水利工程中水下混凝土的施工要点.pdf

工 程 实践 水利技术监督 2 0 1 6 年第 1 期 DOI ：1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 8 — 1 3 0 5 ． 2 0 1 6 ． O 1 ． 0 3 5 水利工程 中水 下混凝土的施工要点 李铭杰 ( 新疆额尔齐斯河流域开 发工程 建设 管理局 ，新疆 乌鲁木齐 8 3 0 0 0 0 ) 摘要 ：水利 工程施 工 中难 点之 一为水下混凝土工程 ，其直接关 系到工程整体质量 。笔者结合工程 实践 经验 ，针对 水利工程 中水下混凝土工程的施工展开探讨 ，总结 出切 实可行 的施 工技 术措施 ，为同行提供参 考借鉴 。 关 键 词 ：水 利 工程 ； 水 下 混凝 土 ：混凝 土 浇 筑 中图分类号 ：T V 5 4 文献标识 码 ：B 文章编号 ：1 0 0 8 1 3 0 5 ( 2 0 1 6 ) 0 1 — 0 1 0 3 — 0 2 水下? 昆 凝土施工要求混凝土具有流动性 、自压 实性 以及 粘聚性 。为 了满 足这 些要 求 ，可 以通 过加 入拌合料的水泥含量以及含水量来改善混凝土的和 易性 ，同时通过在混凝土中加入适量 的充填料 ，增 加其 粘聚 性 。 1工 程 实例 某工 程 大型 2级拦 河坝 工程 。该 工 程上 水 库 堆 石坝采用 的是粘土心墙砂砾石坝。坝体 的总长度为 1 9 0 0 m，高度 为 7 3 ． 9 5 11 3 。根据 设计 要求 ，需要 对 该 坝体进行灌浆填充处理。 工 程所 处 的施 工 现 场 的 整 个 围堰 为 土 石 混 合 体 ，下部为岸滩基岩 。在基岩的内部存在着较多 的 裂缝 ，这会成为水流渗透的通道，主要 的渗水部分 是位 于作 用 面 下 3 m 的地 方 。针 对 裂 缝 渗 流 的 问 题 ，该 工程 决定 采用 钻孔 高压 喷射 灌浆 施 工技 术 进 行处理 。首 先在 坝顶 布置 两排 填充 灌 浆孔 ，孔距 和 排距 均为 3 m。 2水下混凝土施工技术 2 ． 1 施工 准备 针对地基以上的覆盖层通常采取抓斗挖掘 ，或 者采 取疏 浚方 式来 清除 ，对 于薄层 淤 泥 和粉 土 由潜 水员 采用 高压 水枪 和气 动提 升器 清 除 。对 于工程 施 工过程中沉积下来的淤泥或者粉土等同样也采用抓 斗来 清 除 。 从 以往 施工 经验 来 看 ，对 于 水 下 混 凝 土 施 工 ， 其 清基 问题 相对 地 面 浇 筑 混凝 土 时 显得 更 为重 要 ， 必 须在 浇筑 混凝 土前 仔细 检查 清基 面 。 另外 ，在 水 下浇 筑混 凝土 时 ，对于未 凝 固 的混 凝 土表 面应 当 防 止水 流流 过 ，以免 混凝 土 中水 泥被 带走 。 表 1配料数量允许偏差 允许偏 差( ％ ) 材料类别 预制场或集中搅拌 站拌制 水泥 、混合材料 l 粗 、细骨料 2 水 、外加剂 土1 2 ． 2混 凝土 浇筑施 工 根 据骨 料形状 和 大小 的不 同 ，导管 管径 常 采 用 1 5 0～2 3 0 mm。若 骨 料 粒 径 为 4 0 mm 的 圆 形 骨 料 ， 该 工程 采用 直径 为 2 0 0 ra m 导 管 。 管段 的 长度 通 常 为 1 m、2 m、4 m不等，可以快速拆卸 ，并有防水接 缝 。混凝 土受料 斗 的容积 至少 应不 小 于整 根导 管 的 容 积 。 在浇 筑 混 凝 土 之 前 ，应 在 作 业 区 内 架 设 好 导 管，将导管 的底端安放在槽孔底部 ，并在导管 的顶 部放入一个能浮起的管塞 ，然后再将混凝土拌和料 注入 管 内。此 时管塞 在混 凝土 重量 的作 用 下在 管 内 向下 移动 ，将 管 内泥 浆 排 出。导管 昆凝 土浇筑 作 业 能否取得成功与作业开始时管塞是否有效、导管管 底是 否始 终适 当地埋 入 已浇 的混 凝 土 内 ，以及在 导 管内保 持 一 个合 适 的混凝 土 柱 高度 等 因素 均 有 关 系 。 导 管通 过采用 分节 或者 是连 续 的管 子组 成 ，上 部带有供料斗 ，位于水面以上 ，下端则插入新浇 的 收稿 日期 ：2 0 1 4 ． 1 1 — 1 0 作者简介 ：李铭杰 ( 1 9 8 4年一 ) ，男 ，工程师 。 l 03 2 0 1 6年第 1 期 水利技术监督 工程 实践 混凝土内，随着混凝土浇入供料斗 ，导管中则充满 了混凝 土 ，在 整个混 凝 土浇筑 施工 中 ，导 管 的管底 均 要求 保持 在新浇 筑 的混凝 土表 面 以下 。 采 取导 管 法 浇 筑 混 凝 土 时 ，导 管 间 距 为 2～ 3 m，依次 注 满 各 管 后 ，因此 整 个 浇 筑 范 围底 郎 的 混凝 土面将 会逐 步上 升 ，在 浇筑 过程 中导管 采取 台 架支承，而且导管不应产生侧向移动，采用起重机 可将导管迅速提升和下落。尤其是对于重要工程施 工 时 ，更 应 当确 保混 凝土 连续供 应 ，因此要 考 虑备 用设 备 。 对于采用预拌混凝土时 ，同样需要确保连续供 应 。拌 合料 的供应 强度 必须保 证混 凝 土面 的最 小上 升速 度为 0 ． 3～ 0 ． 5 m ／ h 。对于 工程 实施 时 ，为 了便 于施工操作 ，该工程采用水 泥含量较高 的混凝 土， 其水 泥 含 量 不 小 于 3 5 0 k g ／ m ，其 坍 落 度 不 得 小 于 1 5 0 ram。 在进行水 下混 凝 土浇 筑施 工 作业 时 ，一 般应 尽 可能对拌合 料不 扰功 或 少扰 动而 将 其浇 筑 至最 终位 置。因此应当要求? 昆凝土拌合料不需要借 助其他措 施即可流至所需的浇筑地点。针对于结构断面较小 情况 者则可 以适 当减 小 混凝 土 拌 合物 的坍落 度 。鉴 于混凝土中拌和用水量多，故水泥浆皮或泥浆增多， 在新 浇混凝土之前 ，必须将这些泥 皮或泥浆清 除。 在 施工 时应 当采取 连续 浇筑 方式 ，从 而 避免 出 现施工缝。从 以往工程实践来看 ，对于水下} 昆 凝土 浇筑 可 以采 取如 下方法 ：袋 装 、水底 敞 口料 斗 、导 管法 或者混 凝土 泵 、粗 骨料 灌浆 。从 上述 浇 筑混 凝 土施 工实施 效果 来看 ，导 管法浇 筑水 下 大体 积混 凝 土施 工是 较为有 效 的施工 方法 之一 。 混凝土的浇筑速度可 以用提升或下降导管的方 法来改变，提升导管时混凝土供料量增加 ，下降导 管时混凝土供料量减少或停止 ，但任何时候不应将 导管 的管底 提 出} 昆凝土 面 。若 管 内混凝 土 从 已浇 混 凝土外则流出 ，并有 水进入 导管 内，则应停 止浇 筑 ，待混凝土凝 固后 ，清除其表 面不合格混凝土 ， 再重新 开始 水下 混凝 土浇 筑施工 。 2 ． 3钢 筋 的使用 对于水 下混 凝土应 避 免使用 钢 筋 。若 必 需使 用 钢筋 ，则应采用大断面钢筋，且其间距要大 ，不致 妨 碍混凝 土 的浇 筑 。钢 筋 应 绑 扎 或 焊接 成 钢 筋 笼 ， 按 实际情 况组 成一个 单元 体然后 下 设 到位 。包 裹在 钢筋外的混凝土应当浇筑密实 ，而且确保混凝土保 护层不小于 8 0 ram，若大于 8 0 ra m则更为合宜。 1 0 4 a b c a ． 装置一斗混凝土，b ．排走导管 内水或混凝土，c ． 混凝土 向上推进 1 ． 隔水塞 ，2 ． 导管 ，3 ． 接头 ，4 ． 混凝土 图 1 导管法浇筑水下混凝土 3水下混凝土施工质量控制技术 鉴于水下混凝土施工质量对于工程总体质量起 着关键作用 ，为了能有效地确保水下混凝土的灌注 质 量 ，笔者结 合 以往 的工程 实践 经验 ，总结 出水 下 混 凝 土施工 质量 控制技 术要 点如 下 。 ( 1 ) 导管 接驳 完 毕 后 ，将 混凝 土隔 水 栓 吊放 在 临近 泥浆 面 的位 置 ，导管 底端 到孔 底 的距 离控 制 在 0 ． 4 0 m 左右 ，以便 能顺 利排 出混 凝 土 隔水 栓 。浇 筑 混凝 土前 应 当确保料 斗 内 的混凝 土 量 足够 连续 浇 筑 施工 ，以便 当混凝 土隔水 栓被 挤 出导 管后 能 将导 管 底 端埋 入水下 t 昆 凝 土 中。为 了能有 效 确保 混 凝 土浇 筑 强度 ，应 当保证 混 凝 土浇 筑 的 上升 速度 > 2 h ／ m， 并 且使 灌注混 凝 土时 间间 隔 ≤1 h 。 ( 2 ) ? 昆凝 土 浇 筑 过 程 中应 当 密 切 测 量 导 管 埋 深 ，适 时提 升或拆 卸导 管 ，确保 导管 底 端埋 入 混凝 土面以下 2～6 m，并填写水下混凝 土灌注记 录表 。 整个槽段内的混凝土面应均匀上升 ，高低差不应大 于 1 m，防止混凝 土 内夹 杂 泥 浆 。提 升 导 管 时 避 免 碰挂 钢 筋 网。 当混 凝 土 面 上 升 到 钢 筋 网 网底 以 上 3～ 4 m，再 提升 导管 ，使 导管 底端 高于 钢筋 网底 端 ，以防钢筋 网上 浮 。 ( 3 ) 在 混凝 土拌 制 阶 段尤 其 要 控 制好 各 种 原 材 料 的质 量 ，确 保所 需要 的混凝 土 配合 比 ，严 格原 材 料 的配 料 计 量 ，防 止 混 凝 土 强 度 不 足 或 强 度 不 均 匀 ，强度离差大。运输混凝土到施工现场时，应 当 要排净滚筒 中多余洗润水 ，并且运输过程不得随意 增加水 。为保证 水下混 凝 土 的均 质 性 ，搅拌 运 输 车 在卸料前应先高速运转 2 0～3 0 s ，坍落度必须达到 1 8 0～ 2 2 0 m m，然后反转卸料。对( 下转第 1 0 7页) 工程 实践 水利技术监督 2 0 1 6年第 1 期 3 ． 3加强 施工 现场 的质量 控 制 从 人 员上 ，应 逐渐 形成 人员 技术 合 格 ，操 作规 范 ，施 工 专业 的施 工格 局 ；从 施 工过 程 上 。建 立严 密规范的质量保证体系、人员配备情况 ，采取合理 的施 工方 法 ，对混 凝土 浇筑 、运 输 、入 仓 、模 板拆 除进 行严 格全 程控 制 ，施工 中涉 及到 的分缝 等 防水 薄弱 的工 序 ，应提 前研 究制 定相 应施 工 方案 指 导 分 缝 位置及 分段 长度 ，对 不 同的施 工缝 及 预 埋件 采 取 合 理 的处 理 方法 ，保证 防水 工程 的顺 利施 工 。 3 ． 4用 堵 防结合 的措 施 。刚柔 并进 堵 水 是 施 工 的前 提 ， 只有 把 渗 水 渠 道 封 闭 之 后 ，才能进行防水措施 的开展 ，当然不能单一 的进 行 处理 ，要 采用 堵 防结合 的综 合治 理 方式 ，以便 加 强 结构 的抗 渗水 能力 。 当出现 点渗 水 时 ，应该 选 择堵 漏 材料 ，当结 构 已有 刚性 材料 防 水层 或水 泥 砂 采 浆 找 平 层 的 基 面 ， 可用柔性防水涂料 ，使渗水部位形成堵 、涂 、抹 的 防水层 ，增强结构抗渗性能 ；当渗水量较大时 ，应 该划分为几个单元进行单独作业 ，根据单元渗水实 际情况 ，对渗水 量 大 的先 埋 管注浆 ，以 防止 注浆 时 跑浆 。对 渗水量 变 小后 ，可 采用堵 的方 法 。 这样经过多次堵注抹 的几次循环 ，就解决了单 元 的问题 ，然 后根 据结 构状 况 ，涂抹 刚 性材 料 或柔 性 防水 材 料 ，增强 结构抗 渗 性能 ；当出 现变 形缝 渗 水或 者施 工缝 渗水 时 ，应该 以堵 为 主 ，在缝 隙 的 两 侧范 围内，采用涂抹结合的综合处理施工方法 ，满 足堵 漏 防水 的要求 。 3 ． 5 用发 展变化 的观 念来正确处 理防水渗漏 的工程 水下工程结构容易受到湿度变化、基础沉降等 外界因素的影响 ，使结构产生水平裂纹或者垂直裂 纹等局部裂纹 ，在进行防水处理时 ，不能仅仅对裂 纹 处进行 处 理 ，要 用 发展 的观念 对水 利 工 程进 行 整 体 审视 ，对 存在 隐患 的部 位及 时进 行修 理 ，防止 渗 漏 问题 的发 生 。 加 强技 术人 员 的培训 ，在 水利 工程 水 下 防水 工 程 的施工过程中人才是关键 ，人为 因素是造成水利 工程 出现 渗漏 的主要 因素 ，因此加 强对 相关 技 术 人 员 和施工 人员 的培训 ，重 视培 养施 工人 员 操作 的规 范化 ，设计的科学化 ，提高水利工程的施工质量 ， 建议 一支 高素 质 的人 才 队伍 ，是减 少 事故 发生 的保 障 ，使得 施工 团 队不断 得到 发展 ，不 断满 足 防水 施 工 的要求 。 3 ． 6重视 施 工后期 维护 水下工程施工完成后 ，需要定期组织技术人员 进 行相关 监测 。大部分 材料 在长 期运 行 下 ，质量 会 逐 渐下 降 ，再加 上一 些 自然 灾 害 的发生 ，使 水 利工 程 的质量 得 不到保 证 。 因此 ，施 工技 术 人 员要 重视 防水工 程 的建后 质量 维护工 作 ，发 现 因 自然 原 因 或 人 为破 坏 等 引 起 的 质 量 问题 及 时 采 取 措 施 进 行 处 理 ，防止扩 大渗 漏面 ，延 长工程 使 用年 限 ，保 障水 利工程更好 的发挥社会经济效益。 4 总 结 水利工程防水施工应该采取多种防水手段相互 结 合 的方式 。随着科 学技 术 的迅猛 发展 ，水利 工 程 防水 材料 的种类 各异 ，针 对不 同渗 水类 型选择 相 应 的防水材料，综合运用 “ 堵防结合 、综 合治理” 的 防渗 手段 ，通 过多渠 道 的设 防 ，来 减 少结 构 的渗 漏 现象 ，总之在处理水漏问题时，应该找准水源 ，坚 持“ 堵与引结合 ” 的方式 ，正确处 理水 利工程建筑 存 在 的漏 水 问题 。 参 考文 献 [ 1 ]许正平 ，李俊 源．三峡二期工程大坝上游面裂缝处理 [ J ] ．西北 水电 ， 2 0 0 5 ( 0 2 ) ． [ 2 ]高淑英．试论水利工程防渗处理施工技术应用 [ J ] ．水利建设与 管理 ， 2 0 1 2 ( 1 2 ) ． [ 3 ]高杰 ，黄勇．水利 工程 渗水 问题分 析 [ J ] ．黑 龙江 水利科 技 ， 2 01 1 ( 0 3) ． [ 4]成益洋．防渗施工技术在水利工程 中的应用 [ J ] ．黑龙江水利科 技 ， 2 0 1 5 ( O 1 ) ． [ 5 ]秦继杨 ．水利工程防渗处 理施工 技术 的应用 [ J ] ．水利技术 监 督 ， 2 0 1 4 ( 0 4) ． ( 上接 第 1 0 4页 ) 于 已浇 筑好 的混 凝 土应按 规范 要求 取样检验 ，做好混凝土的浇注记录和养护记录。 参 考文献 [ 1 ]邢轲尧．水利工程中水下混凝 土的施工要点探析 [ J ] ．科技创新 与应用 ， 2 0 1 3 ( 0 4) ： 2 6 — 2 9 ． [ 2 ]吕国梁 ．水利工程水下混凝土施工技术分析[ J ] ．黑龙 江科技信 息 ， 2 0 0 9 ( 0 8 )： 1 1 1 ． 1 1 2 ． [ 3 ]张春华．解 析 大坝水 下混 凝土 心墙工 程施 工 [ J ] ．科技 资讯 ， 2 0 1 1( 0 4)：3 5- 3 6 ．