下滸山水庫工程大面積基礎(chǔ)墊層砼施工技術(shù)及質(zhì)量控制

何萬社

（中國水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司, 陜西 西安 710065）

1 工程概況

下滸山水庫工程大壩基礎(chǔ)范圍為壩上0-005.0~壩下0+061.74,壩基墊層砼涉及7個壩段,從左向右分別為左非7、泄1、泄2、泄3、泄4、右非6、右非5。大壩右岸建基面高程為45.0 m,左岸建基面高程為45.5 m,大壩墊層砼頂部高程為47.5 m。設(shè)計大壩基礎(chǔ)墊層砼為C9020 W8 F100,厚度為2 m~2.5 m。

2 墊層混凝土施工方案

2.1 分倉設(shè)計

2.1.1 分倉原則

下滸山水庫工程大壩基礎(chǔ)墊層砼共涉及7個壩段,分別為左非7、泄1、泄2、泄3、泄4、右非6及右非5。澆筑最大長度109 m,最大寬度61.74 m,澆筑高程為45.5 m~47.5 m和45.0 m~47.5 m,澆筑厚度2 m~2.5 m,總澆筑面積6364.9 m2,總澆筑方量約1.42萬m3。

大壩基礎(chǔ)墊層砼為C9020 W8 F100,二級配,擬按每個壩段設(shè)橫縫,每個壩段分為2 ~3 個澆筑倉。具體分塊見圖1。

圖1 大壩墊層砼澆筑分塊圖

2.1.2 澆筑順序

根據(jù)分塊圖,將大壩基礎(chǔ)共劃分為15個澆筑塊,除泄1壩段分成3個澆筑塊外,其每個壩段分成2個澆筑塊。

大壩基礎(chǔ)墊層砼分塊澆筑順序如下：左非7-Ⅰ——泄2-Ⅰ——左 非7-Ⅱ——泄2-Ⅱ——泄3-Ⅰ——泄1-Ⅰ——泄3-Ⅱ——泄1-Ⅲ——泄4-Ⅰ——右非5-Ⅰ——泄4-Ⅱ——右非5-Ⅱ——右非6-Ⅰ——泄1-Ⅱ——右非6-Ⅱ,澆筑順序見圖2。

圖2 大壩基礎(chǔ)墊層砼分塊澆筑順序圖

2.1.3 澆筑方法

壩基墊層砼總體遵照澆筑分塊圖進(jìn)行施工,從左向右跳倉澆筑,先澆筑上游塊再澆筑下游塊。

根據(jù)大壩基礎(chǔ)墊層砼分塊澆筑順序圖,各個澆筑塊主要工程量見表1。

從表1中可以看出右非6-Ⅱ倉面面積和澆筑方量均最大,因此右非6-Ⅱ倉面成為控制砼澆筑強(qiáng)度倉位。

表1 基礎(chǔ)墊層各澆筑塊特性表

大壩基礎(chǔ)墊層常態(tài)混凝土擬采用HZS120拌合站集中拌制,自卸汽車直接入倉,1.2 m3挖機(jī)平倉,挖機(jī)不能到達(dá)的地方輔助人工平倉,振搗臺車進(jìn)行振搗。HZS120拌合站實際拌制能力約80 m3/h。根據(jù)倉面特點,擬采用臺階法澆筑,布料順序為：從上游向下游。每層鋪料厚度40 cm~50 cm,每一臺階寬度按2.0 m。臺階法澆筑見圖3。

圖3 墊層砼臺階澆筑示意圖

根據(jù)上圖計算,每澆筑一個循環(huán)的最大砼方量為右非6號壩段：110 m3,大壩基礎(chǔ)墊層混凝土主要澆筑時段為10 月~11月,屬溫和季節(jié),砼初凝時間按2 小時考慮,則砼澆筑最低入倉強(qiáng)度為55 m3/h。

2.1.4 入倉道路設(shè)計

每倉砼澆筑入倉道路設(shè)計：

1#倉：自卸汽車輪胎經(jīng)沖洗后,沿下游圍堰下基坑道路、護(hù)坦、泄1壩段至左非7-Ⅰ下游側(cè)進(jìn)入倉內(nèi)。

2#倉：自卸汽車輪胎經(jīng)沖洗后,沿下游圍堰下基坑道路、護(hù)坦、泄2壩段至泄2-Ⅰ下游側(cè)進(jìn)入倉內(nèi)。

3#倉：自卸汽車輪胎經(jīng)沖洗后,沿下游圍堰下基坑道路、護(hù)坦、泄1壩段至左非7-Ⅱ下游側(cè)面進(jìn)入倉內(nèi)。

4#倉：自卸汽車輪胎經(jīng)沖洗后,沿下游圍堰下基坑道路、護(hù)坦至泄2-Ⅱ下游側(cè)進(jìn)入倉內(nèi)。

5#倉、6#倉：自卸汽車沿下游圍堰下基坑道路、5#道路、上游下基坑道路至泄2-Ⅰ,將砼直接倒入倉內(nèi)。

7#倉、8#倉：自卸汽車沿下游圍堰下基坑道路、5#道路、上游下基坑道路至泄2-Ⅱ,將砼直接倒入倉內(nèi)。

9#倉：自卸汽車輪胎經(jīng)沖洗后,沿下游圍堰下基坑道路、護(hù)坦至泄4壩段下游側(cè)進(jìn)入倉內(nèi)。

10#倉：自卸汽車輪胎經(jīng)沖洗后,沿下游圍堰下基坑道路、護(hù)坦至泄4壩段、右非6壩段至右非5-Ⅰ下游側(cè)面進(jìn)入倉內(nèi)。

11#倉：自卸汽車輪胎經(jīng)沖洗后,沿下游圍堰下基坑道路、護(hù)坦至泄4-Ⅱ下游側(cè)進(jìn)入倉內(nèi)。

12#倉：自卸汽車輪胎經(jīng)沖洗后,沿下游圍堰下基坑道路、護(hù)坦、右非6壩段至工作面。

13#倉：自卸汽車沿下游圍堰下基坑道路、5#道路、上游下基坑道路至泄4-Ⅰ,將砼直接倒入倉內(nèi)。

14#倉：自卸汽車沿下游圍堰下基坑道路、5#道路、上游下基坑道路至泄1-Ⅰ,將砼直接倒入倉內(nèi)。

15#倉：自卸汽車沿下游圍堰下基坑道路、5#道路、上游下基坑道路至泄4-Ⅱ,將砼直接倒入倉內(nèi)。

2.2 施工方法

2.2.1 基礎(chǔ)面清理

基礎(chǔ)開挖完畢,達(dá)到設(shè)計斷面尺寸及建基面高程后,人工配合高壓風(fēng)水槍進(jìn)行基礎(chǔ)清理。巖面清理干凈,達(dá)到基礎(chǔ)無積水、無松動巖塊、無殘渣,監(jiān)理工程師驗收合格為止。

2.2.2 模板安裝、加固

大壩上游迎水面及每倉分縫處均采用3 m×3 m大模板,模板底部鋪設(shè)5 cm厚的方木做墊塊,方木外側(cè)打設(shè)Φ20 地錨,防止模板發(fā)生位移,模板內(nèi)側(cè)預(yù)埋Φ22 拉錨桿,模板外側(cè)采用φ48 mm鋼管進(jìn)行支撐。

大壩下游斜坡面采用3 m×1.5 m大模板,模板內(nèi)側(cè)預(yù)埋Φ22 拉錨桿,同時內(nèi)外均采用Φ16拉錨筋固定,必要時在模板內(nèi)側(cè)采用φ48 鋼管進(jìn)行支撐。

集水井、止水基座等部位均采用6015、2015及2015組合鋼模板,在P1015 鋼模上間隔75 cm布置一個φ16孔,以穿套拉錨螺桿。模板內(nèi)側(cè)布置Φ25 鋼筋托架以架立并定位鋼模板,模板外側(cè)由φ48 mm鋼管縱橫圍囹配合φ14 mm拉錨螺栓加固。

2.2.3 銅止水安裝

銅止水由定型模具按照設(shè)計尺寸壓制加工而成,人工搬運至現(xiàn)場,按照設(shè)計要求在止水鼻腔內(nèi)填塞瀝青麻絲。在建基面以下按照設(shè)計尺寸伸入壩段分縫位置的止水坑內(nèi)40 cm后固定,采用C25 砼澆筑密實,表面壓光。壩段結(jié)構(gòu)縫上游側(cè)及上游止水埂均埋設(shè)2 道銅止水,其間隔尺寸需滿足設(shè)計要求。銅止水長度不足時采取搭接焊接,搭接長度不小于20 mm。A型、B型止水基座回填砼澆筑齡期達(dá)7天后再澆筑墊層砼,B型止水埂基座斜坡段表面涂兩道瀝青。

2.2.4 接地扁鐵安裝

人工接地體為-50×5扁鋼,按照設(shè)計位置敷設(shè)在開挖建基面上,并按設(shè)計位置留出向上引接線及接地引出端子。接地扁鋼需搭接焊接牢靠,搭接長度不小于扁鋼寬度的2倍。

2.2.5 砼拌合

混凝土在拌和站集中拌制,水泥、砂石骨料、外加劑等原材料需經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師見證取樣并檢驗合格后方可使用,砼拌制嚴(yán)格按照試驗室出具的砼配合比通知單。

2.2.6 砼運輸

大壩墊層砼為干硬性砼,考慮罐車運輸不易卸料,計劃采用20 t自卸汽車直接運輸入倉。自卸汽車運輸砼時在車廂頂部搭設(shè)遮陽防曬棚,防止運輸途中混凝土溫度上升。

2.2.7 砼澆筑

（1）底板墊層砼澆筑前,對建基面凹凸不平的大坑進(jìn)行填塘處理,回填采用高一級別細(xì)石混凝土?；靥顦?biāo)準(zhǔn)滿足自卸汽車直接入倉為宜,對回填砼表面進(jìn)行鑿毛處理,澆筑時隨倉面砼在其表面鋪筑一層M25 水泥砂漿。

（2）基巖面的澆筑倉和新老混凝土結(jié)合部位的澆筑倉面,在澆筑第一層混凝土前,必須先鋪一層2 cm~3 cm的水泥砂漿,砂漿的水灰比應(yīng)較混凝土的水灰比減少0.03~0.05。一次鋪設(shè)的砂漿面積應(yīng)與混凝土澆筑強(qiáng)度相適應(yīng),保證新混凝土與基巖或老混凝土結(jié)合良好。

（3）成品砼經(jīng)20 t自卸汽車運輸車入倉,人工配合1.0 m3反鏟或平倉機(jī)平倉。機(jī)械不能到達(dá)的地方采用人工進(jìn)行平倉。

2.2.8 混凝土振搗

倉面內(nèi)采用振動臺車進(jìn)行振搗,入倉的砼隨卸料隨平倉隨振搗,不得堆積。埋件部位、鋼筋密集區(qū)域采用振搗棒輔助振搗,加密振搗點并適當(dāng)延長振搗時間。振搗器在振搗時不要碰撞模板,振搗器插入下層砼5 cm左右,振搗器插入砼的間距不超過振搗器有效半徑的1.5 倍。砼振搗時按順序依次振搗,振搗時間以砼不再顯著塌陷、不出現(xiàn)氣泡并開始泛漿時為準(zhǔn),同時避免振搗過度。振搗器距模板的垂直距離不小于振搗器有效半徑的1/2,并不得觸動鋼筋及預(yù)埋件。

2.2.9 拆模養(yǎng)護(hù)

待倉內(nèi)砼初凝后可灑水或流水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)期間保持倉面濕潤,養(yǎng)護(hù)時間14 天。倉內(nèi)砼澆筑完成后,待砼強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa以上,可進(jìn)行模板拆除,并開始下一倉號的準(zhǔn)備,拆模時注意保護(hù)好混凝土邊角?；炷翛_毛在砼初凝后終凝前之間進(jìn)行（砼澆筑完成后5~8 小時內(nèi)）,沖毛采用高壓水搶進(jìn)行沖毛,沖毛水壓50 MPa,局部面積較小或者鋼筋密集部位及邊角部位采用人工鑿毛。表面處理做到表面無松動,無灰漿浮渣,無乳皮及污染,以露出粗砂或小石為準(zhǔn)。

2.3 混凝土施工強(qiáng)度分析

2.3.1 最大倉面澆筑強(qiáng)度

根據(jù)大壩基礎(chǔ)墊層砼混凝土施工特點,結(jié)合混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計能力,本次倉面最大面積為649 m2,澆筑砼方量約1622.5 m3。砼澆筑采用臺階法澆筑,每層鋪料厚度控制在50 cm,每澆筑一個循環(huán)最大方量為110 m3,砼初凝時間按2 h考慮,最低入倉強(qiáng)度為55 m3/h,因此倉面入倉強(qiáng)度按55 m3/h進(jìn)行資源配置。拌合站本和能力為80 m3/h,滿足澆筑強(qiáng)度要求。

2.3.2 倉面混凝土施工機(jī)械強(qiáng)度分析

（1）振搗設(shè)備配置

墊層砼振搗采用振搗臺車進(jìn)行振搗,振搗臺車每小時振搗混凝土澆筑量在50 m3左右?？紤]道模板周邊及其他特殊部位,再另外配置2 臺ZDN100 A變頻振搗棒,每臺振搗棒振搗能力在10 m3/h,因此振搗設(shè)備可以滿足入倉強(qiáng)度要求。

（2）平倉設(shè)備配置

平倉采用卡特320 D挖機(jī)進(jìn)行平倉,每分鐘可挖平2 斗,每斗按1.2 m3考慮,每小時可平倉144 m3,滿足要求。在靠近模板和鋼筋密集處采用人工平倉。

（3）混凝土拌和運輸強(qiáng)度分析

大壩基礎(chǔ)墊層砼采用HZS120 拌合站集中拌制,20 t自卸汽車運輸。經(jīng)測試拌合站實際拌合能力為80 m3/h。從拌合站至倉面距離1 km左右,車速為15 km/h。自卸汽車運輸一次需時間8 min,拌合站拌制砼拌合約10 min,裝卸料、輪胎沖洗等待5 min,總計約23 min,一車平均裝15 m3,小時進(jìn)倉強(qiáng)度約30 m3,因此需配備3 輛20 t自卸汽車,另外再考慮1臺備用,初步選用4 臺20 t自卸汽車。

3 施工質(zhì)量保障措施

3.1 溫控措施

根據(jù)《安徽省安慶市下滸山水庫大壩及電站廠房混凝土施工技術(shù)要求》溢流壩段及非溢流壩段基礎(chǔ)約束區(qū)在3 月、11 月允許最高溫度為27℃,4月、10月允許最高溫度為30℃的要求,需對大壩基礎(chǔ)墊層混凝土進(jìn)行溫度監(jiān)測和控制。

3.1.1 溫度監(jiān)測

（1）出機(jī)口溫度測量

在基礎(chǔ)墊層砼澆筑過程中,每4 h測量一次混凝土出機(jī)口溫度。

（2）倉面溫度測量

倉面每100 m2設(shè)不少于1 個測點,測點必須均勻分布在澆筑層面上。每一澆筑層不少于3 個測點,測點應(yīng)均勻分布在澆筑層面上,測溫點的深度不小于10 cm,專人負(fù)責(zé)測溫,并做好記錄。

3.1.2 溫度控制

（1）優(yōu)化砼配合比設(shè)計,提高砼抗裂能力

在砼澆筑前,搞好砼施工配合比（優(yōu)化）設(shè)計,降低砼單位水泥用量,以減少砼水化熱溫升,提高砼抗裂能力。

（2）采取綜合溫控措施,降低砼出機(jī)溫度和澆筑溫度

控制砼最高溫度的有效措施是降低砼澆筑溫度和減少水化熱溫升,因此,施工中將采取綜合溫控措施,降低砼出機(jī)溫度和澆筑溫度,在施工中通過試驗建立砼出機(jī)溫度與現(xiàn)場澆筑溫度之間的關(guān)系,從而可根據(jù)日照、氣溫、倉面實際情況,采取相應(yīng)的控制措施,保證滿足招標(biāo)文件及設(shè)計控制溫度要求。

（3）加強(qiáng)砼養(yǎng)護(hù)和表面保護(hù)

養(yǎng)護(hù)采取噴灌噴頭通壓力流水養(yǎng)護(hù)的方式,局部采用灑水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)在砼終凝后開始進(jìn)行。當(dāng)氣溫驟降時,必須做好大壩砼的表面保護(hù)工作,以減少內(nèi)外溫差,降低砼表面溫度梯度,避免出現(xiàn)壩體砼表面裂縫。

3.2 砼質(zhì)量控制措施

（1）根據(jù)澆筑條件的變化,及時調(diào)整混凝土配合比,加強(qiáng)混凝土拌和質(zhì)量控制,保證混凝土達(dá)到設(shè)計的塌落度。

（2）混凝土澆筑過程中,嚴(yán)格按照振搗要求進(jìn)行,并加強(qiáng)周邊混凝土的振搗,做到不漏振、不過振。

（3）混凝土澆筑時,嚴(yán)禁在拌和樓外加水,如發(fā)現(xiàn)混凝土和易性較差,采取加強(qiáng)振搗等措施,以避免出現(xiàn)峰窩麻面。

（4）澆筑混凝土允許間隔時間,嚴(yán)格按照試驗確定或按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,保證混凝土澆筑的連續(xù)性,避免出現(xiàn)冷縫。

4 施工安全管理措施

（1）項目部配置專職安全檢查監(jiān)督人員,安檢人員每天巡視各個施工工作面,檢查施工現(xiàn)場的安全情況,是否存在不安全隱患或者有違章作業(yè)的情況等；一經(jīng)發(fā)現(xiàn),及時制止或者斷然采取措施防止事故發(fā)生,盡量把事故消滅在萌芽狀態(tài)。

（2）施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行“布置生產(chǎn)任務(wù)的同時布置安全工作,檢查生產(chǎn)工作的同時檢查安全工作,總結(jié)生產(chǎn)的同時總結(jié)安全工作”的“三同時”制度。

（3）施工安全不僅是本工程建設(shè)的總目標(biāo),而且關(guān)系到施工人員的身體健康,在施工過程中加大對安全施工的資金投入,嚴(yán)格操作規(guī)程,避免人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)。

（4）項目部安排專職安全員和兼職安全員經(jīng)常進(jìn)行巡視檢查,同時結(jié)合本工程安全管理辦法實行定期的、全方位的安全生產(chǎn)大檢查,檢查過程中對于事故苗頭和隱患應(yīng)及時發(fā)現(xiàn),及時處理,不留隱患。

5 結(jié)語

大壩基礎(chǔ)墊層砼在安徽下滸山水庫工程中,通過合理安排工期、合理劃分倉段,采用,較合同工期提前15 天完成了基礎(chǔ)墊層砼澆筑,且施工質(zhì)量滿足合同要求,也為類似工程起到借鑒的意義。