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水垫塘反弧段抗冲磨混凝土试验及运用 刘 小静 ( 中国水利水 电第七工程局 有限公 司 四川 成 都6 1 1 7 3 0 ) 摘 要 锦屏一级水 电站 由于受水垫塘 反弧段混凝土负倾角模板下 气泡水泡排 除困难 、 表面抗冲磨混凝 土入仓 困难等 问题的影响， 混凝土存在起 弧段抗冲磨混凝土外观不能满足设 计要 求， 气泡 多， 起 弧段抗冲喾混凝土范围无下料口， 局部过振， 抗冲磨混凝土表面局部出现表面龟裂等问题。 通过对 水垫塘反弧段抗冲謦混凝土的仓号进行工艺试验， 获得 了最优的模板工艺、 混凝土浇筑工艺， 解决 了 抗冲磨 混凝土表面 气泡和水泡较多问题 ， 满足 了水垫塘混凝土 的质量要求。 关键词 水垫塘 ； 反弧段； 抗冲磨混凝 土； 工艺试验 中图分类号 ： 1 、 ／ 4 1 文献标识码 ： B 1反弧段抗冲磨混凝土试验概述 锦屏一 级水 电站水 垫塘混凝土 范嗣从大 坝坝体 下游 约 0 + 5 0桩 号至二 道坝 护坦 下游 0 + 4 6 0桩 号 ， 总 长 4 1 O m( 含 二道坝 位置 ) 。设 计建 基面 高程 为 1 5 9 1 m，底板顶 高 程为 1 5 9 5 m， 水垫塘底板 混凝土厚 4 m， 边墙顶高程 1 6 6 h n ， 深度 6 6 m。底板水 平宽 4 7 m， 边墙坡度 为 1： 0 ． 5 ， 在 1 6 2 5 m高程处设一条 4 m宽的马 道 ， 1 6 2 5 m高程 以下边墙 厚 3 m，以上边 墙厚 2 m。 水垫塘_ 1 程混凝土总量约 3 3 ．6 5万 n 水 垫 塘 反 弧 段 边 墙 高 度5 m， 高 程 范 E L 1 5 9 5 m ～E L I 6 0 0 m，圆 弧 半 径 5 m，角 度 6 3 ． 4 。 ． 凤弧长 5 ． 5 3 m。 根据原施 工措施水垫塘 反弧段施 1 -_ 方法 为 ： 水垫塘 反弧段 ( 底 板与边墙 的导角弧段 ) 混凝土采用定 型钢架 同定定型模板 ，模 板下 面采用蛇形 柱支撑 ， 配合 部分 中2 8的支撑钢 筋。定型钢模和 P I O I 5钢模组合散拼 ， 采用 内 托和支撑 加周。水垫塘 反弧段浇筑 分 3层 施 丁 ， 浇筑分 层为 1 ． 5 m、 1 ．5 m、 1 O m； 仓面混凝 土 采用 MQ 9 0 0 I j 门机配 吊 6 ． O m ( 3 ．0 m ) 罐 入仓 、 平铺法分层浇筑 ， 铺料厚度拟定 5 0 e ra， 底板和 反 弧段 表面混凝土 为 C 9 0 5 0抗 冲磨 硅粉混凝 寸 。人仓后的混凝 土采用 中1 O 0捅 入式振捣 器进行人 1 平仓振捣 。 由于受水垫塘反弧段 混凝 士负倾 角模 板下气 泡水泡排除 网难 、表面抗 冲磨 入仓 难等问题的影响 ， f { { 一 些施 f ： 质量 问题 。根 据前期 1 一 1 0 - 2第③层 ( E L I 5 9 4 m～E L l 5 9 6 l n ) 仓号施 I 质量看 ，混凝土 存在起弧段抗 冲磨 混凝 土外观不能满 足设计 要求 ， 气泡 多 ； 起弧 段抗 冲摩混凝土范 罔无下料 口， 局部 过振 ； 抗 冲磨混凝土表面局部 出现表而龟裂 因此 ， 根 据业主 、 设计 、 监 理 、 施 1 ： 等 四方 [ 地例 会意 ，在水垫塘反 弧段抗 冲磨 混凝 十 的 L - 1 0 - 2 @ 、 L 一 6 — 2仓号进行T艺试 验。 2反弧段抗冲磨试验 目的和 内容 2 ． 1试验 目的 通 过 对水 垫 塘 反弧段 抗 冲磨 混 凝 土 的 L 一 1 0 — 2 ④ 、 L - 6 — 2仓号进行丁 艺试验 ， 获得最 优 的模 板 l r艺 、 混 凝土浇筑T艺 ， 解 决抗冲磨 混凝 土表面气泡 和水 泡较多问题 ，满 足水垫 塘混凝土的质晕要求 2 ． 2试验内容 根 据水 塘抗 冲磨反 弧段 弧度情 况 ， 在 坡 比 1： 3以内( E L 1 5 9 6 ． 0 m高程以下 ) 采用不 安装模板调 整混凝土坍 落度 ，用样架振捣 压 面和在 以上弧度用贴 透水模或提前拆模 人工 压 而 抹 面 等 工 艺分 别试 验 。 工艺 试 验 在 图 l 水 塘反弧段抗冲磨混凝土试验仓范围图 测水 断面 ， 当其 水位上 涨时 ， 预示 洪水 入库 ， 立 即发出洪水预警 ， 做好排沙的准备T作 。当 入库 洪水 流量大 于泄 水流量时 ，会产生滞洪 壅水 ， 期 间整个库 区保持 一定 的流速 ， 部分 袒 颗粒泥沙淤积在库中，细颗粒泥沙 可被水流 带至坝前排 出库外 ， 就可将 一部分 泥沙排走 ， 减少水库 的淤积 。异重 流排沙 的效果 j 洪水 流量 、 含沙 量 、 泥沙粒 径 、 泄 境 、 库 区地 形 、 开 闸时 间及底 孔尺寸和高程有 火 。入库 洪水含 沙量 大 ， 粒 径细 ， 泥沙 就不易 沉降 ， 容易 运移 到坝 前排 出 ； 另外 库 区地 形平 顺 、 比降大 、 回 水短、 泄量大、 底孑 L 高程低都能提高异重流排 沙效 率。 1 9 8 9年 、 1 9 9 6年和 2 0 0 3年 _二次大 的 洪 水 ，红星水库 采取滞洪排 沙取得 了明显效 果 。但红星水库水资源短缺 ， 此方法 只适用于 汛期 观测洪水来临 时。 4 ． 3 泄空排沙 在每年灌溉 时节 ， 红星水J 荦基本 放空 ， 泄空过程 中回水末端逐渐向坝 前移动 ， 库l灭原 来 淤积 的泥沙会 冈回水下移而发生冲刷 ， 特别 在水『 车 泄空的最后阶段突然加入泄量 ． 冲刷效 果便史加 显著 。实际 I ， 泄 排沙是通过消耗 一 定的水量换取部分必利库容的恢复。近几 年来 ‘ 星水库因灌溉已经将水库泄空， 灌区 采用这种方式进行过排沙 ， 但只能带走微量 淤 积 ， 效果不是很明 。 4 ． 4机械挖沙清淤 席 区当前淤积相对严重 ， 考虑采取常年挖 沙 的办法控制坝 前淤积。 每年选在冬灌 、 春灌 、 夏灌后 期及枘水期 的低 水位时对淤 泥实施 清 除 。考虑 到水席挖深及 泥沙颗粒含有 大量杂 质等特点 ， 采用 41 1 1 抓斗式挖泥船清 淤 ， 使用 于式输送 泥沙到库岸附 近沟岔 ， 可淤地 造 田。 受投资所 限 ，此项 闷拟 计划对坝 前淤深 1 0 m 左右 ， 坝 后宽 5 0 0 m～6 0 0 m范围 的淤 泥 ， 以及 建设期人库 泥沙淤积进行清 除。此种清淤方 式拟纳入到水库 长期运行管理工作 内容 ， 有计 划分步骤地进 行挖除 。 5结 语 选 择运用水库排 沙方法 ， 必须 因地制宜 、 因时制 宜 ， 根据 水库 的任 务 、 来水 来沙特 性 、 冲淤规律 和库 形态特 征 进行合 理的应 用 。 在清淤 中， 确 处理排沙与 蓄水 的矛盾 ， 做到 清淤和治理相结 合 ， 可适 当恢 复有效库容 ， 减 少 库区淤积 ，减轻水 土流失 ，降低 洪水含沙 量 ， 提 高水库调 蓄和抗 洪能力 ， 充分 发挥水库 综合 的效益 。陕西 水利 ( 责任编辑： 黄灵 芝) 表 1 水垫塘反弧段试验主要设备配置表 设备名称 型号及规格 数量 门座式 门机 1 # MQ9 0 0 B 1 6m l 混凝土 卧罐 3m 1 自卸汽车 l 5 t 8 HI Bl 3 0 3 振捣器 HI B1 O0 4 软轴振捣器 l 5 k w 2 0 冲毛机 C C HJ 5 0 C 1 电焊机 Z X7 - 4 0 0 I GB T 2 表 2 水垫塘反弧段试验人力资源配置表 序 号 工 种 单位 数 餐 1 管理人员 人 2 2 技术 、 质量人员 人 4 3 温控人员 人 2 4 安全员 人 1 5 振捣工 人 6 6 钢筋工 人 1 7 模板工 人 l 8 汽车司机 人 8 9 杂T 人 4 合计 人 2 9 I 一 1 0 — 2 ④E L 1 5 9 6 ． 0 m高程 以上做 试验 ， 高 程范围 E L 1 5 9 6 m～E L I 5 9 8 m。 在水垫塘反弧段 L — l O 一 2第④层仓号 ， 按照仓 号长 度方 向分三块 做对 比试 验 ， 分 别在模板 内使用透 水模板布 、混 凝土初凝 前提前拆模 和在仓 外加强复振 的 i种试验 方案进行对 比试验 ，得 到最优 的抗 冲磨表 面质量施工工艺 。透水模 板布试验 范 围长 度 4 ． 5 m( 仓号 上游 ) ， 混凝土 提前拆模 压 面 试验范 长度 3 ．7 5 m( 仓号下 游 ) ， 按原措施 仓外加强复振 试验范围 3 m( 仓号 中间) 。 3试 验程 序 3 ． 1 施丁准备 施 前 先将 L — l 0 — 2试 验仓号 不用 的 材料全部清除完成 。 试验仓浇筑 施T前 ， 将试验 用设备 、 材 料准备到位 ，主要是增加混 凝土振捣器 和 人仓设备和器具的配置 。 3 - 2反弧段混凝土试验工艺方法 3 ． 2 ． 1 水 垫塘反 弧段抗 冲磨 混凝土试验程序 L — l 0 — 2第④层 仓号试验 程序为 ： 仓 面 清理一 钢筋 、 止水安 装一 模板安装 ( 含贴透 水 布 ) 一 试验仓 号验 收一 混凝 土浇筑一 下 游范围提前拆模压面一 试验仓模板 拆除养 护一现 场查看试验效果一试 验成果 总结一 下一次试验 。 3 ． 2 _2 L 一1 0 — 2第④层仓号试验 ( 1 ) 模板T 岂试验措施 ① 水 垫塘反 弧段 L — l 0 — 2第④ 层按 照 仓号长度 方向分 块作 对 比试验 ，分别在 模板 内使用透 水模板布 、混 凝土初凝 前提 前拆模和在仓 外加强复振 的 三种试 验方案 进行对 比试验 。透水模板 布试验范 围长度 4 ． 5 m( 上 游仓号 ) ， 混凝土 提前 拆模 压 面试 验范围长度 3 ． 7 5 m( 下游仓号 ) ， 仓外 加强复 振 试验 范围 3 m( 中间仓 号 ) 。 L 一 1 O 一 2第④ 层仓 号 透水 布 安 装按 照 定 型模 板 的尺 寸 ，现 场 加 工 成 P 6 0 1 5和 P1 O 1 5尺寸 ，透水布包 裹模板 两侧 5 c m肋 板 ， 用 u型卡一起散拼 成型 ， 保证浇筑 过程 中不 出现变形 。混凝 土透水布是 通过材 料 透水性 能 ，把浇筑过程 中混凝 土表面 的多 余水 和空气排 出，透水 布 由于有 很好 的保 水性 保证 混凝 土拆模 前表 面 的高湿 度 ， 起 到养护 作用。透水布 与模板用一 层薄胶水 粘贴 ， 布的光面为混凝土 表面 ， 羊 毛面为粘 贴模板 面。为保证粘贴效果 严禁在 安装透 水布的模板上刷脱模剂 。 赶料 、 拖料造成的灰浆 、 寓浆 。 ③在反弧段 每层浇筑 时 ，根据大 坝二 次复振经验 ，时间在第 一次振捣 2 0 ra i n钟 后进行 ， 以保证将所有气泡充分排 出。 ( 3 ) 抗 冲磨混凝土入仓 ① 在反弧段第( 3 ) 、 ( 4 ) 层下 料时 ， 采取 在 仓号内布置 3～4个溜槽 ， 直 接将溜筒接 至 抗 冲磨 砼部位 ， 必要 时采用人T 人仓 ， 保证 抗 冲磨结合部 位下料厚度均匀。 ② 将 反弧 段 第( 3 ) 层 预 留 钢筋 长 度 降 低 ，最 大限度降低 门机料罐下料 口与仓 号 的高差 ， 防止混凝 土出现离析现象 。 ( 4 ) 混凝 土振捣 T艺优化 浇 筑时将 混凝 土坍落 度调整 至 3 c m～ 5 c m， 减少混凝 土振 捣过程中档护的变形 。 3 3资源配置 3 3． 1 设备材料配置 ( 表 1 ) 3 3． 2人力资源配置 ( 表 2 ) 4试验过程总结 以 L —l O 一 2第④层仓 号试 验为例。 ( 1 ) 模板使用透水布试验 区： 通 过试验 仓上 游 4 ． 5 m范 围模板 贴 透水 布试 验结 果 看 ，该范 围混凝 土表面气泡 和水泡 基本 没 有 ， 表面湿润 ， 未见表面裂 纹 。除 2处小范 围的麻面外 ，整体表面外 观质量满 足设 计 要求 。 ( 2 )混凝土初凝 前提前拆模 压面试 验 区 ：下 游提 前拆模 压面 试验 区由于混凝 土 初 凝时间无法很 好的掌握 ，拆模 后压 面出 现 由于无砂浆而造成表面不平整 、 不光滑 。 ( 3) 模 板外加强 振捣试验 区 ： 在模板 外试验 分时段 的复振 施工 ，根据 现场查看 情况看 ，混凝土表 面仍有大量 的水泡和气 泡 。 因此 安 排 在 L 一 6 — 2第 ③ 层 1 5 9 4 m～ 1 5 9 6 m仓 号再次 进行试验 ， 解 决 L 一1 0 — 2第 ④层试验 不足。采用按 2 ．2 5 m～3 m间距安 装 5道模 板轨道 ，轨道 采用定型 钢模板加 T 成 2 0 c m 宽轨 道 ，在 轨 道上 用 1 0 e ra 1 0 c m方钢作仓 号浇 筑收面轨。浇筑时将混 凝土坍落度调整至 3 c m～5 c m。其他方法 同 L 一 1 0 — 2第④层 。 ②取消 接缝处双面胶带， 保证混凝土 5主要 结论 振捣的排气通畅 。 ⑧另外将反弧段模板加同架立筋所有 露 出混凝 土表 面 的钢筋 用砂 浆垫 块替 代 ， 加 固用拉杆用定 位锥连接 ，在混凝 土浇筑 完 成后拆除定位 锥和外侧拉 杆 ，用 预缩砂 浆 或环氧胶泥进行修补 。 ( 2) 混凝 土振捣T艺措施 ① 在模板上 用 中1 0 0振捣 器进行仔 细 振捣 ， 将 反弧段 混凝土内的气泡全部排 出。 ②采 用料 斗和溜 筒进 行表 面 4 0 e ra厚 抗 冲耐磨砼下料 ，防止采用振 捣棒长距 离 通过 对 L 一 1 0 — 2第④ 层 、 L - 6 — 2第③ 层 i种试验方案 对 比试 验 ， 得 出采用 混凝 土 表 面 贴透 水 布 为最 优 的抗 冲磨 混凝 土 施 T 工艺 ，已基本解决抗 冲磨混凝 土表面 气 泡 和水 泡 较 多等 问题 ，混 凝 土外 观 质 量 满足 设计 要 求 ， 达到 了试 验 目的 。该施 工 工艺 已得 到业 主 、 设 计 、 监理单 位 的认 可 ，广 泛 施 工 于水 垫塘 反 弧 段 及大 坝 的 部 分部 位 。陕 西水 利 ( 责任 编辑 ： 黄灵芝 ) O o。 o。 r ＼ ] o