淺談水電站混凝土施工技術(shù)
時(shí)間:2022-02-24 09:04:06
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西藏是我國(guó)水力資源最富集的省區(qū),但由于特殊的地理位置和氣候條件,西藏水電開(kāi)發(fā)程度相對(duì)滯后,抗沖耐磨混凝土施工質(zhì)量控制措施研究還不全面。隨著西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施,西藏水電迎來(lái)空前發(fā)展機(jī)遇?,F(xiàn)依托《西藏藏木水電站廠房土建及金屬結(jié)構(gòu)安裝工程》消力池抗沖耐磨混凝土施工,探索在西藏高原地區(qū)抗沖耐磨混凝土施工的技術(shù)要點(diǎn),促進(jìn)解決高海拔、大溫差、強(qiáng)紫外線等特殊氣候條件下抗沖耐磨混凝土施工質(zhì)量控制難題,對(duì)加快西藏水電開(kāi)發(fā)具有重大意義。
1概述
藏木水電站位于西藏自治區(qū)山南地區(qū)加查縣境內(nèi),地處海拔3260m,為二等大(2)型工程,開(kāi)發(fā)任務(wù)為發(fā)電,無(wú)航運(yùn)、漂木、防洪、灌溉等綜合利用要求。壩后式廠房?jī)?nèi)安裝6臺(tái)85MW發(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)容量510MW。根據(jù)多年實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì),藏木水電站極端最高溫度32.0℃,極端最低溫度-16.6℃;最大日溫差22.7℃;年平均相對(duì)濕度為51%,最小相對(duì)濕度為零;年平均風(fēng)速為1.6m/s,最大風(fēng)速為19m/s。藏木水電站消力池混凝土長(zhǎng)147.5m,寬75m,厚8m,在其面層設(shè)置60cm厚C40F150W6摻硅粉和PVA纖維的抗沖耐磨混凝土,澆筑方量為7180m3。
2重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
抗沖耐磨混凝土特點(diǎn)如下:(1)混凝土中硅粉的加入改善了漿體自身的抗磨性以及漿體與集料之間的界面,從而使集料在受到水流和泥沙的沖擊時(shí)難以被沖蝕,因此有效提高了混凝土抗沖耐磨性能。但其中存在的問(wèn)題是硅粉高強(qiáng)混凝土收縮,尤其是自收縮較普通混凝土明顯增大,這種早期的自收縮在混凝土內(nèi)部及外部的約束應(yīng)力與溫度應(yīng)力疊加極易引起混凝土開(kāi)裂。(2)由于硅粉混凝土初凝前表面失水快,特別是在太陽(yáng)照射或大風(fēng)情況下,失水更快,施工過(guò)程中極易發(fā)生早期塑性干裂。(3)混凝土拌和物比較黏稠,攤鋪、振搗、抹面處理較困難,混凝土的不平整度控制難度較大?;炷凉こ套铌P(guān)鍵的任務(wù)是提高其耐久性和使用壽命,其中混凝土裂縫是影響其耐久性和使用壽命一個(gè)很重要因素。因混凝土裂縫會(huì)增加其滲透性,加劇鋼筋銹蝕和混凝土的凍融破壞程度,進(jìn)而危害到結(jié)構(gòu)的安全性。其次,混凝土表面塑性干裂和不平整度是誘發(fā)沖磨空蝕破壞的主要因素,混凝土磨蝕破壞是水電站運(yùn)行中主要病害之一,由此不僅需花費(fèi)高昂的修補(bǔ)費(fèi)用,而且影響了水電站正常運(yùn)行,給國(guó)家和人民造成巨大財(cái)產(chǎn)損失。藏木水電站消力池抗沖耐磨混凝土施工時(shí)段跨春夏季,氣候條件復(fù)雜,如何預(yù)防混凝土裂縫及早期塑性干裂,保證表面不平整度是施工中需要控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
3施工技術(shù)控制
3.1優(yōu)化配合比。針對(duì)西藏氣候特點(diǎn)及抗沖耐磨混凝土特性,為改善混凝土的塑性收縮開(kāi)裂、提高混凝土的抗凍和抗沖擊性能,對(duì)混凝土的原材料、配合比進(jìn)行優(yōu)選,采用較低的水膠比、摻優(yōu)質(zhì)粉煤灰、PVA纖維、緩凝高效減水劑和引氣劑、合理控制混凝土的含氣量及其氣泡的間距,從而達(dá)到有效降低混凝土溫升、提高混凝土抗裂性能和耐久性能的目的。最終采用20%粉煤灰+6%硅粉+0.9kg/m3PVA纖維拌制抗沖耐磨混凝土,其配合比如表1。3.2混凝土拌制、運(yùn)輸。抗沖耐磨混凝土由現(xiàn)場(chǎng)拌和站(4×3m3自落式拌和機(jī))拌制,控制攪拌時(shí)間不少于5min,控制出機(jī)口溫度不高于12℃。為確保混凝土入倉(cāng)溫度滿足設(shè)計(jì)要求,混凝土水平運(yùn)輸及垂直運(yùn)輸均采取保溫措施,防止溫度倒灌,控制混凝土溫度回升小于1℃。即混凝土水平運(yùn)輸采用20t自卸汽車,裝卸混凝土的厚度不小于40cm,車廂應(yīng)平滑密閉不漏漿,并在車廂外壁粘貼5cm厚保溫苯板,頂部設(shè)置遮陽(yáng)、防雨設(shè)施,水平運(yùn)輸時(shí)間不超過(guò)40min。垂直運(yùn)輸采用4#K80塔機(jī)配置3m3或6m3混凝土吊罐入倉(cāng),吊罐外壁粘貼5cm厚保溫苯板。3.3混凝土澆筑、振搗。為保證抗沖耐磨混凝土與常規(guī)普通混凝土良好結(jié)合,根據(jù)設(shè)計(jì)混凝土分層要求,消力池頂部澆筑層厚為2m,其中面層60cm厚為C40F150W6抗沖耐磨混凝土,下部140cm厚為C20F100W6普通混凝土。施工中在倉(cāng)面內(nèi)設(shè)置不同標(biāo)號(hào)混凝土分界標(biāo)識(shí)同時(shí)對(duì)不同標(biāo)號(hào)的混凝土運(yùn)輸車進(jìn)行區(qū)分,以保證不同標(biāo)號(hào)混凝土使用正確。消力池混凝土施工根據(jù)倉(cāng)面大小和入倉(cāng)能力分別采用平鋪法和臺(tái)階法。鋪料方向從下游至上游,鋪料厚度50cm,采用臺(tái)階法時(shí)臺(tái)階寬度不小于2m,確保臺(tái)階層次清楚、有序。混凝土澆筑過(guò)程中不允許出現(xiàn)骨料堆積現(xiàn)象,對(duì)入倉(cāng)的混凝土要及時(shí)平倉(cāng)振搗,振搗以φ100手提式插入振搗棒為主。振搗過(guò)程中要求垂直快速插入,再沿插入方向緩慢拔出,插入點(diǎn)要求均勻且方向、角度一致,移動(dòng)距離不超過(guò)其有效半徑的1.5倍(一般為300―400mm),每一次的振搗位置包括行于行之間的位置搭接30―40mm。澆筑的第一坯混凝土以及在兩罐混凝土卸料后的接觸處應(yīng)加強(qiáng)振搗,同時(shí),振搗棒應(yīng)與模板保持15―20cm左右間隙,利于氣泡排出。振搗過(guò)程中要求掌握時(shí)間,一般每個(gè)插入點(diǎn)的振搗時(shí)間為30―40s,為了減少混凝土表面氣泡,采取復(fù)振施工方法,即在下層混凝土料覆蓋之前或隔30分鐘后,再沿模板一側(cè)復(fù)振一遍,使其充分排氣后再覆蓋上層混凝土。振搗以混凝土表面呈現(xiàn)浮漿,不再明顯出現(xiàn)氣泡,表面不再顯著沉落為準(zhǔn),不允許過(guò)振或漏振。3.4夏季混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑溫控措施。(1)混凝土澆筑過(guò)程中每一層澆筑完畢在上一層覆蓋前,采用覆蓋保溫被或3cm厚、導(dǎo)溫系數(shù)≤0.158kJ/m.h.℃保溫卷材,以減少混凝土的溫度倒灌。(2)當(dāng)澆筑倉(cāng)內(nèi)氣溫高于23℃時(shí),進(jìn)行倉(cāng)面噴霧,以降低倉(cāng)面環(huán)境溫度,霧滴直徑40―80μm。(3)混凝土倉(cāng)內(nèi)布置冷卻水管進(jìn)行通水冷卻,以降低混凝土內(nèi)部溫度:混凝土分層厚度≤1.65m時(shí),水管水平間距為1.5m,布置一層;當(dāng)1.65m<層厚≤2m時(shí),水管水平間距按1.25m,布置一層;當(dāng)2m<層厚≤3m時(shí),水管水平間距按1.5m,布置2層。單根循環(huán)水管長(zhǎng)度不大于300m,管內(nèi)徑28mm,導(dǎo)熱系數(shù)≥1620J/m.h.℃。3.5混凝土振平。為確保抗沖耐磨混凝土振平效果,施工前采用鋼板和鋼桁架加工一套振平梁,其上均勻安裝4臺(tái)(2.2kW/臺(tái))附著式振搗器,在模板頂部設(shè)置槽鋼作為滑動(dòng)軌道,采用5t手動(dòng)葫蘆進(jìn)行牽引,牽引速度以混凝土表面充分泛漿便于抹面為宜。振平過(guò)程中及時(shí)對(duì)泌水進(jìn)行清除,并安排專人用2m靠尺對(duì)混凝土表面不平整度進(jìn)行檢查,人工配合進(jìn)行多挖少補(bǔ),保證其滿足設(shè)計(jì)要求。3.6混凝土抹面?;炷琳衿胶蠹皶r(shí)進(jìn)行抹面,一般按三次進(jìn)行,使混凝土表面平順、壓光、無(wú)氣孔、麻面和裂縫等缺陷。第一次抹面時(shí)間一般在振平后0―2h進(jìn)行,具體根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣候條件及混凝土的坍落度等情況而定,如混凝土坍落度比較小,現(xiàn)場(chǎng)溫度較高,無(wú)遮陽(yáng)條件下,振平后應(yīng)立即進(jìn)行抹面;如混凝土坍落度比較大,現(xiàn)場(chǎng)溫度較低,可適當(dāng)推遲抹面的時(shí)間,待混凝土表面的水分揮發(fā)掉一些再進(jìn)行抹面效果較好。第一次抹面主要使混凝土表面平順,抹面前安排專人用2m靠尺進(jìn)行檢查,并配合人工進(jìn)行多挖少補(bǔ),確保表面平整度滿足設(shè)計(jì)要求。第二次抹面是控制細(xì)微裂縫產(chǎn)生及發(fā)展的關(guān)鍵工序,施工過(guò)程中安排專人對(duì)整個(gè)倉(cāng)面進(jìn)行全面檢查、處理,將裂紋等缺陷消滅在萌芽狀態(tài)。抹面時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定,以手指用力按下混凝土面,僅出現(xiàn)細(xì)微壓痕時(shí)效果較好。第三次抹面主要是進(jìn)一步壓實(shí)、抹光,在混凝土初凝前0.5―1h進(jìn)行,可采用抹光機(jī)或人工抹面。3.7混凝土養(yǎng)護(hù)。根據(jù)抗沖耐磨混凝土特性,其初凝前易失水干縮引起混凝土早期塑性干裂。施工過(guò)程中首先須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣候條件如空氣濕度、氣溫、太陽(yáng)照射和風(fēng)力大小等情況,采取遮陽(yáng)、噴霧等措施,使混凝土表面始終保持濕潤(rùn),防止混凝土表面產(chǎn)生早期干裂。其次,抗沖耐磨混凝土盡量安排在晚上或低溫時(shí)段施工,以保證其施工質(zhì)量?;炷猎跐仓戤?2―18h初凝后采取蓄水法養(yǎng)護(hù),蓄水深度不宜低于10cm,蓄水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于60d。養(yǎng)護(hù)期間,設(shè)專人負(fù)責(zé),并作好養(yǎng)護(hù)記錄。3.8雨季施工??箾_耐磨混凝土在防雨棚保護(hù)下進(jìn)行施工,同時(shí)在倉(cāng)面四周設(shè)置擋水坎,確保雨水不進(jìn)入已澆筑混凝土倉(cāng)內(nèi)。雨停后及時(shí)恢復(fù)施工,不能恢復(fù)施工的做施工縫處理。
4結(jié)語(yǔ)
藏木水電站消力池抗沖耐磨混凝土施工在充分考慮摻硅粉混凝土特性,仔細(xì)研究西藏高原特殊氣候條件與現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境及施工工藝流程,吸取內(nèi)地已建類似工程經(jīng)驗(yàn),在實(shí)際施工中不斷改進(jìn)和完善,形成了一整套從混凝土配合比設(shè)計(jì)、拌和、運(yùn)輸、澆筑、振平、抹面、養(yǎng)護(hù)等較成熟、較完善的施工工藝和方法,既保證了混凝土施工質(zhì)量,又加快了施工進(jìn)度,取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,為今后西藏高原地區(qū)類似工程施工提供參考經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]劉世哲,張洪毅,周揚(yáng).溪洛渡水電站水墊塘底板抗沖耐磨混凝土施工技術(shù)[J].水力發(fā)電,2013.
[2]楊春光,王正中,田江永,黃玉祥.抗沖磨混凝土的研究應(yīng)用和發(fā)展[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,2006.
[3]中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院[R].西藏自治區(qū)雅魯藏布江藏木水電站廠房混凝土施工溫控技術(shù)要求.
[4]曾軍新.施工中大體積混凝土溫度裂縫的控制[J].四川建材,2007(5).
作者:王玉利 單位:中國(guó)水利水電第八工程局有限公司