雅礱江楊房溝水電站吊車梁混凝土施工質(zhì)量控制措施

何 江,王 圣,鄔 俊

(1. 中國電建華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司, 杭州 311122;2. 中國水利水電第七工程局有限公司,成都 610081)

1 工程概況

楊房溝水電站主副廠房開挖尺寸為230 m×30 m×75.57 m(長×寬×高)，自上而下共分為九層開挖，地下發(fā)電廠房巖壁吊車梁(以下簡稱“吊車梁”)位于主廠房的第Ⅲ層。吊車梁橫斷面為一寬2.0 m、高3.0 m五邊形斷面，吊車梁斜面與鉛垂面的夾角為35°，上、下游單側(cè)吊車梁長210 m(共計(jì)420 m)，在吊車梁頂面靠巖壁側(cè)設(shè)有一尺寸為20 cm×13 cm(寬×深)的排水溝，排水溝外側(cè)設(shè)13 cm厚二期混凝土；施工期為了蓄水養(yǎng)護(hù)的需要，在吊車梁外側(cè)設(shè)有一尺寸為20 cm×20 cm(寬×高)的擋水坎。

吊車梁混凝土上、下游側(cè)在機(jī)組段間和機(jī)組段與安裝間處共設(shè)置有4道結(jié)構(gòu)縫，4道結(jié)構(gòu)縫將單側(cè)吊車梁分成長63.5、33、33、33、47.5 m 5個(gè)結(jié)構(gòu)塊；每道結(jié)構(gòu)縫寬2 cm，縫內(nèi)填瀝青杉木板，并設(shè)置BW-S24型遇水膨脹止水條。單側(cè)巖壁吊車梁分19個(gè)倉號(hào)分段跳倉澆筑，單個(gè)澆筑段長約11 m；施工縫按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行縫面鑿毛，并在縫面設(shè)置梯形鍵槽，確?；炷量p面結(jié)合良好。吊車梁一期混凝土采用C30二級(jí)配混凝土，二期混凝土采用C35一級(jí)配混凝土，本文僅介紹吊車梁一期混凝土施工質(zhì)量控制措施。

2 吊車梁混凝土質(zhì)量保證措施

為了保證地下廠房巖壁吊車梁混凝土施工質(zhì)量順利實(shí)現(xiàn)合同目標(biāo)要求，施工過程中嚴(yán)格遵循“試驗(yàn)先行，樣板引路”的施工管理理念，將地下廠房吊車梁混凝土施工作為總承包項(xiàng)目的樣板工程進(jìn)行精細(xì)化施工管理；并成立地下廠房吊車梁混凝土樣板工程創(chuàng)建小組，并上報(bào)創(chuàng)樣板工程實(shí)施方案，經(jīng)監(jiān)理批復(fù)后實(shí)施。施工前，重點(diǎn)是做好“三級(jí)”質(zhì)量意識(shí)宣貫和技術(shù)再交底活動(dòng)。通過逐級(jí)開展質(zhì)量、技術(shù)交底和培訓(xùn)活動(dòng)，使得項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)重視質(zhì)量、管理人員清楚質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)人員掌握控制要點(diǎn)，最終形成“人人重視質(zhì)量，人人參與質(zhì)量，全員分享質(zhì)量成果”的良好氛圍。

在吊車梁混凝土的施工過程中，始終堅(jiān)持技術(shù)部全程跟蹤指導(dǎo)、施工部通力協(xié)調(diào)、質(zhì)量部嚴(yán)把工序驗(yàn)收和質(zhì)量控制關(guān)，切實(shí)落實(shí)“三檢制”，對(duì)每一道工序質(zhì)量的檢查與驗(yàn)收進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，在制度上和組織上為吊車梁混凝土的施工質(zhì)量保駕護(hù)航。

與此同時(shí)，為了充分調(diào)動(dòng)一線作業(yè)人員的工作積極性與主觀能動(dòng)性，總承包部針對(duì)廠房吊車梁混凝土施工還設(shè)置了專項(xiàng)的獎(jiǎng)勵(lì)基金，對(duì)創(chuàng)建吊車梁樣板工程的人員及施工隊(duì)伍制定專項(xiàng)獎(jiǎng)懲制度，實(shí)行“獎(jiǎng)罰到人，誰的責(zé)任誰負(fù)責(zé)”，并明確樣板工程獎(jiǎng)勵(lì)金額的70%分發(fā)給施工隊(duì)伍及現(xiàn)場一線施工作業(yè)人員。此項(xiàng)措施充分調(diào)動(dòng)了一線工人的工作積極性，使其主動(dòng)的參與到現(xiàn)場工程的質(zhì)量管控中，使廠房吊車梁混凝土施工形成了質(zhì)量自律管理的效果。

3 吊車梁混凝土施工過程控制

3.1 精心準(zhǔn)備、試驗(yàn)先行

為了保證廠房吊車梁混凝土施工達(dá)到合同規(guī)定的鏡面清水混凝土要求，在吊車梁混凝土正式澆筑施工前，試驗(yàn)室對(duì)吊車梁混凝土配合比進(jìn)行了多方案比選優(yōu)化。在初步選定混凝土配合比后，現(xiàn)場開展了兩次吊車梁混凝土澆筑的生產(chǎn)性工藝性試驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括：模板安裝及拆模工藝、模板的拼縫方式、脫模劑的選擇、脫模劑涂刷時(shí)間及涂刷次數(shù)、科學(xué)的分層高度、單點(diǎn)振搗時(shí)間及復(fù)振時(shí)間的選擇、選擇最優(yōu)的混凝土配合比(坍落度)、拆模時(shí)間的選擇等。通過兩次生產(chǎn)性工藝試驗(yàn)塊的澆筑，確定了較為理想的吊車梁混凝土施工參數(shù)。通過試驗(yàn)確定的混凝土配合比如表1所示。

表1 地下廠房巖壁吊車梁混凝土配合比表

對(duì)于模板的拼縫方式，采用2 mm厚雙面膠+膩?zhàn)臃鄱驴p和聚氨酯泡沫填縫劑堵縫兩種方式進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示采用2 mm厚雙面膠+膩?zhàn)臃鄱驴p的模板澆筑過程中無漏漿現(xiàn)象，拆模后模板拼縫處混凝土外觀平整均勻度明顯優(yōu)于聚氨酯泡沫填縫劑堵縫方式。為此，本工程巖壁吊車梁混凝土澆筑過程中模板拼縫均采用2 mm厚雙面膠+膩?zhàn)臃鄱驴p方式。

對(duì)于脫模劑的選擇，通過調(diào)研國內(nèi)其他水電站地下廠房巖壁吊車梁混凝土脫模劑使用情況，脫模劑擬采用HD-1型長效脫模劑。兩次工藝試驗(yàn)對(duì)清水覆模板和鋼模面板采用HD-1型長效脫模劑進(jìn)行了脫模效果檢驗(yàn)，兩次生產(chǎn)性工藝試驗(yàn)拆模后混凝土表面色澤均一，脫模與混凝土之間不存在附著現(xiàn)象，脫模效果較好。為此，本工程巖壁吊車梁混凝土澆筑過程中，脫模劑確定選用HD-1型長效脫模劑。

3.2 模板安裝質(zhì)量控制

模板設(shè)計(jì)是混凝土施工技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，模板的正確選擇和面板的光潔度對(duì)混凝土的外觀質(zhì)量影響很大。為了提升楊房溝水電站廠房吊車梁混凝土澆外觀質(zhì)量、同時(shí)加快吊車梁混凝土施工進(jìn)度，本工程吊車梁混凝土主要采用整體定型鋼模臺(tái)車澆筑，并輔以腳手架拼裝2.0 cm厚清水覆膜模板施工。施工過程中重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)模板工的技術(shù)培訓(xùn)和質(zhì)量意識(shí)教育，確保所有模板工按章作業(yè)、規(guī)范施工。采用定型鋼模臺(tái)車澆筑部位，嚴(yán)格控制鋼模板面板的平整度和清潔度。鋼模臺(tái)車組裝過程中，重點(diǎn)對(duì)模板的尺寸偏差、面板平整度、垂直度等進(jìn)行校驗(yàn)，確保模板安裝尺寸符合設(shè)計(jì)要求。臺(tái)車組裝結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 廠房吊車梁混凝土澆筑鋼模臺(tái)車拼裝 單位：高程，m；尺寸，cm

鋼膜臺(tái)車拼裝完成后，做好模板面板的除銹、打磨工作。在確保鋼模板面板充分潔凈后，整個(gè)面板均勻涂刷HD-1型長效脫模劑，使面板達(dá)到“光、亮、滑”效果。澆筑下一倉前，認(rèn)真清除模板表面的殘留物，在模板表面污物清除干凈后，再均勻涂刷HD-1型長效脫模劑。

采用腳手架拼裝模板澆筑部位，通過搭設(shè)腳手架作為施工平臺(tái)，采用2.0 cm厚清水覆膜模板組合拼裝進(jìn)行混凝土澆筑。模板組合拼裝時(shí)，嚴(yán)禁模板縫與方木結(jié)合縫兩縫合一，并在每塊模板縫隙間張貼2 mm厚雙面膠帶，然后采用膩?zhàn)臃圻M(jìn)行閉縫處理。拼裝清水覆膜模板過程中，重點(diǎn)做好模板的形體測量校驗(yàn)和拼縫質(zhì)量檢查，確保模板拼縫嚴(yán)密、表面平整、體形偏差滿足要求。模板表面清潔干凈后，整個(gè)內(nèi)表面均勻涂刷HD-1型長效脫模劑。下一倉混凝土澆筑時(shí)，模板拼裝前，均需認(rèn)真檢查模板的外觀質(zhì)量和平整度是否達(dá)標(biāo)，對(duì)不合格的模板進(jìn)行更換。

3.3 混凝土澆筑質(zhì)量控制

3.3.1吊車梁混凝土澆筑

2017年5月23日，廠房巖壁吊車梁第一倉混凝土澆筑正式開始，2017年8月7日吊車梁混凝土澆筑完成，總工期77 d。吊車梁混凝土采用江邊低線拌和樓生產(chǎn)的商品混凝土施工，通過9 m3混凝土罐車運(yùn)輸至工作面，再采用HBT60混凝土泵送料入倉；由一端向另一端采用退管法鋪設(shè)下料，每層鋪料厚度按30～50 cm控制，混凝土上升速度不超過50 cm/h?；炷翝仓ＷC連續(xù)進(jìn)行，對(duì)已開倉段確保一次性澆筑完成，不得出現(xiàn)冷縫?；炷翝仓驼駬v控制要求如下：

(1) 確?；炷吝B續(xù)澆筑、無間歇；

(2) 混凝土由泵管內(nèi)卸出時(shí)，采用接導(dǎo)管下料方式，以控制混凝土拌合物自由下料高度，既能防止混凝土分層離析，又能有效避免下料漿液飛濺污染模板內(nèi)表面；

(3) 澆筑混凝土?xí)r設(shè)專人看模，經(jīng)常性觀察模板、支架、鋼筋、預(yù)埋件和預(yù)留孔洞有無異常情況；

(4) 振搗采用?50和?70插入式振搗棒，快插慢拔，插點(diǎn)呈梅花形布置，按順序進(jìn)行，避免觸動(dòng)鋼筋和預(yù)埋件；振搗上一層時(shí)插入下一層混凝土5 cm以消除兩層間的接縫；

(5) 每坯層振搗分初振、復(fù)振兩次進(jìn)行，單點(diǎn)初振時(shí)間以20～30 s為宜，以混凝土不再顯著下沉、不出現(xiàn)氣泡、并開始泛漿為止；復(fù)振在初振完成15 min后進(jìn)行，單點(diǎn)復(fù)振時(shí)間以10～15 s為宜。二次振搗的主要目的是為了讓混凝土內(nèi)氣泡充分排出，避免混凝土拆模后外表面出現(xiàn)氣泡，達(dá)到內(nèi)實(shí)外光的效果。

3.3.2吊車梁混凝土溫控措施

根據(jù)設(shè)計(jì)要求廠房吊車梁混凝土澆筑溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在18 ℃以下。為保證吊車梁混凝土各項(xiàng)溫控指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)吊車梁混凝土采取如下溫控措施：

(1) 優(yōu)化混凝土配合比，盡量減少混凝土拌合物中的水泥用量；

(2) 拌制混凝土使用中熱水泥，從而降低混凝土的水化熱；

(3) 預(yù)先采用冷風(fēng)預(yù)冷骨料，縮短混凝土運(yùn)輸時(shí)間，使混凝土快速入倉，以確保混凝土澆筑溫度滿足設(shè)計(jì)要求；

(4) 控制澆筑層最大高度和間歇時(shí)間，合理安排施工程序及施工進(jìn)度；

(5) 由于吊車梁混凝土施工時(shí)正處夏季，為降低混凝土澆筑溫度，混凝土澆筑均安排在夜間氣溫較低時(shí)段施工；

(6) 加強(qiáng)相關(guān)溫控?cái)?shù)據(jù)的監(jiān)測和分析。對(duì)混凝土出機(jī)口溫度、入倉溫度、澆筑溫度、氣溫以及洞室溫度等進(jìn)行監(jiān)測，觀測頻率一般按1次/4 h。通過在混凝土倉號(hào)內(nèi)埋設(shè)溫度計(jì)，安排專人對(duì)混凝土內(nèi)的溫度進(jìn)行觀測和統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)混凝土的溫度上升情況動(dòng)態(tài)調(diào)整施工措施。

地下廠房巖壁吊車梁混凝土施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”，注重施工細(xì)節(jié)的落實(shí)，使吊車梁混凝土最終到達(dá)了鏡面清水混凝土的效果，廠房吊車梁混凝土外觀效果如圖2所示。

圖2 廠房吊車梁混凝土外觀效果

3.4 混凝土的養(yǎng)護(hù)與保護(hù)

3.4.1吊車梁混凝土養(yǎng)護(hù)措施

廠房吊車梁混凝土澆筑后的脫模時(shí)間，根據(jù)同條件養(yǎng)護(hù)試塊試驗(yàn)確定不得少于8 d。結(jié)合楊房溝水電站工程所處地理位置溫差較大的特征，為了使水泥充分水化，保證混凝土強(qiáng)度和耐久性，避免混凝土出現(xiàn)溫度裂縫和干縮裂縫現(xiàn)象，對(duì)混凝土采取以下保溫、保濕措施如下：

(1) 通過在吊車梁頂面外側(cè)及端頭設(shè)尺寸為20 cm×20 cm(寬×高)的擋水坎，在吊車梁頂面進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)；

(2) 吊車梁側(cè)面采用塑料薄膜把混凝土裸露面全部緊密包裹起來，防止水分蒸發(fā)，然后覆蓋土工布(土工布規(guī)格采用400 g/m2)，對(duì)覆蓋后的混凝土進(jìn)行長流水養(yǎng)護(hù)；

(3) 覆蓋流水養(yǎng)護(hù)在混凝土澆筑完畢后8～12 h進(jìn)行；

(4) 混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于28 d。

3.4.2吊車梁混凝土成品保護(hù)措施

為了防止廠房吊車梁成型混凝土受下層開挖爆破飛石的撞擊破壞，模板拆除后采用竹夾板全面覆蓋吊車梁混凝土予以封閉保護(hù)，竹夾板采用10號(hào)鉛絲連成整體后，通過?25鋼筋進(jìn)行加固，?25鋼筋與吊車梁混凝土上部邊墻高程2 006.50 m及下直墻高程2 002.40 m的系統(tǒng)錨桿焊接固定。爆破后局部被砸壞的竹夾板及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，確保廠房吊車梁混凝土不被損壞。為了控制爆破振動(dòng)對(duì)吊車梁混凝土的破壞，廠房下層開挖爆破遵循兩條原則：

(1) 在吊車梁混凝土澆筑前，須完成廠房第Ⅳ層邊墻的預(yù)裂爆破，從而減小下層爆破震動(dòng)對(duì)吊車梁混凝土的影響。

(2) 吊車梁混凝土澆筑完成28 d后，方可進(jìn)行廠房第Ⅳ層爆破開挖，且開挖過程中應(yīng)嚴(yán)格控制爆破單響藥量，保證開挖質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度控制7 cm/s范圍以內(nèi)。

3.5 吊車梁混凝土裂縫排查及裂縫成因

總承包部先后于2017年12月28日、2018年1月8日，對(duì)廠房上、下游側(cè)吊車梁全長范圍的裂縫情況進(jìn)行了逐一排查。經(jīng)查，1號(hào)機(jī)組段和安裝間范圍內(nèi)的上游側(cè)吊車梁混凝土完好，未見裂縫等異常情況出現(xiàn)；2～4號(hào)機(jī)組段范圍內(nèi)的上游側(cè)吊車梁混凝土共發(fā)現(xiàn)了13條細(xì)小裂縫。下游側(cè)吊車梁全長范圍實(shí)體混凝土未見裂縫，僅在吊車梁外側(cè)的擋水坎上發(fā)現(xiàn)兩條(分別位于3號(hào)機(jī)組段和4號(hào)機(jī)組段)細(xì)小裂縫。

根據(jù)楊房溝電站地下廠房巖壁吊車梁混凝土裂縫排查結(jié)果，初步分析吊車梁混凝土裂縫主要集中在上游側(cè)2～4號(hào)機(jī)組段范圍內(nèi)的原因主要有三方面：一是廠房吊車梁混凝土澆筑完成和廠房第Ⅳ層開挖爆破的時(shí)間間隔較短，2～4號(hào)機(jī)組段范圍內(nèi)的吊車梁混凝土在施工安排上最后澆筑完成，而廠房上游側(cè)2～4號(hào)機(jī)組段的第Ⅳ層開挖最先啟動(dòng)，兩者的時(shí)間間隔靠近設(shè)計(jì)允許值28 d；二是2～4號(hào)機(jī)組段第Ⅳ層中部拉槽爆破藥量可能存在偏大的關(guān)系(據(jù)2017年9月12日第三方進(jìn)行的爆破振動(dòng)監(jiān)測顯示：3號(hào)機(jī)組段上游側(cè)吊車梁有3個(gè)測點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度超過7 cm/s設(shè)計(jì)允許值，測值分別為14.3、10.32、10.52 cm/s)；三是與廠房上游側(cè)地應(yīng)力調(diào)整有關(guān)，廠房上游側(cè)河谷應(yīng)力較大，廠房開挖過程中上游側(cè)巖體受河谷地應(yīng)力的影響較顯著，巖體多見應(yīng)力型的破裂、掉塊等破壞現(xiàn)象。

4 結(jié) 語

楊房溝水電站廠房吊車梁混凝土施工質(zhì)量要求高，施工中通過強(qiáng)化過程管理，遵循“試驗(yàn)先行，樣板引路”的施工管理理念，嚴(yán)把每道工序質(zhì)量的檢查、驗(yàn)收關(guān)，最終使吊車梁混凝土達(dá)到了清水混凝土的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于吊車梁混凝土局部區(qū)段出現(xiàn)細(xì)小裂縫的問題，類似工程可通過進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整吊車梁混凝土澆筑完成后下層開挖爆破的時(shí)間間隔和控制下層開挖爆破參數(shù)，通過進(jìn)一步控制質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度等措施，來避免吊車梁混凝土開裂的可能。