淺談南水北調(diào)SG9標(biāo)曹罵溝渡槽槽身C50預(yù)應(yīng)力泵送混凝土施工質(zhì)量控制

李 有 發(fā)， 楊 西 梅， 何 鵬 飛

(中國水利水電第十工程局有限公司 三分局，四川 都江堰 611830)

1 工程概述

曹罵溝排水渡槽由進(jìn)口段、槽身段、出口段及總干渠交通橋等組成，與南水北調(diào)總干渠呈正交布置。其中槽身段由槽身、下部支承結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)組成。槽身為C50預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土、多側(cè)墻矩形槽結(jié)構(gòu)，2槽1聯(lián)，斷面尺寸5 m×2.1 m(寬×高)，共兩跨，每跨長(zhǎng)20 m，總長(zhǎng)40 m，縱坡1/400，槽身中墻與邊墻均為0.4 m厚，底板0.3 m厚，槽身結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 渡槽槽身橫斷面示意圖

主要工程量：土石方開挖15 079 m3，土石方回填7 611 m3，混凝土1 911 m3，鋼筋制安154.28 t，漿(干)砌石1 023 m3。

2 渡槽槽身混凝土施工方案

槽身鋼筋在鋼筋加工廠集中制作，人工輔助汽車吊入倉。模板采用組合鋼模與定制異性鋼模拼裝，φ16拉模筋固定?；炷脸兄亟Y(jié)構(gòu)采用碗扣式滿堂腳手架，每跨槽身分兩次澆筑成型，分層位置見圖1?；炷猎诰喽刹?00 m處的HZS60自動(dòng)稱量拌和站(2#拌和站)集中拌制，10 m3混凝土攪拌車運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)，SY5313THB48混凝土泵車輸送入倉。距渡槽6.5 km處的另一座HZS60自動(dòng)稱量拌和站(1#拌和站)作為應(yīng)急拌和站，25 t汽車吊和1 m3立罐作為混凝土應(yīng)急入倉方案。

3 渡槽槽身C50預(yù)應(yīng)力泵送混凝土澆筑常見的問題

根據(jù)南水北調(diào)類似渡槽工程施工經(jīng)驗(yàn)，渡槽槽身C50預(yù)應(yīng)力泵送混凝土施工常易出現(xiàn)以下現(xiàn)象或質(zhì)量缺陷：混凝土經(jīng)攪拌車運(yùn)輸后塌落度損失大，從而導(dǎo)致泵車泵送入倉困難或無法泵送入倉，影響混凝土的澆筑速度，甚至造成施工冷縫；混凝土澆筑成型后強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，甚至出現(xiàn)深度超過鋼筋保護(hù)層的裂縫或貫穿性裂縫等。由于渡槽槽身懸空外露的特點(diǎn)，若出現(xiàn)質(zhì)量缺陷將很難處理，不但影響工程質(zhì)量，也會(huì)給項(xiàng)目及企業(yè)帶來一定的負(fù)面影響。故渡槽槽身C50預(yù)應(yīng)力泵送混凝土施工是渡槽施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵。筆者詳細(xì)介紹了曹罵溝渡槽槽身C50預(yù)應(yīng)力泵送混凝土采取的施工質(zhì)量控制措施及取得的效果，希望能給類似工程施工提供參考。

4 渡槽槽身C50預(yù)應(yīng)力泵送混凝土施工質(zhì)量控制措施

我們從工程實(shí)際認(rèn)識(shí)到：項(xiàng)目人員對(duì)渡槽槽身C50預(yù)應(yīng)力泵送混凝土的認(rèn)識(shí)程度對(duì)渡槽槽身混凝土施工質(zhì)量控制起著決定性的作用，決定著項(xiàng)目決策層及全體員工的重視程度，決策、措施到位深度以及各項(xiàng)決策及措施具體落實(shí)的程度。曹罵溝渡槽槽身混凝土施工前，項(xiàng)目部通過組織渡槽槽身混凝土施工技術(shù)交底，以及到相鄰南水北調(diào)渡槽工程施工現(xiàn)場(chǎng)觀摩學(xué)習(xí)兩種方式，從理論和實(shí)物兩方面講解分析了渡槽槽身混凝土施工容易出現(xiàn)的各種常見問題和質(zhì)量缺陷，以及所帶來的相應(yīng)的負(fù)面影響，讓參建人員深刻認(rèn)識(shí)到渡槽槽身C50預(yù)應(yīng)力泵送混凝土質(zhì)量控制的重要性，形成了上下一心確保渡槽槽身混凝土質(zhì)量的氛圍，保證了下述決策、措施的制定和自覺扎實(shí)落實(shí)，也保證了人、機(jī)、物甚至資金的投入。曹罵溝渡槽槽身C50預(yù)應(yīng)力泵送混凝土施工質(zhì)量控制采取的主要措施如下。

4.1 確?；炷僚浜媳惹袑?shí)可行

配合比委托具有豐富南水北調(diào)渡槽槽身高強(qiáng)泵送混凝土配合比設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的單位設(shè)計(jì)，并請(qǐng)具有豐富南水北調(diào)渡槽槽身高強(qiáng)泵送混凝土施工經(jīng)驗(yàn)的專家審查論證，確保配合比切實(shí)可行。本工程配合比委托河北省水利工程質(zhì)量檢測(cè)中心站設(shè)計(jì)，并會(huì)同監(jiān)理單位在邀請(qǐng)建設(shè)、設(shè)計(jì)單位領(lǐng)導(dǎo)與專業(yè)技術(shù)人員的同時(shí)，特別邀請(qǐng)了有中國水利水電科學(xué)研究院教授級(jí)高級(jí)工程師在內(nèi)的4位在混凝土方面具有豐富經(jīng)驗(yàn)的專家共同進(jìn)行配合比審查論證。論證通過并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可將其用于工程施工，從而確保了配合比的可行性。曹罵溝渡槽槽身C50預(yù)應(yīng)力泵送混凝土設(shè)計(jì)配合比見表1。

表1 曹罵溝渡槽槽身C50預(yù)應(yīng)力泵送混凝土設(shè)計(jì)配合比表

坍 落 度 控 制 在 180～220 mm，含 氣 量≥4.3%。水泥為P.052.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，粉煤灰為I級(jí)灰，外加劑為GK-3000聚羧酸高性能減水劑和GK-9A引氣劑，砂子為水洗河砂。

4.2 混凝土原材料質(zhì)量控制

主要從兩方面進(jìn)行：一方面是混凝土原材料質(zhì)量控制，這是混凝土強(qiáng)度保證的關(guān)鍵；另一方面是骨料含水量均勻、穩(wěn)定性控制，這是混凝土拌和物和易性(即可泵送性)穩(wěn)定性控制的關(guān)鍵，同時(shí)也直接影響混凝土澆筑質(zhì)量及成品質(zhì)量。

(1) 原材料質(zhì)量控制。

各種原材料均提前進(jìn)場(chǎng)，一次性備足，必須經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)取樣送檢合格后方可用于工程。水泥、粉煤灰、外加劑和砂石骨料分別按《通用硅酸鹽水泥》GB175-2007、《水工混凝土摻用粉煤灰技術(shù)規(guī)范》DL/T5055-2007、《混凝土外加劑》GB8076-2008和《水工混凝土施工規(guī)范》DL/5144-2001標(biāo)準(zhǔn)及預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求控制。

水泥采用獨(dú)立且干凈的水泥儲(chǔ)存罐單獨(dú)存放。為減小拌和過程中引氣劑的稱量誤差，混凝土生產(chǎn)時(shí)將引氣劑進(jìn)行加倍稀釋。槽身混凝土中的砂、石骨料與其他混凝土骨料分開，單獨(dú)存放。砂子含泥量按<1.5%嚴(yán)格控制。石子采用粒徑為5～20 mm碎石，進(jìn)場(chǎng)后人工沖洗，以減少碎石表面的石粉。對(duì)于碎石骨料的級(jí)配控制，因工程所在區(qū)域碎石均按粒徑為5～10 mm、10～20 mm兩種級(jí)配生產(chǎn)，故碎石按這兩種級(jí)配分開采購，分開堆存。兩種級(jí)配碎石的摻量根據(jù)已進(jìn)場(chǎng)碎石取樣試驗(yàn)確定，經(jīng)委托河北省水利工程質(zhì)量檢測(cè)中心站進(jìn)行緊密度、空隙率及級(jí)配試驗(yàn)，確定最佳摻配比例為(5～10 mm)∶(10～20 mm)=35∶65。

(2)砂、石骨料含水量控制。

槽身混凝土骨料采用防水油布遮蓋防雨、防蒸發(fā)，確保骨料含水量表里一致、均勻，保證拌制混凝土坍落度均勻、穩(wěn)定，避免了混凝土坍落度波動(dòng)過大而影響澆筑及成品質(zhì)量。

4.3 混凝土試拌試驗(yàn)及試泵送澆筑

采取混凝土試樣試驗(yàn)及試泵送澆筑的目的是通過混凝土試拌試驗(yàn)確定施工配合比。通過試泵送澆筑模擬澆筑過程，檢驗(yàn)根據(jù)試拌擬定的施工配合比拌制的混凝土實(shí)際泵送入倉效果，達(dá)到提前練兵和對(duì)混凝土強(qiáng)度心中有數(shù)的目的，為槽身混凝土順利澆筑創(chuàng)造條件。

混凝土試拌的原則為：以設(shè)計(jì)配合比為基準(zhǔn)，保持水膠比、用水量、砂率不變，適當(dāng)微調(diào)減水劑、引氣劑摻量試拌制混凝土，根據(jù)試拌混凝土拌和物的和易性及力學(xué)性能指標(biāo)，選取坍落度最大、坍落度經(jīng)時(shí)損失最小、拌和物和易性最好的配合比作為施工配合比。

混凝土試拌檢測(cè)項(xiàng)目為混凝土拌和物坍落度、擴(kuò)展度、溫度、含氣量、坍落度損失等性能，以及每種試拌配合比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)混凝土試件3 d、7 d抗壓強(qiáng)度。

混凝土試拌流程為：人員、設(shè)備就位→檢測(cè)砂石骨料表面含水率→修正拌和用水量、用砂量及用石量→出具混凝土配料單→混凝土拌和→坍落度、擴(kuò)展度、含氣量、溫度試驗(yàn)→混凝土試件成型→1 h后坍落度經(jīng)時(shí)損失試驗(yàn)。曹罵溝渡槽槽身混凝土試拌試驗(yàn)選用了3個(gè)試拌試驗(yàn)方案(表2)。

表2 混凝土試拌試驗(yàn)方案表

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及試件送檢檢測(cè)，試拌混凝土拌和物性能、力學(xué)性能、可泵送性見表3。

表3 試拌混凝土試驗(yàn)成果表

如表3所示，3種試拌方案混凝土強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求，引氣劑摻量調(diào)整范圍為1%～1.2%。經(jīng)比較，方案0坍落度小，可泵送效果差；方案2可泵送效果非常好，但坍落過大且析水多，故最終選擇方案1作為澆筑施工配合比并試泵送澆筑，方案2作為參考。

本工程試泵送澆筑為于2#拌和站按試拌擬定施工配合比拌制3 m3C50混凝土運(yùn)送到距2#拌和站6.5 km處的結(jié)構(gòu)物倉面，選用與澆筑渡槽槽身混凝土同型號(hào)的泵車泵送澆筑。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，按方案1拌制的混凝土可泵性好，出機(jī)口坍落度、入倉坍落度、析水情況與試拌試驗(yàn)結(jié)果基本一致。故最終確定方案1作為澆筑施工配合比。

4.4 溫控及養(yǎng)護(hù)

溫控及養(yǎng)護(hù)的主要目的是為了保證混凝土強(qiáng)度并防止產(chǎn)生裂縫。其中，溫控主要從澆筑時(shí)的入倉溫度及澆筑后混凝土內(nèi)外溫差兩方面進(jìn)行控制，防止溫度裂縫的發(fā)生。

(1)混凝土入倉溫度的控制。

槽身混凝土澆筑入倉溫度按<28 ℃控制，重點(diǎn)為原材料溫度控制。開倉前檢測(cè)原材料溫度并試算入倉溫度，當(dāng)試算入倉溫度<28 ℃方可開倉。本工程入倉溫度控制措施為：拌和用水采用200 m深機(jī)井的地下水，必要時(shí)適當(dāng)加冰塊，將水溫控制在11 ℃以下；水泥溫度是混凝土入倉溫度控制及成品混凝土水化熱控制的關(guān)鍵，本工程水泥提前一個(gè)月進(jìn)場(chǎng)，將水泥溫度降至≤50 ℃；砂石骨料料倉設(shè)遮陽棚遮蓋防曬，必要時(shí)噴拌和用的冷水使骨料降溫。

(2)混凝土內(nèi)外溫差的控制及養(yǎng)護(hù)。

混凝土澆筑前于倉號(hào)內(nèi)安裝測(cè)溫線，用于監(jiān)測(cè)澆筑成型的混凝土內(nèi)部溫度，獲得混凝土中心溫度、表面溫度、養(yǎng)護(hù)保溫層與混凝土之間“小氣候”溫度、大氣溫度，以便采取相應(yīng)措施控制混凝土內(nèi)外溫差，保證混凝土質(zhì)量。測(cè)溫點(diǎn)布置在墻體同一橫斷面的混凝土外表、底面及中心，每道墻布置兩個(gè)斷面，間距不小于1 m。其中外表測(cè)點(diǎn)安在距混凝土表面以內(nèi)50 mm處，地面測(cè)點(diǎn)安在混凝土底部以上50 mm處，中心測(cè)點(diǎn)安在墻中心。測(cè)溫時(shí)，混凝土溫升階段每2 h測(cè)一次，溫降階段每4 h測(cè)一次。

混凝土養(yǎng)護(hù)采用保溫方式。本工程采用工程棉被覆蓋保溫、保濕養(yǎng)護(hù)，將混凝土中心與表面溫差、混凝土表面溫度與養(yǎng)護(hù)保溫層下“小氣候”溫差均控制在25 ℃以內(nèi)，防止內(nèi)外溫差過大造成裂縫及表面失水龜裂。若溫差接近25 ℃，則及時(shí)加厚保溫層保溫。

4.5 其他質(zhì)量控制措施

(1)上下兩倉混凝土澆筑間隔時(shí)間的控制。

本工程每跨槽身上下兩倉混凝土澆筑間隔時(shí)間均控制在14 d內(nèi)。因?yàn)橄聦酉葷仓炷笼g期越長(zhǎng)、越穩(wěn)定，溫度變形就越小，與上層新澆混凝土溫度變形差異就越大，對(duì)上層混凝土的約束就越大，就越容易造成新澆混凝土出現(xiàn)裂縫的隱患。

(2)混凝土振搗、養(yǎng)護(hù)責(zé)任到人。

將混凝土澆筑倉面劃分成若干個(gè)振搗區(qū)域，每個(gè)振搗區(qū)域指定1名責(zé)任心強(qiáng)的專業(yè)振搗工振搗，責(zé)任到人?；炷琉B(yǎng)護(hù)安排責(zé)任心較強(qiáng)的職工晝夜測(cè)溫監(jiān)控。

(3)各種澆筑準(zhǔn)備工作相關(guān)人員全程參與。

在渡槽槽身混凝土試拌、試澆筑過程中，參與曹罵溝渡槽施工的技術(shù)及管理人員均全程參與，做到心中有數(shù)，以確?；炷潦┕べ|(zhì)量。

5 效 果

通過上述施工質(zhì)量控制措施的逐一布置與落實(shí)，曹罵溝渡槽槽身C50預(yù)應(yīng)力泵送混凝土施工過程井然有序，4倉混凝土澆筑過程中混凝土坍落度穩(wěn)定，均未發(fā)生坍落度明顯變化而影響混凝土泵送入倉的現(xiàn)象，混凝土同條件養(yǎng)護(hù)試件經(jīng)檢測(cè)強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求?，F(xiàn)場(chǎng)混凝土回彈強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)排查，僅槽身墻頂局部混凝土因養(yǎng)護(hù)時(shí)工程棉被接頭處未覆嚴(yán)實(shí)而產(chǎn)生淺表龜裂外，未發(fā)現(xiàn)其他裂縫。

6 結(jié) 語

南水北調(diào)曹罵溝排水渡槽槽身C50預(yù)應(yīng)力泵送混凝土施工及質(zhì)量控制實(shí)踐證明，通過提高員工認(rèn)識(shí)，慎重?cái)M定混凝土配合比，嚴(yán)格控制混凝土原材料質(zhì)量，保證骨料含水量均勻穩(wěn)定并通過混凝土試拌及試泵送澆筑確定施工配合比，以及有效的混凝土溫控及養(yǎng)護(hù)措施等，可以有效避免渡槽槽身C50預(yù)應(yīng)力泵送混凝土施工中出現(xiàn)的因坍落度不穩(wěn)定而影響泵送澆筑、混凝土強(qiáng)度不足、槽身混凝土出現(xiàn)裂縫等常見問題。雖然人、機(jī)、物甚至費(fèi)用投入有所增加，但避免了質(zhì)量缺陷對(duì)項(xiàng)目及企業(yè)造成的不良影響，值得類似工程借鑒參考。