驗要求。

混凝土澆筑過程中，指派專人監(jiān)護模板，對過程中的位移進行及時調整及加固。

3.4.6 混凝土澆筑

墩墻混凝土統(tǒng)一由左岸拌和站集中供應，質檢員、實驗室做好混凝土骨料質量監(jiān)控，嚴禁不合格料入倉。

采取液壓反鏟入倉，混凝土入倉后立即平倉振搗，不允許出現倉面混凝土長時間堆積。澆筑混凝土時，嚴禁在倉內加水。如發(fā)現混凝土和易性較差，采取加強振搗等措施，以保證質量。

澆筑過程中，必須配備管理員、質檢員、指揮員、初振員、復振員、模板工、記錄員，管理員負責統(tǒng)籌協(xié)調工作，質檢員負責振搗質量，指揮員負責下料等指揮工作，初振員負責混凝土初振，復振員負責混凝土復振，模板工負責查看模板有無松動、位移、變形等，記錄員負責對分層厚度、初振時間、復振時間等數據進行記錄。

3.5 工藝性試驗

3.5.1 模板處理

(1)鋼模板

①鋼模板打磨：采用鋼絲輪打磨模板，為保證模板打磨質量，由質檢人員進行旁站，及時指正。

②鋼模板涂刷脫模劑：主要脫模劑包括：脫模漆、乳化油類脫模劑、色拉油、液壓油。為防止二次污染，模板打磨涂刷脫模劑完成后，采用熟料薄膜覆蓋模板表面。

(2)復合膠木模板

①搭設脫模劑涂刷棚：為保證試驗模板脫模劑涂刷質量，在試驗現場搭設脫模劑涂刷棚，以達到防風、防塵、防雨的目的。

②模板清理：運至現場的模板必須放在脫模劑涂刷棚內進行清理，采用抹布加水進行清洗。

③模板晾干：模板清理完成后，必須放置1d以上，保證模板表面自然風干。

④涂刷脫模劑：采用兩次涂刷工藝，第一遍，采用滾筒涂刷，第二遍，采用細膩泡沫找平，保證脫模劑涂刷質量。脫模劑涂刷完成后，將模板架空，放置兩至三天，保證脫模漆已經完全晾干。

⑤加強巡檢：模板晾干過程中，多次巡視，充分了解脫模漆硬化時間。

3.5.2 模板加固

(1)鋼模板

鋼模板均采用對拉螺桿加固，為保證大模板陽角加固效果，大模板四個角增加開孔，使用螺栓進行固定。

(2)復合膠木模板

復合膠木模板采用方木+方圓扣加固，模板內側無須設置拉筋對拉。

3.5.3 模板拼縫處理

為防止混凝土澆筑時漏漿，分別采用砂漿、止?jié){條、泡沫膠、聚氯乙烯泡沫板4種材料對模板拼縫進行堵縫處理。

3.5.4 裝飾條設置

裝飾條設置主要針對木模板，分別采用：角鋼與模板進行連接、角鋼與鋼筋進行連接、PVC圓弧倒角線條3種方式進行安裝對比。

3.5.5 混凝土澆筑

(1)混凝土澆筑分層厚度標記

為保證混凝土分層厚度符合要求，在模板四個面均使用噴漆根據澆筑層厚做標記。

(2)混凝土澆筑

混凝土澆筑時，均由前期選定的經驗豐富人員，根據施工參數進行澆筑，保證混凝土澆筑質量，為避免混凝土澆筑過程模板二次污染，在未澆筑混凝土的模板覆蓋彩條布。

為保證振搗間距滿足要求，采用紅色噴漆進行點位標記。

為保證振搗時間符合要求，由質檢員使用秒表進行計時。

(3)混凝土振搗

根據試驗方案規(guī)劃，共進行21種振搗時間搭配進行對比，詳見表4。

表4 振搗時間搭配組合

(4)混凝土養(yǎng)護

混凝土澆筑完成后，及時進行灑水養(yǎng)護并覆蓋土工布保濕。

3.6 試驗結果與最優(yōu)施工技術參數

3.6.1 模板選型

鋁模板拼縫較多，陽角處局部不規(guī)則；復合膠木模板，易變形；平面大模板拼縫少，且陽角處較規(guī)則，因此，優(yōu)先選擇3m×3.1m平面大模板。

3.6.2 脫模劑選擇

通過對比分析拆?；炷镣庥^質量，確定最優(yōu)選擇為：乳化油類脫模劑。

3.6.3 模板拼縫止?jié){材料選擇

通過對比分析拆?；炷镣庥^質量，確定最優(yōu)選擇為：砂漿堵縫。

3.6.4 混凝土級配選擇

通過對比分析拆?；炷镣庥^質量，三級配混凝土模板附近均存在粗骨料外露，平整度較差，且外觀顏色深淺不一，混凝土外觀質量二級配混凝土明顯好于三級配，確定最優(yōu)選擇為：二級配。

3.6.5 混凝土振搗參數

經過21種振搗時間搭配試驗，通過對比分析拆?；炷镣庥^質量，混凝土振搗最優(yōu)技術參數為：初振20s、間隔20min、復振30s。

4 墩墻混凝土外觀質量控制技術指標確定

以岷江龍溪口航電樞紐工程為例，針對航電工程中墩墻混凝土外觀質量通病問題，對關鍵施工工序采用工藝性試驗控制變量對比分析的方法，最大限度地還原了墩墻結構特點和施工條件，確定了最優(yōu)施工技術參數，如表5所列。

表5 最優(yōu)技術參數

5 結語

墩墻混凝土外觀施工質量是航電工程質量建設中的關鍵環(huán)節(jié)。岷江龍溪口航電樞紐工程建設中，利用工藝性對比試驗，探索出關鍵工序最優(yōu)施工參數指導施工，提高了閘墩混凝土外觀質量的優(yōu)良率，積累了閘墩混凝土薄弱部位施工經驗，為本行業(yè)后續(xù)類似工程施工提供了重要的技術支持。