大體積混凝土施工技術(shù)在雙臺子河閘中的應(yīng)用

杜 濤

(盤錦市水利服務(wù)中心遼河閘管理中心，遼寧 盤錦 124000)

1 工程概況

雙臺子河閘建于遼河盤錦城市防洪段，河口距閘址57.3km，屬于遼河下游防洪體系的重要組成部分。河閘主要有左右岸連接段、船閘、提水泵站、淺孔閘、深孔閘及小柳河防汛交通橋、過水斜堤、導(dǎo)流堤等建筑物，工程等別為Ⅰ等，按200a一遇洪水設(shè)計(jì)，200a一遇校核；左右岸連接段、淺孔閘和深孔閘為1級，導(dǎo)流堤、下游防護(hù)堤和過水斜堤為3級，臨時建筑物為4級。

雙臺子河閘大體積混凝土施工所涉及的項(xiàng)目有新建淺孔閘工程(包括鋪蓋混凝土、閘室底板混凝土、消力池底板混凝土、海鰻混凝土、混凝土閘墩)，主要工作內(nèi)容包括：①鋪蓋：0.6m厚、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長10m；②閘底板：1.3m厚、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長14.00m；③閘墩：中墩厚2.0m，縫墩厚3.0m，長14m，高8m；④消力池底板：寬0.5m、長12m；⑤海漫：長20m，厚度為0.60m?；炷林饕こ塘咳绫?所示。

表1 大體積混凝土工程量

2 施工工序

2.1 混凝土拌合系統(tǒng)

根據(jù)施工總進(jìn)度計(jì)劃安排，混凝土澆筑高峰期強(qiáng)度約6000m3左右，因此在新建淺孔閘下游的河灘地上布置HZS50拌合站一座，其理論生產(chǎn)率每小時50m3，能夠滿足澆筑強(qiáng)度要求，拌和系統(tǒng)參數(shù)如表2。

表2 混凝土拌和系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)

1)骨料儲存及上料。在拌和場內(nèi)設(shè)骨料儲存場地，為避免陽光直射造成骨料溫度升高，在儲料場頂部設(shè)遮陽棚。拌和系統(tǒng)骨料儲存場地為三面封閉、一側(cè)敞口式，料倉長20m，寬15m，墻高2m，劃分成五個料倉。該儲量滿足高峰期5d混凝土生產(chǎn)量的要求。每臺配料機(jī)配備1臺裝載機(jī)為其上料，以保證供料的及時、充足。

2)水泥、粉煤灰儲存和供料。HZS50攪拌站配1個100t儲灰罐，一個存儲粉煤灰，可存儲50t。

3)外加劑儲存和供。為滿足外加劑使用的需要，在拌和場內(nèi)設(shè)一個面積為20m2的外加劑倉庫，外加劑存儲滿足7d的用量。在混凝土拌和站一側(cè)建一個容積為4m3的漿砌結(jié)構(gòu)的外加劑池，中間隔開分成2個小池。

2.2 混凝土分層分塊

混凝土分層分塊應(yīng)遵循以下原則：①根據(jù)建筑物的應(yīng)力情況、河閘形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)合理分層分塊，避免在結(jié)構(gòu)薄弱、應(yīng)力集中部位分縫。②充分考慮溫度控制要求和河閘特征科學(xué)確定分層厚度，一般基礎(chǔ)約束區(qū)分層1-2m，邊墻散熱可以適當(dāng)加厚，約束趨以上也可厚些[1-2]。③分塊面積大小應(yīng)考慮溫度控制要求、混凝土澆筑能力、施工方便要求合理確定；④對于薄弱部位，為預(yù)防裂縫的產(chǎn)生應(yīng)布置防裂鋼筋。⑤相鄰澆筑塊高差控制在三個澆筑分層以內(nèi)。根據(jù)上述原則，每個閘墩為一個單元體，長14.00m，整體進(jìn)行澆筑。閘墩混凝土澆筑采用滑模系統(tǒng)施工，連續(xù)澆筑完成。

2.3 混凝土運(yùn)輸

混凝土垂直運(yùn)輸采用WD-400履帶式起重機(jī)吊2-3.0m3混凝土臥罐入倉，混凝土水平運(yùn)輸采用6m3混凝土運(yùn)輸車。混凝土運(yùn)輸過程中盡量縮短運(yùn)輸時間及減少重車等待時間，以防出現(xiàn)離析和泌水。

2.4 混凝土鋪料、平倉與振搗

混凝土澆筑選用平鋪法，鋪料厚度一般為30-40cm范圍，具體情況應(yīng)結(jié)合氣溫環(huán)境、倉位面積、鋪料允許時間間隔和混凝土入倉速度等合理確定。針對新老混凝土交界面，第一層混凝土澆筑前應(yīng)先鋪一層水泥砂漿(厚2-3cm)。

澆筑過程中采取人工平倉的方式，不允許用振搗器長距離平倉，應(yīng)隨澆隨平，以防堆積或過振出現(xiàn)骨料分離。入倉時要求下料均勻、振搗到位，混凝土垂直落距不得超過1.5m以防產(chǎn)生離析。

采用1.1kW插入式振搗器，并貫徹執(zhí)行相關(guān)規(guī)范要求及操作流程進(jìn)行振搗。振搗過程中要強(qiáng)調(diào)對預(yù)埋件、止水及模板的保護(hù)，避免振搗接觸。

2.5 澆筑層施工縫面的處理

分層澆筑時，澆筑上層混凝土之前應(yīng)先對下層施工縫面進(jìn)行處理。對澆筑塊垂直和水平施工縫人工鑿毛或用壓力水沖毛，控制沖毛水壓力處于4-6kgf/cm2之間，以終凝前、初凝后作為沖毛最佳時段，具體情況應(yīng)結(jié)合氣溫環(huán)境、混凝土標(biāo)號和水泥品種合理確定。以沖去灰漿、乳皮直至表面水變清作為沖毛標(biāo)準(zhǔn)。

2.6 混凝土養(yǎng)護(hù)

在混凝土終凝后灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期時間為14d，高溫季節(jié)用草袋覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間至少延長28d以上。拆模時間按要求進(jìn)行，待混凝土強(qiáng)度超過3.5Mpa/cm2后方可拆除不承重的側(cè)面混凝土，拆模過程中要確保棱角及其表面不發(fā)生損壞。拆下的模板清理干凈，堆放好。

3 混凝土質(zhì)量控制

為保證混凝土質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，對原材料、配合比、施工主要環(huán)節(jié)及混凝土質(zhì)量進(jìn)行控制和檢查。

1)原材料檢查：鋼筋必須有出廠證明書或試驗(yàn)報(bào)告單，使用前必須按規(guī)范規(guī)定分批取樣。

2)配合比檢查：①定期檢查拌和站的原材料配合量，定期校正衡量器，每班不得少于3次[3]。②依據(jù)規(guī)范要求檢查拌和時間。③檢查塌落度，在倉面、出機(jī)口處每班檢查二次和四次。在取樣成型時，同時測定坍落度。④混凝土摻入氣劑時還要檢查含氣量。

3)施工過程控制：①對于鋼筋的綁扎，支立模板前應(yīng)先檢查老混凝土面，并執(zhí)行“三檢制”驗(yàn)收倉號。②針對已完成澆筑但未達(dá)到強(qiáng)度之前的混凝土，不得進(jìn)行上一層的澆筑準(zhǔn)備工作。③以設(shè)計(jì)圖紙為依據(jù)進(jìn)行模板、鋼筋施工，模板高程、強(qiáng)度、剛度、平面位置、表面平整度以及鋼筋的保護(hù)層厚度、尺寸規(guī)格等應(yīng)符合圖紙要求，澆筑過程中安排專人監(jiān)護(hù)[4]。④必須按照監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的施工順序、施工方法等施工。⑤根據(jù)規(guī)范要求取樣抽檢，隨機(jī)在機(jī)口取混凝土試樣，并成型檢測。⑥定期保養(yǎng)和檢查施工機(jī)械，準(zhǔn)確測定工作性能，不得使用不符合要求的施工機(jī)械。⑦施工過程，必須進(jìn)行詳細(xì)的施工記錄，并妥善保管。施工記錄包括各種檢查記錄、驗(yàn)收記錄、試驗(yàn)記錄、施工交接班記錄等[5]。⑧檢查混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)成果、拌和生產(chǎn)資料和原材料檢測數(shù)據(jù)等，統(tǒng)計(jì)分析并報(bào)送監(jiān)理審查。

4 混凝土施工溫度控制

4.1 高溫施工控制

夏季高溫施工(28℃以上)會嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量，如內(nèi)部水化熱散發(fā)緩慢、初凝速度快、出現(xiàn)假凝等，外界氣溫降低過快和水分蒸發(fā)過快易引起表面裂縫等，為此采取下列措施和方法：

1)通過噴水、設(shè)防曬棚等減小骨料溫度，選用水化熱低的水泥，加冰或加冷水拌和，降低混凝土出機(jī)溫度，在滿足和易性、耐久性和強(qiáng)度要求的情況下改善骨料級配，摻加優(yōu)質(zhì)的摻和料和外加劑，以減少單位水泥用量[6]。

2)在高溫季節(jié)施工時，減少混凝土的運(yùn)輸時間，并采取相應(yīng)保護(hù)措施，避免運(yùn)輸途中混凝土溫度升高；結(jié)合實(shí)際氣象條件，盡量安排在夜間或早晚澆筑混凝土。當(dāng)氣溫高的季節(jié)入倉的混凝土必須設(shè)置在洞外時應(yīng)設(shè)置防曬棚，,混凝土運(yùn)輸車應(yīng)設(shè)置防曬設(shè)施。

3)安排專人實(shí)時監(jiān)控混凝土的澆筑溫度及全過程施工溫度，及時上報(bào)監(jiān)測紀(jì)錄。澆筑混凝土前，結(jié)合澆筑倉允許的入倉溫度以及出機(jī)口溫度編制詳細(xì)的溫控措施，并報(bào)監(jiān)理單位審定后執(zhí)行。

4.2 低溫施工控制

在施工進(jìn)度安排上，混凝土施工盡量錯開嚴(yán)寒季節(jié)。結(jié)合天氣預(yù)報(bào)信息，必須在寒潮來臨前制定有效的防護(hù)措施：①在施工組織上，安排在溫度及濕度有利的條件下澆筑混凝土，盡量保證混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的50%，且強(qiáng)度值不宜低于(50-100)×105Pa。②通過摻入減水劑、早強(qiáng)劑、減少水灰比等創(chuàng)造快速增長混凝土強(qiáng)度的條件，盡量增大早期強(qiáng)度。③增長攪拌時間，一般取常溫拌和條件下的1.5倍，預(yù)熱拌和機(jī)并確保入倉溫度不低于5℃。④通過減少倒運(yùn)次數(shù)和縮短運(yùn)輸時間等盡量減少澆筑、運(yùn)輸、拌和過程中的熱量損失等[7-10]。⑤采取蓄熱保溫法養(yǎng)護(hù)和熱水拌和等方式，在完成澆筑后及時覆蓋保溫，充分利用水化熱的熱源以實(shí)現(xiàn)良好的防凍效果。

4.3 雨季施工控制

在澆筑無防雨棚倉面的混凝土?xí)r，遇暴雨或大雨時應(yīng)停止?jié)仓⒄谏w混凝土表面，雨后將倉內(nèi)積水現(xiàn)行排出，并對雨水沖刷部位重新鋪漿振搗。運(yùn)輸工具應(yīng)有防雨及防滑設(shè)施，并積極作好氣象資料的收集工作，提前作好防雨措施和準(zhǔn)備防雨材料[11-12]。

5 結(jié) 論

隨著近年來極端氣候事件的頻發(fā)，水資源調(diào)配工程投資規(guī)模和建設(shè)項(xiàng)目不斷增多，與此同時水工控制建筑將發(fā)揮著舉足輕重的作用，水閘閥室作為核心構(gòu)件，其大體積混凝土施工質(zhì)量直接決定著水資源調(diào)配工程的長效運(yùn)行和工程整體質(zhì)量。因此，必須結(jié)合施工條件和具體設(shè)計(jì)要求，綜合考慮誘發(fā)裂縫產(chǎn)生的各種因素采取有針對性的溫控措施和防裂技術(shù)，通過規(guī)范操作、合理安排測溫、改善施工工藝、配合比優(yōu)化、原材料選擇等，及時調(diào)整保證施工質(zhì)量，盡可能的減少或避免裂縫的出現(xiàn)。