大岗山泄洪洞挑坎抗冲耐磨混凝土施工技术

2017-01-09雷文

四川水利 2016年3期

关键词：翻模抹面硅粉

雷文

(中国水利水电第七工程局有限公司，成都，610081)

大岗山泄洪洞挑坎抗冲耐磨混凝土施工技术

雷文

(中国水利水电第七工程局有限公司，成都，610081)

大岗山水电站泄洪洞出口挑坎抗冲耐磨混凝土技术要求高，施工难度大，大面积硅粉混凝土施工裂缝控制是世界难题。本文介绍了该挑坎面层抗磨耐冲混凝土配合比设计、分仓、抹面、温控等关键工序，取得了满意的成果，可为类似工程参考。

泄洪洞挑坎抗冲耐磨混凝土施工技术大岗山水电站

1 工程概况

大岗山水电站坝址位于四川省大渡河中游上段雅安市石棉县挖角乡境内，电站枢纽主要由拦河混凝土双曲拱坝、泄洪消能建筑物、引水发电建筑物等组成，最大坝高210.00m，电站装机容量2600MW(4×650MW)。

泄洪洞出口挑坎底部高程990.00m、顶部高程1005.79m，挑坎左侧边墙(桩号1+077.5m～1+134.52m)，顶部高程1006.96m，挑坎右侧边墙(桩号1+077.5m～1+152.50m)，顶部高程1015.79m。挑坎前接无压泄洪洞为平段，起点底高程为990.00m。出口挑坎面层结构线立面由8m长直线和半径为150m的圆弧组成，从桩号1+085.50m开始起弧，挑坎面沿左右两侧边墩为圆弧段R=150m，左侧角度17.53°，右侧角度26.53°。

桃坎抗冲耐磨混凝土工程具有以下特点：

(1)泄洪洞泄流量达3503m3/s，流速高达42m/s，因此对过流面抗冲耐磨混凝土表面平整度和光滑度的要求非常高。混凝土表面平整度按照5mm/2m控制；

(2)泄洪洞出口挑坎面层立面结构线由8m长直线和半径为150m的圆弧组成，圆弧角度从17.53°～26.53°渐变，平面上宽度自小桩号16.32m扩散为24.0m，挑坎面层硅粉混凝土结构为圆弧双向渐变结构，体形控制难度大；

(3)泄洪洞挑坎顺水流方向为77m，最大宽度为24m，面层抗冲耐磨混凝土厚度为1m，混凝土标号为C9050W6F100硅粉混凝土。由于底板为高标号薄板结构，块体尺寸大，施工期内部温度控制和防裂施工难度大；

(4)挑坎面层硅粉混凝土结构为圆弧双向渐变结构，采用翻模施工工艺，翻模时间难以掌握，收面难度大。

2 泄洪洞挑坎面层混凝土配合比设计

C9050W6F100混凝土的胶凝材料，采用嘉华中热42.5#水泥，涛峰I级粉煤灰(掺量20%)、东蓝星硅粉(掺量5%)、江苏博特的JM-PCA聚羧酸高性能减水剂(掺量为水泥用量的0.9%)、山东华伟银凯的NOF-AE引气剂(掺量为水泥用量的0.4/万)，引气剂的掺量可根据混凝土含气量的情况调高0.1/万～0.2/万。泵送混凝土泵送时的坍落度控制为15±1cm，出机坍落度为不大于20cm。具体的出机坍落度控制应根据运输试验确定，并尽量采用满足施工要求的最小坍落度；常态混凝土浇筑时坍落度7cm～9cm，出机坍落度不大于16cm，现场混凝土坍落度应该根据运输方式调整出机坍落度的控制标准，尽量采用满足施工要求的最小坍落度控制标准。(二级配粉煤灰硅粉混凝土施工配合比见表1，其混凝土拌和物性能见表2。

表1 二级配C9050粉煤灰硅粉混凝土施工配合比

施工方式配制强度(MPa)水胶比胶材用量(kg/m3)砂率(%)每方混凝土用量(kg/m3)水水泥粉煤灰硅粉砂石JM-PCANOF-AE常态591033379381252847619718117234110015泵送5910334154051373118321738108737350017

注：混凝土配合比按绝对体积法进行计算，含气量为3%。

表2 二级配粉煤灰硅粉混凝土拌合物性能

施工方式水胶比胶材用量(kg/m3)砂率(%)含气量(%)坍落度(cm)/损失率(%)030min60min90min常态0333793825160/0128/20057/644/泵送03341540520195/0160/179145/256120/385

3 挑坎面层混凝土浇筑施工

3.1 挑坎面层混凝土施工方法

出口挑坎面层混凝土(泄)1+077.5m～1+099.5m段采用无面模工艺(该段坡度较小，直接根据收面轨高程收面)，(泄)1+099.5m～1+152.5m段采用翻模工艺。仓面采用全新普通钢模板(P3015)拼装，局部采用木模板拼缝，模板采用“内拉内撑”的支撑型式，每个翻模单元划分为0.9m×1.5m的小区域。浇筑时按1.2m×1.5m间排距开一个0.6m×1.5m(2块P3015模板大小)的进料孔，在端头区域应加密设置振捣孔，保证振捣密实。混凝土浇筑时应从小桩号向大桩号逐步推进。考虑到陡坡上抹面人员无法站立的情况，拟在陡坡上按照一定间距设置绳梯，绳子上挂三角木，下面铺设保温被，从而完成抹面工作。钢筋主要采用吊车吊装至仓号，人工安装。混凝土采用低线拌合系统供料，入仓后采用φ50mm或φ70mm振捣棒振捣。

3.2 挑坎面层混凝土分仓

出口挑坎最大长度为75m，考虑硅粉混凝土温控要求高，出口挑坎面层混凝土分为5仓浇筑。第Ⅰ仓为(泄)1+077.5m～1+088.5m段(11m长，无面模施工区域)；第Ⅱ仓为(泄)1+088.5m～1+099.5m段(11m长，无面模施工区域)；第Ⅲ仓为(泄)1+099.5m～1+113.5m段(14m长，翻模施工区域)；第Ⅳ仓为(泄)1+113.5m～1+127.5m段(14m长，翻模施工区域)；第Ⅴ仓为(泄)1+127.5m～1+152.5m段(最长边25m，翻模施工区域)。分仓方式见图1。

图1 挑坎面层混凝土分仓示意

3.3 挑坎面层混凝土入仓

出口挑坎硅粉混凝土全部采用常态混凝土入仓，面层混凝土浇筑时，第Ⅰ、Ⅱ仓混凝土采用6m3/9m3混凝土罐车运输，0.5m3长臂反铲入仓，第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ仓(翻模区域)混凝土采用泵机入仓。

3.4 挑坎面层混凝土施工缝处理

出口挑坎面层混凝土分为5仓，共设置4道横向施工缝。施工缝部位应设置铜止水、并缝筋、键槽等。

挑坎底板大体积混凝土与面层混凝土接缝部位(1+109.91m～1+152.5m段)已布置缝面插筋，参数为：φ20mm，L=2m，间距1.0m，外露1.0m。(泄)1+077.5m～1+109.91m段尚未布置缝面插筋。

3.5 模板安装

出口挑坎面层混凝土主要采用翻模工艺施工，采用“内拉内撑”的支撑形式，便于气泡的排出和辅助拉杆孔的修补。模板采用全新普通钢模板(P3015)拼装为主，木模补缝。采用翻模施工，模板铺设在顶撑的上方，根据现场实际情况适当架设。每个翻模单元划分为0.9m×1.5m。拉杆采用φ14mm钢筋，与φ20mm锥形套连接，翻模后锥形套取出。

(1)翻模铺装及围柃：翻模采用P3015模板铺装，模板拼缝尽量保持在同一水平面，以有利于翻模及抹面强度的控制。

(2)拉杆布置：翻模区域面层模板拉杆间距1.2m，排距0.6m，每个翻模单元布置4根拉杆，拉杆与底板插筋根部焊接牢固，采用φ20mm锥形套穿过模板。两侧端头模板拉杆间排距0.6m×0.6m。

3.6 刮面轨安装

3.6.1 刮面轨设置。第Ⅰ、Ⅱ仓采用φ20mm圆钢制作刮面轨收面，刮面轨沿顺水流方向布置,间距2.0m,共布置9组；局部间排距可根据现场实际予以调整。第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ仓翻模区域，直接进行人工抹面收光。

3.6.2 刮面轨T型架制作。刮面轨T型架下方车丝，钢筋网上焊接螺帽，将T型架拧入螺帽并调节好高程。T型架按照1.5m间距布置，在抹面完成后，拧出螺帽，螺帽拧出时禁止左右晃动T型架，避免在混凝土面形成一个锥形坑，影响质量成型。

3.6.3 刮面轨控制要点。安装前测量放样定位；(2)安装过程测量随时检查纠偏；(3)安装完毕后测量整体校核确保无误，并设置检测控制点；(4)浇筑过程测量定时校核检测控制点误差，随时予以修正。

3.7 混凝土浇筑

混凝土浇筑主要采用2台泵机/长臂反铲入仓，4道溜筒(溜槽)辅助入仓，浇筑时按1.2m×1.5m间排距开一个0.6m×1.5m(2块P3015模板大小)的进料孔，保证振捣密实。溜筒(溜槽)以导管出口为中心搭设，混凝土通过溜筒(溜槽)入仓。溜筒(溜槽)底部距待浇混凝土面高度不大于1.5m，硅粉混凝土浇筑时应尽量减小，以有效控制温度裂缝。

3.8 翻模抹面

3.8.1 翻模抹面时间。翻模抹面时机非常重要，翻模过早，混凝土易坍塌浪费大量人工、材料；翻模过晚，混凝土初凝，无法取出刮面轨，影响收面质量。由于混凝土连续几天浇筑，环境气温、风力等因素对混凝土的初凝时间影响较大，翻模时间控制在振捣完成后3h左右(具体翻模时间根据环境温度确定)，拆模混凝土距浇筑面斜面距离1.8m以上，以确保翻模后混凝土体型保持不变和表面仍具有可塑性。翻模前，采取开观察孔或试翻的方式检查混凝土，确定是否达到最佳翻模时机。

3.8.2 抹面施工。翻模后将锥形套取出，并采用原混凝土填补坑槽，在混凝土初凝前进行人工抹面。首先在翻模后利用全站仪复核面部混凝土结构体型，然后采用4m靠尺检查其平整度，等混凝土表面用手轻按有明显凹陷时，采用抹光机收面，最后人工抹面收光。抹面施工是混凝土质量控制的关键工序，施工过程由质量部及测量人员全程现场监控，做好体型控制及收面质量。

3.9 养护及成品混凝土保护

混凝土浇筑完成12～18h后，应采取保温保湿措施进行养护。在混凝土温升阶段(0～3d龄期)，采用一层土工布覆盖并少量淋水养护；混凝土内部温度开始下降(第4d龄期开始)时，在土工布表面覆盖一层聚乙烯薄膜，保持混凝土表面湿润，其上覆盖3cm厚的聚苯乙烯泡沫卷材进行全面保护，直至竣工验收。

3.10 混凝土温度控制

出水口挑坎流道表面硅粉混凝土允许最高温度36℃、3～10月份浇筑温度18℃，11～2月份自然浇筑。

通水冷却主要用于控制混凝土最高温度和内外温差在设计允许范围内。根据《泄洪洞混凝土温控技术要求》以及大岗山水电站大渡河水文气象资料，结合泄洪洞洞身温控要求，在11～2月冷却水管通≤18℃水7d，冷却水流量25L/min～30L/min，每天降温不宜超过1℃，实际通水流量、通水温度可根据降温速率适当调整。