DG水電站廠房蝸殼二期混凝土施工與質(zhì)量控制

楊大鴻，翁 銳，楊昊川，巴桑次仁

(1.中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 611130；2.華電西藏能源有限公司大古水電分公司，西藏 山南 856000)

DG水電站廠房為右岸壩后式地面廠房，布置于11～14號(hào)壩段。蝸殼二期混凝土底部高程為3 356.7 m，頂部高程為3 367.65 m，上下高差為10.95 m，主要使用二級(jí)配C9030W8F200混凝土，蝸殼與座環(huán)陰角等局部采用一級(jí)配C2830W8F200混凝土，采用分層整塊通倉澆筑，水平縫相鄰澆筑塊間隔時(shí)間不少于5 d。

1 方案選擇及施工重難點(diǎn)

1.1 方案一

廠房1～4號(hào)機(jī)組蝸殼二期混凝土施工在機(jī)組之間結(jié)構(gòu)縫處分段，每個(gè)機(jī)組為一澆筑段，采用分層分塊(分為4層，每層分為4塊，單層高度在1.8～3.5 m間)和上下層塊與塊之間錯(cuò)縫按對(duì)稱象限同時(shí)澆筑，混凝土為C2830W8F200(二)。

1.2 方案二

廠房1～4號(hào)機(jī)組蝸殼二期混凝土施工在機(jī)組之間結(jié)構(gòu)縫處分段，每個(gè)機(jī)組為一澆筑段，采用分層整塊通倉澆筑(分為5層，單層高度在1.2～3.0 m間)，混凝土為C9030W8F200(二)，蝸殼與座環(huán)陰角等局部采用C2830W8F200(一)，每層埋設(shè)冷卻水管。

1.3 方案選定

方案選定。通過參見各方對(duì)方案一和方案二反復(fù)認(rèn)真的分析討論研究，最終擬決定采取方案二進(jìn)行混凝土蝸殼二期混凝土澆筑施工。該方案主要解決了實(shí)際施工過程中存在的諸多問題。

1)由于蝸殼混凝土結(jié)構(gòu)體型復(fù)雜，土建及機(jī)電預(yù)埋管路眾多，且蝸殼與座環(huán)相連的陰角處鋼筋密集倉面窄、進(jìn)料條件差，振搗困難，如何保證混凝土施工質(zhì)量是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，通過采用座環(huán)孔澆筑一級(jí)配混凝土保證了混凝土澆筑密實(shí)；

2)由于本工程地處高寒高海拔地區(qū)，早晚溫差大，內(nèi)外溫差容易超過設(shè)計(jì)要求，如何保證混凝土最高溫度滿足設(shè)計(jì)要求是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，通過降低層高、增加埋設(shè)冷卻水管通水措施保證了混凝土最高溫度受控。

2 蝸殼混凝土澆筑

2.1 分層分塊

主廠房蝸殼混凝土澆筑分層分塊根據(jù)設(shè)計(jì)要求、現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度要求及滿足混凝土溫控防裂施工技術(shù)要求等各方面因素進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，因地制宜、因時(shí)制宜設(shè)計(jì)。1～4號(hào)機(jī)組的具體分層情況見圖1和圖2。

圖1 蝸殼二期混凝土分層圖

圖2 蝸殼二期混凝土平面典型圖(以B層為例)

2.2 混凝土入倉方式

由于蝸殼混凝土施工處于關(guān)鍵線路上，鋼筋密集，預(yù)埋件多，蝸殼控制精度高，若采用門機(jī)澆筑，對(duì)鋼筋、預(yù)埋件及蝸殼等質(zhì)量造成影響，并且存在一定的局限性(覆蓋范圍、吊裝能力限制)，對(duì)施工進(jìn)度影響極大，為了保證施工質(zhì)量，滿足工程建設(shè)目標(biāo)，擬決定蝸殼混凝土采用泵送為主，門機(jī)輔助入倉澆筑，過程中進(jìn)行對(duì)稱下料，防止蝸殼變形。具體如下：

1)蝸殼前兩層即蝸殼底部、蝸殼內(nèi)側(cè)澆筑采用布置在安裝間施工平臺(tái)的HBT80式拖泵和天泵聯(lián)合入倉；

2)蝸殼后三層即蝸殼上部、外側(cè)混凝土主要采用布置在尾水3 349.0 m平臺(tái)的門機(jī)入倉，局部門機(jī)涵蓋不到的部位，采用天泵入倉。

2.3 澆筑強(qiáng)度分析

根據(jù)澆筑倉面最大面積、混凝土上升速度(按照30 cm/h)、胚層厚度(按照30 cm)、混凝土初凝時(shí)間(按照4 h)，計(jì)算混凝土入倉強(qiáng)度。

蝸殼二期混凝土第A、B兩層最大倉面面積為561 m2，混凝土小時(shí)最低入倉強(qiáng)度=561×0.3/4=42 m3/h。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，采用1臺(tái)HBT80混凝土泵(40 m3/h)+1臺(tái)天泵(35 m3/h)每小時(shí)的澆筑強(qiáng)度為75 m3/h，即完全能夠滿足澆筑強(qiáng)度要求。

蝸殼二期混凝土第C、D、E層三層最大倉面面積為513 m2，混凝土小時(shí)最低入倉強(qiáng)度為=513×0.3/4=38.5 m3/h。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，采用2臺(tái)MZQ-1000型門機(jī)(每臺(tái)45 m3/h)每小時(shí)的澆筑強(qiáng)度為90 m3/h，即完全能夠滿足澆筑強(qiáng)度要求。

2.4 混凝土澆筑

1)蝸殼二期混凝土第C、D、E層澆筑。蝸殼二期混凝土第C層澆筑層高為3.0 m，第D層澆筑層高為2.0 m，第E層澆筑層高為2.25 m，該三層混凝土用門機(jī)吊3 m3臥罐根據(jù)澆筑距離裝料澆常態(tài)混凝土，施工較為常規(guī)，采用平鋪法進(jìn)行混凝土澆筑，各澆筑層與蝸殼結(jié)構(gòu)面交角小于60°時(shí)，均做倒角處理。

2)蝸殼二期混凝土第A、B層澆筑。蝸殼二期混凝土第A層澆筑層高為1.2 m，第B層澆筑層高為2.5 m，該兩層混凝土用布置用HBT80式拖泵和天泵澆筑泵送混凝土，其中第B層施工較為復(fù)雜，由于蝸殼及座環(huán)底部存在陰角，如何將蝸殼底部及與座環(huán)陰角部位澆筑密實(shí)是整個(gè)蝸殼混凝土施工質(zhì)量好壞的勝負(fù)手，這里以蝸殼二期混凝土第B層澆筑施工為例進(jìn)行詳細(xì)說明(見圖3)。

圖3 二期混凝土第B層澆筑示意圖

由于第B層與蝸殼底部距離較為接近，為保證蝸殼在混凝土澆筑過程中受力均勻，蝸殼二期混凝土B層澆筑時(shí)，采用HBT80式拖泵和天泵按上下游同時(shí)澆筑，同步開倉，同步對(duì)稱上升，按照蝸殼半徑較大側(cè)向蝸殼半徑較小側(cè)的施工方式進(jìn)行澆筑。開倉后先采用平鋪法進(jìn)行蝸殼底板以下整個(gè)大倉面的混凝土澆筑，待混凝土入倉后立即開始平倉振搗，隨澆隨平，嚴(yán)禁堆積，混凝土振搗工在蝸殼內(nèi)側(cè)能進(jìn)人的情況下同時(shí)進(jìn)行蝸殼內(nèi)、外側(cè)混凝土振搗施工，振搗時(shí)特別注意應(yīng)將振搗棒插入料堆頂部，緩慢推或拉動(dòng)振搗棒，通過借助振動(dòng)作用逐漸鋪平混凝土，保證蝸殼混凝土外側(cè)面高于內(nèi)側(cè)面，從而達(dá)到蝸殼外側(cè)混凝土擠進(jìn)蝸殼底部和內(nèi)側(cè)的目的，使混凝土表面與蝸殼底部結(jié)構(gòu)面密實(shí)。對(duì)于蝸殼底部混凝土澆筑面積大，鋼筋較多，人員不能進(jìn)入的部位，可利用φ50軟軸振搗器進(jìn)行振搗。

當(dāng)內(nèi)側(cè)無法進(jìn)料時(shí)，作業(yè)人員撤出，開始利用座環(huán)底板上的預(yù)留孔作為主要進(jìn)料途徑，由于座環(huán)底板上預(yù)留孔較小，蝸殼與座環(huán)陰角部位的混凝土調(diào)整為C2830W8F200(一)。同時(shí)該部位混凝土振搗用φ50的軟軸振搗器通過預(yù)留孔進(jìn)行振搗，振搗時(shí)避免振搗棒接觸座環(huán)結(jié)構(gòu)，待座環(huán)底板上的預(yù)留孔冒漿后結(jié)束混凝土澆筑施工。

澆筑B、C、D層時(shí)配專人負(fù)責(zé)觀察，結(jié)合聯(lián)合檢測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整泵機(jī)工作壓力，以防止座環(huán)及蝸殼產(chǎn)生抬動(dòng)現(xiàn)象。同時(shí)為減小混凝土澆筑對(duì)蝸殼產(chǎn)生的上浮力和側(cè)壓力，凝土澆筑施工時(shí)要嚴(yán)格控制澆筑速度，保持混凝土整體均勻上升，上升速度不宜超過30 cm/h。

2.5 布設(shè)灌漿系統(tǒng)

由于混凝土的凝固收縮性，會(huì)致使蝸殼混凝土與蝸殼鋼板之間不可避免的產(chǎn)生縫隙，為此按設(shè)計(jì)技術(shù)要求，待蝸殼混凝土內(nèi)部溫度、變形基本穩(wěn)定及其縫面充分張開后需對(duì)縫隙進(jìn)行接觸灌漿，以充填縫隙，保證混凝土與蝸殼結(jié)構(gòu)面之間的密實(shí)性。本工程接觸灌漿范圍為蝸殼腰線高程3 362.10 m以下的下半部，采用預(yù)埋灌漿管路的灌漿系統(tǒng)。灌漿布置分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域，采用3臺(tái)灌漿泵三個(gè)區(qū)域同步灌漿(見圖4)。

圖4 蝸殼鋼襯接觸灌漿管路布置圖

3 質(zhì)量控制措施[1-3]

3.1 交底措施

開倉前由技術(shù)部組織施工質(zhì)檢人員和作業(yè)班長(zhǎng)依據(jù)施工方案和施工技術(shù)措施制訂詳細(xì)的工序與質(zhì)量控制技術(shù)措施進(jìn)行技術(shù)質(zhì)量交底，使所有人員熟悉并掌握具體技術(shù)指標(biāo)和質(zhì)量要求，明確各自的質(zhì)量職責(zé)，施工中質(zhì)量控制的要點(diǎn)及重點(diǎn)。

3.2 溫控措施

按照目前施工進(jìn)度計(jì)劃，蝸殼混凝土澆筑多為夏季，白天溫度較高，夜間溫度較低，溫差較大，對(duì)溫控有較大要求，混凝土施工過程中必須采取溫控措施，防止混凝土內(nèi)部及表面產(chǎn)生裂縫。

1)混凝土運(yùn)輸車輛增加液壓系統(tǒng)遮陽棚，避免混凝土運(yùn)輸過程中直接暴曬，減小混凝土入倉溫度。

2)當(dāng)澆筑倉內(nèi)氣溫高于25℃時(shí)，可進(jìn)行倉面噴霧，至上層混凝土澆筑準(zhǔn)備工作開始時(shí)結(jié)束，以保持倉面濕潤，降低倉面環(huán)境溫度。

3)為控制混凝土最高溫度，削減內(nèi)外溫差，每層蝸殼混凝土澆筑施工前需預(yù)埋冷卻水管，冷卻水管采用內(nèi)徑為Ф 28 mmHDPE高密聚乙烯塑料管，冷卻水管水平布置間距均為0.75 m，垂直布置間距同澆筑層厚?；炷猎跐仓^程中，冷卻水管必須一直保持通水。

4)澆筑完成后，立即覆蓋塑料薄膜，防止混凝土表面水分的快速蒸發(fā)。

5)混凝土澆筑12 h后對(duì)表面混凝土采用灑水養(yǎng)護(hù)，保證混凝土表面連續(xù)濕潤狀態(tài)，每隔2 h檢查一次養(yǎng)護(hù)的情況，氣溫高時(shí)加密巡查，并根據(jù)檢查結(jié)果及時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施，確?；炷帘砻鏉駶?。

3.3 澆筑質(zhì)量控制

1)澆筑過程中由試驗(yàn)室對(duì)入倉混凝土料嚴(yán)格監(jiān)控，嚴(yán)禁不合格料進(jìn)入倉內(nèi)。

2)混凝土入倉后立即平倉振搗，嚴(yán)格控制振搗質(zhì)量，按振搗施工工藝試驗(yàn)成果以一定的順序和間距逐點(diǎn)振搗，每層鋪料厚度控制在30 cm以內(nèi)，振搗器必須插入下層混凝土面5 cm，每點(diǎn)上振搗時(shí)間控制在20～30 s，以混凝土表面停止明顯下沉，周圍無氣泡冒出，混凝土面出現(xiàn)一層薄而均勻的水泥漿為準(zhǔn)。

3.4 灌漿質(zhì)量控制

1)接觸灌漿前對(duì)三個(gè)灌區(qū)進(jìn)行通水檢查，查明灌漿管路、縫面、排氣管是否通暢，并對(duì)縫面進(jìn)行充水24 h浸泡，保證縫面充分張開，然后用風(fēng)、水輪換沖洗所有灌漿管路及縫面，直至所有管路回水澄清且無雜質(zhì)為止。

2)灌漿開始時(shí)，將排氣管上的所有閥門全部開至最大，等返出的漿液稠度與最大比級(jí)漿液稠度相近時(shí)再一一關(guān)閉；在灌漿結(jié)束之前，要不時(shí)地打開和關(guān)閉所有排氣管上的閥門，盡可能多地排出空氣、水分和稀漿，以確保灌漿質(zhì)量。

4 結(jié) 語

最終實(shí)踐證明該方案是有效可行的，在DG水電站蝸殼二期混凝土施工過程中，通過一系列切實(shí)有效的舉措，在參建各方的通力配合下，不僅保證了目前西藏在建規(guī)模最大水電站蝸殼二期混凝土的施工質(zhì)量，而且加快了施工進(jìn)度，為來年首臺(tái)機(jī)組發(fā)電既定目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)邁出了堅(jiān)定而跨越性的一步。無論是怎樣的高山峽谷，無論是怎樣的湍急河流，也無法阻擋我們一心向前的堅(jiān)定步伐，我們定會(huì)通過拼搏奮斗在青藏高原書寫一個(gè)又一個(gè)華麗的樂章。