兩河口水電站消能區(qū)河岸混凝土施工工藝研究

張登平，許可鋒，趙曉慶，賈沼霖

（1.雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，四川 成都 610000；2.中鐵十八局集團(tuán)第二工程有限公司，河北 唐山 063000；3.河北工程大學(xué)水利水電學(xué)院，河北 邯鄲 056038）

水利工程建設(shè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起推動(dòng)作用，而在水利工程建設(shè)中混凝土施工是非常重要的環(huán)節(jié)，所以對(duì)其施工工藝和質(zhì)量控制的研究是很有必要的[1，2]。

1 邊坡支護(hù)中貼坡混凝土施工工藝

1.1 總體流程

貼坡混凝土施工工藝流程，如圖1所示。

圖1 貼坡混凝土施工工藝流程

1.2 分塊分倉(cāng)

混凝土施工采取分塊分倉(cāng)澆筑，每個(gè)分倉(cāng)澆筑長(zhǎng)度12～20 m，垂直高3～4 m。結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)于左岸消能區(qū)以及右岸底線公路以下貼坡混凝土施工，原則上采取由下至上、由上游側(cè)至下游側(cè)跳倉(cāng)進(jìn)行澆筑，左岸先集中力量進(jìn)行EL.2612 m以下區(qū)域施工，再進(jìn)行EL.2612 m以上區(qū)域貼坡混凝土澆筑；右岸先集中力量進(jìn)行樁頂聯(lián)系梁及無(wú)名溝區(qū)域施工，再進(jìn)行其他區(qū)域貼坡混凝土澆筑。

1.3 倉(cāng)面準(zhǔn)備

進(jìn)行混凝土澆筑前需將倉(cāng)面內(nèi)的所有物品清理干凈，并用高壓水對(duì)倉(cāng)面進(jìn)行沖洗，在鋼筋、模板等所有工序施工完畢后，通知監(jiān)理工程師進(jìn)行驗(yàn)收工作，合格后方可進(jìn)行混凝土澆筑。澆筑前要保持巖石面或施工鑿毛面濕潤(rùn)。

開倉(cāng)前需與監(jiān)測(cè)單位進(jìn)行溝通，及時(shí)安裝監(jiān)測(cè)儀器，并對(duì)施工區(qū)域的監(jiān)測(cè)儀器按要求進(jìn)行保護(hù)，確保施工過(guò)程中監(jiān)測(cè)儀器安全。

1.4 縫面施工

在混凝土面板結(jié)構(gòu)變化處及每隔15 m左右設(shè)置伸縮縫，縫寬2 cm，用高壓聚氯乙烯閉孔泡沫板填縫，伸縮縫具體位置可根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

水平施工縫可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，在混凝土澆筑完畢后，當(dāng)其強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa或靜置1 d以后進(jìn)行鑿毛施工，要求鑿毛面無(wú)浮皮、成毛面，微露粗砂及小石（兩河口創(chuàng)樣板標(biāo)準(zhǔn)：鑿毛面要微露小石20%～30%），以確保兩倉(cāng)之間混凝土緊密結(jié)合。

1.5 預(yù)埋件及鋼筋安裝

在混凝土澆筑前，首先預(yù)埋Φ50鍍鋅鋼管排水管，按間排距3 m×3 m梅花形布置，排水管插入原邊坡Φ50排水孔內(nèi)，左岸入孔深度10 cm，右岸入孔深度100 cm。鋼筋從鋼筋加工廠用20 t自卸汽車運(yùn)至施工作業(yè)面。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，貼坡混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋布置為內(nèi)外雙層面，型號(hào)C20，布置尺寸為20 cm×20 cm，面層鋼筋接頭處焊接牢固，為保證面層鋼筋與邊坡形成一個(gè)整體，采用“L”形鋼筋將邊坡原支護(hù)系統(tǒng)錨桿與面層鋼筋焊接牢固，“L”形鋼筋與錨桿采用雙面焊接，焊接長(zhǎng)度為5 cm，型號(hào)與錨桿型號(hào)保持一致。為確?；炷帘Ｗo(hù)層的厚度，在鋼筋和模板之間設(shè)置強(qiáng)度不小于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土墊塊，墊塊應(yīng)埋設(shè)鐵絲與鋼筋扎緊，互相錯(cuò)開，分散布置。各排鋼筋之間用短鋼筋支撐，以保證位置準(zhǔn)確。在布置面層鋼筋時(shí)，要求面層鋼筋不得穿過(guò)伸縮縫及結(jié)構(gòu)縫，必須穿過(guò)施工縫。

1.6 模板安裝

模板安裝主要分為以下幾個(gè)步驟：①測(cè)量放樣；②模板安裝；③模板校正；④模板加固；⑤檢查及驗(yàn)收。

（1）混凝土澆筑模板采用P1015、P6015組合鋼模板，以12～20 m為一段，人工進(jìn)行拼裝，局部異型部位采用木模板補(bǔ)縫，模板由C12拉條固定，并用Ф48鋼管圍檁進(jìn)行加固。單倉(cāng)模板配板，如圖2所示。

圖2 單倉(cāng)模板配板

（2）在進(jìn)行拉條施工時(shí)，盡量選用邊坡系統(tǒng)錨桿來(lái)進(jìn)行拉條焊接，如拉條區(qū)域無(wú)系統(tǒng)錨桿進(jìn)行焊接時(shí)，采用在邊坡插筋來(lái)進(jìn)行焊接，插筋C25，L=1.5 m，入巖1.2 m，外漏0.3 m。

（3）模板安裝好后，在模板表面均勻涂刷適量脫模劑，方便混凝土澆筑完畢后脫模。

（4）模板應(yīng)具有足夠強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，防止?jié)仓^(guò)程中出現(xiàn)變形、跑模以及爆模等現(xiàn)象。

（5）模板安裝必須牢固，模板之間的接縫必須平整嚴(yán)密，防止出現(xiàn)“漏漿”以及“錯(cuò)臺(tái)”等現(xiàn)象。單倉(cāng)模板剖面，如圖3所示。

圖3 單倉(cāng)模板剖面

1.7 混凝土拌和與運(yùn)輸

混凝土采用C25W6F150（二級(jí)配），拌合采用低線混凝土拌合系統(tǒng)，拌合完畢利用8～12 m3攪拌車運(yùn)輸供應(yīng)。

1.8 混凝土澆筑

首倉(cāng)混凝土澆筑前，先將倉(cāng)面清理干凈，然后灑水濕潤(rùn)倉(cāng)面，但不得有積水，然后在基巖面上澆筑1層厚2～5 cm的與澆筑混凝土同水灰比砂漿，EL.2612 m以下混凝土采用HBT-60泵機(jī)入倉(cāng)，以上采用溜桶入倉(cāng)，施工過(guò)程如圖4所示。采用平鋪法澆筑，每層澆筑厚度≤30 cm。由于單倉(cāng)混凝土澆筑高度較高（垂直高度3 m），為防止骨料分離及減少對(duì)鋼筋的污染，將采用泵管配溜桶的方式來(lái)進(jìn)行澆筑。入倉(cāng)后采用Φ50和Φ70軟管振搗器振搗，振搗器垂直插入下層混凝土5 cm左右，振搗器插入混凝土的間距不得超過(guò)振搗器有效半徑的1.5倍，依次振搗直至密實(shí)，并且在有預(yù)埋件部位、模板附近等細(xì)心振搗。為了保證混凝土的密實(shí)性和外表面平滑，應(yīng)在一次振搗后對(duì)模板周邊進(jìn)行二次振搗，二次振搗時(shí)間一般控制在10～15 s，以免超振。最后混凝土振搗要防止漏振及過(guò)振，以免產(chǎn)生內(nèi)部架空及離析現(xiàn)象[3]。

圖4 混凝土澆筑

1.9 拆模及養(yǎng)護(hù)

（1）拆模。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa后，方可進(jìn)行側(cè)面模板拆除。拆模時(shí)應(yīng)小心慢拆，防止拉壞已澆筑的混凝土。在模板拆除過(guò)程中損壞的混凝土按《混凝土施工缺陷處理技術(shù)要求》進(jìn)行修補(bǔ)[4]，發(fā)現(xiàn)裂縫和蜂窩麻面等問(wèn)題，及時(shí)通過(guò)裂縫修補(bǔ)技術(shù)處理裂縫以及對(duì)蜂窩麻面進(jìn)行處理。拆卸完成的模板及時(shí)清理、維修，將表面砂漿等清洗干凈，表面刷保護(hù)劑保護(hù)，堆放整齊，妥善保存，以備后用。

（2）養(yǎng)護(hù)。加強(qiáng)混凝土施工養(yǎng)護(hù)?；炷恋脑缙陴B(yǎng)護(hù)不僅可以減少混凝土裂縫的數(shù)量，還可以提高混凝土的強(qiáng)度[5]。本工程采用混凝土上覆蓋土工布及灑水的養(yǎng)護(hù)措施，專人負(fù)責(zé)，并做好養(yǎng)護(hù)記錄。在混凝土澆筑完初凝后3 h開始潮濕養(yǎng)護(hù)，保持混凝土表面濕潤(rùn)，并且連續(xù)養(yǎng)護(hù)超過(guò)14 d。

2 地質(zhì)超挖區(qū)域貼坡混凝土澆筑

由于右岸底線公路以下地質(zhì)條件差，貼坡混凝土范圍邊坡基本處于弱風(fēng)化、弱卸荷為主的狀態(tài)，上、下游側(cè)存在強(qiáng)卸荷巖體，巖體結(jié)構(gòu)為塊裂、碎裂，類別為Ⅳ、Ⅴ類，導(dǎo)致巖體相對(duì)破碎，局部存在傾倒變形和滑塌現(xiàn)象；此外開挖鉆孔的鉆機(jī)需架設(shè)空間，以上因素導(dǎo)致地質(zhì)超挖及技術(shù)性超挖。進(jìn)行貼坡混凝土澆筑時(shí)，在滿足設(shè)計(jì)的前提下，保證貼坡混凝土設(shè)計(jì)體形，地質(zhì)超挖部分隨貼坡混凝土澆筑回填。

3 貼坡混凝土施工質(zhì)量控制

（1）混凝土澆筑前對(duì)開挖基礎(chǔ)面高程及基巖面清理情況進(jìn)行嚴(yán)格驗(yàn)收，確定開挖高程到位、無(wú)欠挖，形體尺寸滿足設(shè)計(jì)要求，并且基巖面按照設(shè)計(jì)要求清理到位后進(jìn)行驗(yàn)收，合格后再進(jìn)行下道工序的施工[5]。

（2）混凝土模板安裝完成后，由測(cè)量人員對(duì)模板進(jìn)行校核，確保混凝土澆筑的形體尺寸滿足設(shè)計(jì)要求?，F(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢人員對(duì)倉(cāng)面的沖洗情況、預(yù)埋件的安裝情況、模板的加固狀態(tài)、模板的拼接接縫、鋼筋綁扎或焊接的規(guī)范性、焊接鋼筋的現(xiàn)場(chǎng)取樣情況等按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行驗(yàn)收，各項(xiàng)檢查合格后，開具開倉(cāng)證進(jìn)行混凝土澆筑施工。

（3）混凝土澆筑由質(zhì)檢、試驗(yàn)、施工管理人員進(jìn)行旁站監(jiān)督；嚴(yán)禁在混凝土運(yùn)輸過(guò)程中私自加水，試驗(yàn)人員及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行取樣并進(jìn)行塌落度試驗(yàn)，若塌落度不滿足施工需要，及時(shí)與混凝土拌合站進(jìn)行聯(lián)系，確保施工所用混凝土滿足設(shè)計(jì)塌落度要求。質(zhì)檢人員全程旁站，要求施工人員振搗到位，防止氣泡、裂縫和蜂窩麻面等混凝土缺陷出現(xiàn)。施工管理人員協(xié)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)施工各項(xiàng)事宜，確?；炷劣砂韬现吝\(yùn)輸?shù)綀?chǎng)不會(huì)初凝[6]。

（4）混凝土澆筑完成后及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，對(duì)不同養(yǎng)護(hù)要求的部位采取不同的養(yǎng)護(hù)方式，確?；炷琉B(yǎng)護(hù)到位。

在滿足上述施工質(zhì)量控制要求后，對(duì)河道兩岸施工完成后的貼坡混凝土進(jìn)行了強(qiáng)度檢測(cè)，共226組，檢測(cè)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求，詳見表1。

表1 混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)論

本文以兩河口水電站下游泄洪霧化消能區(qū)兩岸邊坡支護(hù)工程中的貼坡混凝土施工為背景，詳細(xì)研究了邊坡支護(hù)工程中貼坡混凝土施工工藝以及貼坡混凝土施工質(zhì)量控制，其中貼坡混凝土施工工藝包括分塊分倉(cāng)、倉(cāng)面準(zhǔn)備、縫面施工、預(yù)埋件及鋼筋安裝、模板安裝、混凝土澆筑和拆模及養(yǎng)護(hù)等，最后對(duì)河道兩岸施工完成后的貼坡混凝土進(jìn)行了強(qiáng)度檢測(cè)，結(jié)果表明均滿足設(shè)計(jì)要求。