瀑布沟工程放空洞HF抗冲耐磨混凝土施工技术.pdf

第3 6卷第 6期 2 0 1 0 年6 月 水 力 发 电 瀑布沟工程放空洞H F 抗冲耐磨 混凝 土施工技 术 肖培伟 ，雷厚斌 ( 国 电大 渡河 流域水 电开 发有 限公 司 ，四川成都 6 1 0 0 4 1 ) 摘要 ：瀑布沟水 电站 放空 洞工 程运行期 流速 大，对衬砌混凝土抗 冲磨性能要求高 。通过现场生产性复核试验 ，掌 握 了 H F混凝土施 工特性 ，并在实际施 工中优 化施 工工艺 ，严格 控制施工质量 ，强化质量检测 ，有针 对性 地进行质 量缺陷处理。放空洞运行后检查结果显示 ，H F抗 冲耐磨混凝土质量 良好 ，可满足放空洞运行要求。 关键词 ：抗冲耐磨混凝土 ；HF外加剂 ；施 工技术 ； 放空洞 ； 瀑布沟水 电站 Co ns t r uc t i on of Er os i o n a nd Abr a s i on Re s i s t a nc e Co nc r e t e f or Em pt y i ng Tunne l of Pub ugo u Hy dr o powe r S t at i on Xi a o Pe i we i ，L ei Ho ub i n ( D a d u Ri v e r Hy d r o p o we r De v e l o p me n t C o ， L t d ， C h e n g d u S i c h u a n 6 1 0 0 4 1 ) Abs t r a ct ： The ma x i mu m flo w o f e mp t y i n g t u nn e l i n Pub u go u Hy dr o po we r S t a t i o n i s 2 2 5 m s f o r pr es s ur e s e c t i on a n d 3 4 m s f o r o p e n s e c t i o n r e s p e c t i v e l yTh e l i n i n g c o nc r e t e ne e d s h i g h e r o s i o n a nd a br a s i o n r e s i s t a nt c a pa b i l i t y Th e HF c o n c r e t e wi t h a p p r o p r i a t e r a t i o wa s s e l e c t e d a s t h e e r o s i o n a n d a b r a s i o n r e s i s t a n t c o n c r e t e b y s i t e t e s t s ，a n d s o me me a s u r e s i n c l u d i n g c o n s t r u c t i o n o p t i mi z a t i o n ， q u a l i t y c o n t r o l a n d s p e c i a l q u a l i t y d e f e c t s t r e a t me n t we r e u s e d for k e e p t h e q u a l i t y o f c o n c r e t e T h e p r a c t i c a l o p e r a t i o n s h o ws t h a t t he HF e r o s i o n an d a br a s i o n r e s i s t a nt c o n c r e t e c a n me e t t h e r e q ui r e me nt Ke y W or ds ：e r o s i o n a nd a br a s i o n r e s i s t a n t c o nc r e t e ；HF a d mi x t ur e ；c on s t ruc t i o n t e c hn o l o g y ；e mpt y i n g t un n e l ；Pub ug o u Hy d r o p o we r S t a t i o n 中 图 分类 号 ： T V4 2 3； T V5 2 3 ( 2 7 1 ) 文 献标 识码 ： B 文章 编 号 ： 0 5 5 9 9 3 4 2 ( 2 0 1 0 ) 0 6 0 0 7 7 0 3 1 工程概况 瀑 布 沟 水 电 站 放 空 洞 主 要 承 担 水 库 放 空 检 修 、 建 设 中期 施 工 导 流和 蓄 水期 向下游 供 水 等任 务 ， 同 时 还 参 与 宣 泄 非 常 洪 水 ， 以 确 保 枢 纽 及 大 坝 安 全 。 放 空 洞 工 作 闸 室 前 为 圆 形 有 压 隧 洞 ，其 中 ，进 口 至 检 修 门 为 有 压 盲 肠 洞 段( 无 检 修 条 件 ) ，事 故 检 修 闸 门 至 工 作 闸 室 为 有 压 洞 。 有 压 盲 肠 洞 段 洞 径 为 1 0 ru， 长 7 7 8 6 ru， 洞 底 纵 坡 坡 度 为 0，衬 砌 厚 度1 0 ru；有 压 段 洞 径 为 9 0 m， 长 3 9 7 5 9 m，洞 底 纵 坡 坡 度 为 0 0 0 6 2 8 7 8 ， 衬 砌 厚 度 0 8 m。 工 作 闸 室 后 为 城 门 洞 形 无 压 隧 洞 ， 断 面 尺 寸 为 7 0 0 ruX ( 1 0 0 0 1 3 0 0 ) m ( 宽 x高 ) ，衬 砌 厚 度 0 8 1 2 m，长 6 3 6 6 1 i n ，平 均 底 坡 0 0 5 6 5 7 5。 运 行 期 放 空 洞 最 大 泄 量 为 1 3 9 8 ruV s ，相 应 有 压 洞 段 与 无 压 洞 段 最 大 流 速 分 别 为 2 2 5 m s和 3 4 m s 。 高 速 水 流 对 衬 砌 混 凝 土 的 抗 冲 磨 性 能 要 求 高 为 此 放 空 洞 有 压 隧 洞 衬 砌 采 用 C3 5 HF抗 冲 磨 混 凝 土 。无 压 洞 段 边 墙 和 底 板 衬 砌 采 用 C 4 0 HF抗 冲 磨 混 凝 土 并 在 高 流 速 段 设 置 掺 气 减 蚀 设 施 。 2 H F 混凝土配合比设计 2 1 原 材料 ( 1 )水 泥 。 水 泥 采 用 嘉 华 中 热 4 2 5水 泥 。 ( 2 ) 粉 煤 灰 。 粉 煤 灰 采 用 I级 粉 煤 灰 ， 级 粉 煤 灰 作 为 低 流 速 部 位 备 选 方 案 ，但 其 烧 失 量 指 标 必 须 满 足 I级 粉 煤 灰 标 准 ，需 水 量 比不 大 于 1 0 0 。 粉 煤 灰 在 混 凝 土 中 的 掺 量 为 1 5 。 ( 3 )HF外 加 剂 。 HF外 加 剂 掺 量 为 2 5 。 ( 4) 骨 料 及 水 。 骨 料 采 用 瀑 布 沟 水 电 站 觉 托 砂 收稿 日期 ：2 0 1 0 0 4 1 9 作者简介 ：肖培伟 ( 1 9 8 0 一 ) ，男 ，重庆人 ，工程 师 ，主要从事 水 电 工程 管 理 工 作 W a t e r P o u e r V o 1 3 6 N o 6 团 水 力 发 电 2 0 1 0年6月 石 厂 由新 鲜 洞 挖 料 加 工 的 人 工 粗 细 骨 料 ，细 度 模 数 为 2 8 9， 石 粉 含 量 1 0 3 ， 粗 骨 料 级 配 为 二 级 配 ( 5 2 0(3 1 3 1 ，2 0 4 0 e m) ，泵 送 混 凝 土 粗 骨 料 级 配 为 ： 中石 ： 小 石 = 5 0 ： 5 0 。水 采 用 黑 马 沟 沟 水 。 2- 2设计配 合 比 HF抗 冲 耐 磨 混 凝 土 具 有 早 期 干缩 值 较 低 、 和 易 性 和 抗 裂 性 较 好 、施 工 简 单 等 特 点 。 根 据 Di l l ? 5 2 0 7 - 2 0 0 5 水 工 建 筑 物 抗 冲 磨 防 空 蚀 混 凝 土 技 术 规 范 对 混 凝 土 抗 磨 蚀 强 度 的 要 求 ， 抗 冲 耐 磨 混 凝 土 设 计 配 合 比见 表 1 。 2 3施工 配合 比 施 工 前 对 HF混 凝 土 做 了 现 场 复 核 试 验 。 底 板 试 验块 浇 筑厚 度 1 IT I ：边 墙试 验 块 浇筑 高 度 2 5 m、 厚 0 8 1T I 。 均 未 布 置 钢 筋 ，边 墙 模 板 采 用 竹 胶 板 。试 验配合 比见表 2。 试 验 主要结 论 如下 ： 混凝 土 和易 性较 好 ，在 入仓 过程 中混凝 土 粘结 性保 持较 好 ，没 有骨 料分 离 现象 ； 混凝 土 人仓 后 ，分 为 静置 3 0 4 0 ra i n后 振 捣 和 人 仓 后 立 即 振 捣 两 种 方 式 进 行 试 验 ，振 捣 后 混 凝 土 表 面 泌 水 都 较 小 ，但 在 收 面 时 需 静 置 段 时 间 ； 收面 时较 为容 易 ，与普 通混 凝 土差 别不 大 ； 没 有 发 现 裂 缝 ， 但 拆 模 后 边 墙 表 面 有 气 泡 ， 且 气 泡 多 集 中在 边 墙 顶 部 ，需 采 取 加 强 振 捣 等 措 施 。 根 据 抗 冲 耐 磨 混 凝 土 生 产 性 试 验 ，最 终 确 定 施 工 配合 比见 表 3 。 3 H F 混凝土施工技术 3 1 混 凝土浇筑 要求 放 空洞衬 砌混 凝 土浇筑 除 满足 DL T 5 2 0 7 - 2 0 0 5 水 工 建 筑 物 抗 冲 耐 磨 防 空 蚀 混 凝 土 技 术 规 范 及 相 关 规 范 和 招 标 文 件 的要 求 外 ，还 应 满 足 下 列 要 求 ： ( 1 ) 温 度 控 制 。 抗 冲 蚀 耐 磨 混 凝 土 入 仓 浇 筑 温 度 不 高 于 2 2。 ( 2)平 整 度 。放 空洞 过流 表 面不平 整 度控 制标 准 见表 4 3_ 2混凝 土施工 表 4表 面 不 平整 度 控 制殛 处 理 要 求 部 位 流 纛 军 娄 薹 军 盔 ( 1 ) 搅 拌 。 HF外 加 剂 在 施 工 前 按 每 次 拌 和 需 用 量 称 重 分 装 备 用 ，直 接 以 干 粉 状 与 水 泥 或 粉 煤 灰 一 起 加入 混 凝土 搅拌 机 中 ，也可 直接 投入 混 凝土搅 拌 机 的干 料 中 但 应 避免 直 接加 入无 料或 仅有 拌 和用 水 的 料 筒 中 。混 凝 土 施 工 所 用 原 材 料 的 称 量 误 差 需 满 足 D L T 5l 4 4 2 0 01 水 工 混 凝 土 施 工 规 范 要 求 。进 料 次 序 为 小 石 、砂 子 、水 泥 、粉 煤 灰( 含 HF 外 加剂 ) 、中石 的次序投 料 ，拌 匀后加 水搅拌 。总拌 和时间不 少于 1 8 0 S 。混凝 土坍 落度在保 证浇 筑施工 的情况 下尽 量 采用 较小 值 。如 需调 大坍 落度 ，须 由 试 验人 员调 整用 水 量 、水 泥和 砂率 ，使 坍落 度 和和 易 性 满 足 施 工 要 求 ，杜 绝 单 纯 加 水 使 坍 落 度 大 于 配 合 比设 计 值 ( 2 )运 输 和人 仓 。 混 凝 土 拌 制 好 后 用 罐 车 运 输 ， 运 输 过 程 中 尽 量 减 少 颠 簸 防 止 离 析 ：采 用 泵 送 人 仓 ， 泵 送过 程 中严禁 随意加 水 稀释 ：泵 管 出 口下料 高度 大 于 1 5 m 时 ，采 用溜 筒 或 溜槽 过 渡 。卸 料 时严 禁 混凝 土 入仓 直接 冲击模 板 。顶拱 混 凝土 浇筑 时 ，在 泵 管 前 端 安 装 橡 胶 布 料 管 ， 人 工 调 整 出料 位 置 和 方 向 ，保 证 两 侧 均 匀 下 料 ，防 止 模 板 受 力 不 均 。 ( 3 ) 振 捣 与 收 面 。 混 凝 土 每 层 平 仓 厚 度 控 制 在 表 1 抗冲耐磨 混凝土设计配合 比 困W a t e r P o w e r V o 1 3 6 N o 6 话ju 世 u I = J J 石 l ， 哥： i萄 1 I J 上任儿x： 工 ： ， l n r b ， I I I P J ， 比 赝 上朋卫J一 仪小 3 0 c m 以 内 严 禁 混 凝 土 料 堆 积 过 高 防 止 粗 、细 骨 料 发 生 离 析 。 振 捣 以 捅 入 式 振 捣 器 为 主 ， 底 板 浇 筑 采 用 7 5 11 1 1 13或 者 1 0 0 il l 13 1 振 捣 棒 ，边 墙 浇 筑 采 用 + 5 0 il l I n振 捣 棒 。 振 捣 时 间 以 混 凝 土 不 再 显 著 下 沉 ，不 出 现 气 泡 并 开 始 泛 浆 为 准 ，严 格 防 止 振 捣 过 度 。 在 衬 砌 台 车 上 布 置 表 面 附 着 式 振 捣 器 以 加 强 对 混 凝 土 表 面 的 振 捣 。 底 板 浇 筑 收 面 采 用 刮 轨 及 长 3 m 的 刮 尺 配 合 平 板 振 捣 器 人 _ 大 致 找 平 ， 然 后 用 平 板 振 捣 器 振 捣 后 用 刮 尺 刮 平 大 面 ， 最 后 用 钢 抹 子 收面 ，压平 抹光 。 ( 4) 脱 模 及 养 护 。 钢 模 台 车 模 板 在 浇 筑 完 成 后 8 1 2 h后 脱 模 ， 脱 模 时 分 块 进 行 ，先 脱 边 墙 模 板 ， 再 脱 顶 拱 模 板 ，脱 模 时 采 用 专 用 工 具 以 减 小 对 混 凝 土 模 板 表 面 的 破 坏 并 注 意 观 察 模 板 各 连 接 处 情 况 ， 模 板 全 部 脱 完 后 方 可 移 动 台 车 。 混 凝 土 浇 筑 后 及 时 洒 水 养 护 养 护 时 间 不 少 于 2 8 d 。 底 板 存 收 面 完 成 后 及 时 在 表 面 铺 设 塑 料 薄 膜 进 行 保 温 保 湿 养 护 ，在 薄 膜 拆 除 后 洒 水 养 护 ：边 顶 拱 混 凝 土 采 取 刷 养 护 剂 和 在 边 墙 两 侧 分 别 设 置 洒 水 管 洒 水 喷 雾 养 护 。 ( 5 ) 温 控 措 施 。 为 避 免 混 凝 土 入 仓 温 度 过 高 而 产 生 裂 缝 ， 入 仓 温 度 控 制 以 控 制 砂 石 骨 料 和 水 泥 的 温 度 为 主 。 骨 料 场 采 用 塑 料 凉 棚 遮 荫 ，避 免 太 阳 直 晒 ，夏 季 高 温 时 段 在 混 凝 土 拌 和 前 对 骨 料 洒 水 冷 却 、 预湿 ，尽 量 降低 骨 料 温度 ；进 场水 泥 温度 过 高时将 其 存 于 水 泥 罐 巾 ，待 其 温 度 低 于 6 5后 方 可 用 于 混 凝 土 拌 制 对 洞 口暴 露 于 外 界 空 气 巾 的 浇 筑 段 ， 冬 季 浇 筑 完 成 后 及 时 铺 设 草 垫 等 保 温 层 ， 避 免 混 凝 土 表 面 出 现 龟 缩 裂 缝 。 经 实 际 量 测 ，放 空 洞 洞 身 混 凝 土 浇 筑 7 d内 的 最 高 表 面 温 度 一 般 不 高 于 4 0 ，表 面 未 现 裂 缝 。 4 质量检测与缺陷修补 4 1 抗冲 耐磨 混凝土检 测 结果 抗 强 度 检 测 成 果 见 表 5 。 对 C 3 5、C 4 0抗 冲 耐 磨 混 凝 土 的 抗 冻 、抗 渗 性 能 分 别 抽 样 检 测 5组 ，检 测 结 果 分 别 大 于 设 计 要 求 的 F 5 0和 W6等 级 。 为 检 测 放 空 洞 顶 拱 、左 右 拱 角 及 边 墙 衬 砌 混 凝 土 与 围 岩 问 的 脱 空 情 况 ，混 凝 土 衬 砌 厚 度 及 胶 结 密 实 度 ， 钢 筋 分 布 异 常 情 况 等 ， 在 放 空 洞 混 凝 土 衬 砌 灌 浆 后 进 行 了 地 质 雷 达 检 测 。 在 检 测 过 程 中 ，针 对 不 同 检 测 目 的 分 别 采 用 4 0 0 MHz和 9 0 0 MHz两 种 地 质 雷 达 天 线 测 试 ，对 局 部 段 采 用 不 同 雷 达 天 线 重 复 O n 0 试 。 累 计 完 成 地 质 雷 达 测 线 剖 面 4 4 7 0 m。 地 质 雷 达 检 测 表 明 ， 拱 顶 及 左 、 右 拱 角 和 边 墙 测 线 上 衬 砌 混 凝 土 总 体 振 捣 较 均 匀 、胶 结 密 实 ， 仅 局 部 位 置 存 在 混 凝 土 密 实 度 较 低 或 欠 密 实 现 象 沿 洞 轴 线 方 向 异 常 段 长 度 范 围 约 5 1 5 n l 。 4 2混凝土质 量缺 陷修 补 根 据 检 查 结 果 和 质 量 要 求 ，对 蜂 窝 、孑 L 洞 、麻 面 等 大 于 5 mm 的 深 层 缺 陷 ， 采 用 环 氧 砂 浆 进 行 补 强 处 理 ： 对 麻 面( 轻 微 ) 、气 泡 等 小 于 5 mi l l的 薄 层 缺 陷 ， 采 用 环 氧 胶 泥 进 行 补 强 处 理 ： 对 缝 宽 大 于 0 2 mi l l 的 混 凝 土 裂 缝 ，采 用 化 学 灌 浆 的 方 式 进 行 加 固 处 理 ：对 地 质 雷 达 检 测 出 的 密 实 度 缺 陷 。全 部 进 行 水 泥 灌 浆 后 化 学 灌 浆 处 理 ： 对 放 空 洞 闸 室 后 及 无 压 段 和 挑 流 鼻 坎 边 墙 距 底 板 高 4 m 内刷 一 层 环 氧 胶 泥 ，对 底 板 增 刷 一 层 环 氧 涂 料 。 经 处 理 后 ， 表 面 不 平 整 度 满 足 设 计 要 求 ， 与 周 边 混 凝 土 面 平 顺 衔 接 ：缺 陷 灌 浆 中 水 泥 灌 浆 压 力 为 2 0 MP a 当 单 位 注 入 率 不 大 于 1 0 L mi n 时 ， 继 续 灌 注 3 0 mi n后 结 束 灌 浆 ： 化 学 灌 浆 压 力 为 2 0 MP a ， 持 续 灌 浆 5 3 0 mi n结 束 。 5 结论 放 空 洞 工 程 运 行 期 流 速 大 ， 对 HF抗 冲 耐 磨 混 凝 土 质 量 要 求 高 ，通 过 现 场 生 产 性 复 核 试 验 ，掌 握 了混 凝 土 施 T 特 性 ，并 在 实 际 施 ： E中 优 化 施 工 工 艺 ， 严 格 控 制 施 工 质 量 ，强 化 质 量 检 测 并 有 针 对 性 地 进 行 质 量 缺 陷 处 理 。 截 止 到 目 前 ，放 空 洞 已 完 成 了 中期 施 T 导 流 和 蓄 水 期 向 下 游 供 水 任 务 ， 连 续 运 行 5 0 d后 检 查 结 果 显 示 ， HF抗 冲 耐 磨 混 凝 土 质 量 良 好 ，仅 边 墙 补强 的环 氧胶 泥 出现 局 部破 损 ，没有 发 生 混 凝 土 母 体 材 料 损 伤 现 象 。 ( 责 任编 辑焦 雪梅 ) 展水电事q l , W a t e r P o w e r V o 1 3 6 N o 6 团