构皮滩水电站水垫塘边墙抗冲耐磨混凝土施工工艺.pdf

水利水电技术第4 2卷2 o ； 1年第5期 构 皮 滩 水 电 站 水 垫 塘 边 墙 抗 冲 耐 磨 混 凝 土 施 工 工 艺 覃柏钧 ，邓有富 (中国人民武装警察部队 水 电第一总队，广西 南宁 5 3 0 0 2 8 ) 关键 词 ：抗 冲耐 磨混凝 土 ；施 工工 艺 ；混凝 土浇 筑 ；水 垫塘 ；构皮 滩水 电站 中图分类号 ：T V 5 4 4+ T V 6 5 3 ( 2 7 3 ) 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 0 0 0 0 8 6 0 ( 2 0 1 1 ) 0 5 0 0 5 4 0 3 1 概述 抗 冲耐磨 混凝 土 应用 于水 流 急、能 量 大 的部 位 。但在实际的浇筑过程 中，由于需要 满足抗 冲耐 磨特性 ，抗冲耐磨混凝土具有坍落度小 、经时损失 快 、混凝土粘结度高等缺点 ，给施工带 来很大的不 便 。为了便 于快 速施工 ，同时保 证施工质 量 ( 主要 是初凝问题 ) ，经过 不断地摸 索和总结 ，终 于找到 一 种适合工程实际的新 型浇筑施工工艺 ，既确保 了 施工强度 ，又满足浇筑质量要求 。下面以构皮滩水 电站水垫塘工程左 、右岸高程 4 3 0 IT I 以下边墙抗 冲 耐磨混凝土浇筑施 工作为示例 ，对该项施工工艺进 行说明。 构皮滩水电站水垫塘左 、右岸高程 4 3 0 i n以下边 墙 ，边坡坡比为 l ： 0 3 3 ，混凝土厚为3 1T I ，其中面层 0 5 m为 C 5 0抗 冲耐磨混 凝土，内部 2 5 m为常态 C 2 5混凝土，面层钢筋的规格为 2 0 c m x 2 0 c m，布设 于面层以下 2 0 c m处 ，浇筑层高度按照 3 IT I 一层进行 控制。边墙基岩上布置 2 m 2 m的结构锚杆 ，锚杆 的带弯头部位与边墙混凝土的面层钢筋牢固连接 ，因 此该结构 内部钢筋 、锚杆 以及拉筋错综复杂，施工难 度较大 。 2 抗冲耐磨混凝土性能 该工程 中使用的抗冲耐磨混凝土 ，从试验成果可 以看到 ，该种混凝土水胶 比较小 ，坍落度损失大 ，在 1 h内坍落度损失在 6 5 8 0 之间，由于混凝土运 距为 2 k m，再加上垂直运输所 占用的时间，如此快 的坍落度损失给混凝土的运输带来了较大的难度 。同 54 时由于该混凝土粘性大 ，通过溜槽人仓困难 ，再加上 仓 内结构复杂，人员活动不灵便等因素 ，在初期浇筑 过程中竟然出现了混凝土无法人仓 、浇筑不能持续等 问题 。 3 抗冲耐磨混凝土施工中常见的问题 该工程的边墙混凝土浇筑前期主要采用履带吊吊 3 m 卧罐人仓 ，在履带 吊起 吊高度无法满足仓号浇 筑要求时改为溜槽( 筒) 溜人的入仓方式。 在实际的浇筑过程中，常见的问题有 以下几点 ： ( 1 ) 在混凝土浇筑 中，垂直人 仓手段 如果选 择 溜槽( 筒 ) ，一般会选择入料 口为方形的溜槽或者 圆 形溜筒 ，这 种入 仓手 段对 于 一般 的混 凝 土是有 效 的，而对 于粘结度 、坍落度经时损失大的抗 冲耐磨 混凝土来说 ，由于受到溜槽底部 和两侧 的摩擦力 的 作用 ，混凝 土很 难 下 滑 ，给 施 工 造成 了很 大 的不 便 。经构皮滩工程水垫塘边坡混凝 土浇筑试验 ，采 用人料 口为方形的溜槽或者 圆形溜筒作为人仓手段 的 ，浇筑效率为 3 m h ，显然不能满足施工强度 和 质 量 要 求 。 ( 2 ) 普通模板不能滑升 ，而滑模用于抗冲耐磨混 凝土浇筑以后 ，由于两侧需要笨重的支撑 ，会对面层 平整度要求较高的抗 冲耐磨混凝土造成面层破坏。滑 模高度的尺寸一般在 2 m左右 ，有时不能满足入仓要 求 ( 例如构皮滩工程水垫塘抗冲耐磨混凝土沿边坡 只 有 5 0 C 1 T I ，边坡坡比 1 ： 0 3 3 ，如果使用滑模 ，从滑模 收稿 日期 ：2 0 1 1 0 3 1 1 作者简介 ：覃柏钧( 1 9 8 2 一 ) ，男，助理工程 师。 Wa t e rRe s o u r c e s a n d Hy d r o p o w e r En g i n e e r i n g Vo l 4 2 No 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 顶部垂直人仓 ，将为2 0 3 3= 6 6 ( c m) ，即使考虑 了 边坡的斜率对高度的些许影响 ，也会给施工造成很大 的困难 ，如果完全靠人工平仓 ，施工速度必然十分缓 慢 ) 。 ( 3 ) 消力塘的边坡由于 长期受到水流的冲刷 ，平 整度要求较高 ，因此，对于普通混凝土浇筑中拉筋外 漏的情况 ，如果出现在抗冲耐磨混凝土表面 ，会对边 坡造成很大的危害 ，即使使用后期 的补救手段 ，效果 也 不 明显 。 ( 4 ) 本工程要求 C 2 5、C 5 0混凝土分仓浇筑 ，且 C 5 0混凝土厚度小 ，浇筑难度大 ，必须采 取有效地 手段进行混凝土的分仓 ，否则不但 不能满足设计要 求 ，而且在使用过程 中会造成严重的质量事故 ，因 此混凝土 如何分 仓 也是 本 工程 主要 考 虑 的 因素之 0 ( 5 ) 在施工中边墙面层 C 5 0混凝土表面大面积出 现不同程度气泡造成缺陷。 4 解决的办法 鉴于上述问题 ，在长期的抗冲耐磨混凝土浇筑的 实践当中，摸索 出了一套新型 的施工 工艺 ，具体 如 下 。 4 1 溜槽 ( 筒) 入料口的调整 为了最大程度 的减小溜槽对混凝土的摩擦力 ，将 传统的方形或 圆形溜槽 ( 筒) 改为矩形 ，以减小一定 体积混凝土溜槽侧 壁的挤压 ，从而减小了摩擦 阻力 ， 使混凝土顺利下滑。 通常一定体积的混凝土在溜槽 中 ，沿 溜槽 方 向 受到重力 的水平 分力 和摩擦力 ，而摩擦力包 括溜槽 的底板和两侧壁的摩擦 力。由于材料 重量 ，接触面 材质等因素 已经确定 ，因此重力水平分 力以及摩擦 系数是不变的 ，为 了减小摩擦力 ，使混凝土顺利 下 滑 ，就要减小垂直于作用面 的力 ，即可在摩擦 系数 不变的情况下减小摩擦力 。由于底板 的斜率是一定 的，因此这 个垂 直 于作用 面的 力是重力 的垂 直 分 力 ，是 不 会 改变 的 ，因此 ，减 小摩 擦 力 只 能从减小 两侧 壁摩擦 力上 下 功 夫。 众所 周 知 ，摩 擦 力 是摩 擦 系数与支持 力 的乘 积 ，在 接触 面材质不 变 的情 况下 ，摩擦 系 数不能改 变 ，因此 减 小支 持力 为有效方 法。 当混 凝 土体 积一 水利水 电技术第 4 2卷2 0 n 年第 5期 覃柏钧， 等构皮滩水电站水垫塘边墙抗 中 耐磨混凝土施工工艺 定 ，对溜槽两侧壁 的挤压力与支持力形成 反力 ，大 小相等 ，方 向相反 。减小了挤 压力 ，也就减小 了两 侧壁 的支 持 力，从 而减 小 两侧 壁 对混 凝 土 的摩擦 力。沿着这个思路 ，我们进行 了多次尝试 ，最终认 定圆形和方形 的溜槽不 能满 足施 工要求 ，最终 我们 将 溜槽 的出料 口以及 溜槽 改为 宽 高 比为 1： 1 5 1 ： 2 0的矩形结构 ，从而减小 了混凝土对两侧 壁的 挤压面积 ，减小 了混凝土 与两侧 壁的摩擦力 ，使混 凝 土顺 利 下 滑 ( 见 图 1 ) 。 图 1 矩形溜槽 ( 筒 ) 入料 口示 意 4 2模 板 的制安 经过 多次 试 验 ，最终 使 用普 通 模 板 翻 升 的办 法 ，配合 隐形拉 筋使用 ，达 到 了很好 的效 果 ( 见 图 2 ) 。具体做法为 ：将边墙两侧的模板按照实际 的浇 筑高度组立 ，面层模 板只进行部分立模工作 ，以满 足混凝土入仓后能够满足抗冲耐磨 混凝 土浇筑范 围 为准 ，但在开仓前应把上层模板 组立的准备_T作做 好 。以便快速拼接 。施工 时 ，由于抗 冲耐磨 混凝土 初凝 时间短 ，在几 次试验后 ，基本 上能够掌握混凝 土的初凝 时 间，在初凝 时 间 以前将 下层模 板拆 除 ， 同时及时处理面层质量缺陷并对 隐形拉筋杆形成 的 孑 L 洞进行处理 ，既可 以达 到连续 浇筑的 目的，也可 以及时发现下层 混凝 土的质 量缺 陷及时予 以处理 ， 同时能够配合 隐性 拉筋杆使用 ，因此该 种模板 的施 工方法十分重要 。 4 3 隐形拉筋杆的使用 在施工 中使用隐形拉筋杆 ，浇筑完毕模板翻升后 拧 出，可确保与之连接的拉筋不外露 ，而对拉筋孔作 抹平处理后 ，可保证面层的光洁平整度。 一口 _一一 说明：1 图中实线部分为前期组立的部分模板 ，虚线部分为浇筑到一定程度后，翻转上去的模板 ； 2 前期的准备工作做好，待下部混凝土浇筑可以拆除模板以后，立即进行上部模板的组立工作； 3 下部进行表面质量缺陷处理和隐形拉筋孔的处理。 图 2 翻 转模 板示意 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 草柏钧 ， 等 构皮滩水电站水垫塘边墙抗冲耐磨混凝土施z - z _ E 4 4混凝 土分 仓 经过长时间浇筑摸索 ，垂直运输采用如下方式进 行混凝土分仓。 采用履带吊作为人仓手段时 ，在仓内利用模板已 有 的围檩搭设钢管架 ，牢固固定集料斗 ，集料斗下接 适 当长度 的溜槽 。集料斗的位置应控制在机编钢筋网 之 内，便于混凝土人仓。浇筑时 ，将 C 5 0混凝土通 过集料斗以及溜槽运送至机编钢筋 网之内，C 2 5混凝 土通过履带吊绕过集料斗 ，从 内侧将混凝土运送至仓 内。 采用溜槽( 筒) 作为人仓手段时 ，在溜槽 ( 筒 ) 底 部搭设分支 ，将 C 5 0混凝 土和 C 2 5混凝土分别运送 至各 自的位置。 4 5 减少气泡的措施 ( 1 ) 加强振捣 时间和次数。C 2 5仓 内可采用 1 3 0 型或 1 0 0型振动棒进行混凝土施工 ，C 5 0仓 内拟采用 5 0型或 7 0型软轴振动棒进行振捣，C 5 0仓号 内模板 边缘位置加强振捣 ，先用 1 0 0型振捣棒进行振捣后 ， 再利用 5 0型或 7 0型振捣棒进行复振，振捣时用人工 木锤在模板外部进行敲打 ，以最大 限度 的将气 泡排 出 。 ( 2 ) 对模板平整度进行校正和对光洁度进行处理。 ( 3 ) 翻转模板也可以有效地解决气泡较多的问题。 5 使用效果 这 一项施 工工 艺 在该工 程 的施 工过 程 中得 到 了广 泛的应用 ，其优点为 ： ( 1 ) 克服 了抗冲耐磨混凝土粘度大 ，使用溜槽施 工不宜下滑的技术困难 ，在实际施工过程中，施工速 度较快 ，能够确保施工质量 。 模对平整度要求较高的混凝土表面的破坏作用，施工 速度得到一定提升 ，同时配合隐性拉筋使用 ，效果明 显 。 ( 3 ) 隐形拉筋杆有效地保证 混凝土的表 面平整 ， 同时省去了后期处理拉筋头的施工 ，且拉筋杆可重复 使用 ，节约成本。 ( 4 ) 混凝土分仓技术满足了设计要求 ，但需要仓 内与运输车辆 的有效沟通，需要现场施工人员有强烈 的责任 心 。 ( 5 ) 加强振捣时问和次数 、对模板平整度进行校 正和对光洁度进行处理等措施虽然在一定程度上减少 了气泡的生成 ，但并不能在根本上解决这一问题 ，原 因在于当时使用 在 C 5 0配合 比中的外加剂 和引气剂 性能不稳定 ，导致了混凝土中的含气量较大。而翻转 模板并抹面虽然可以减少表面起泡 ，但需要有较为精 确地拆模时间，不同的工程各不相同，因此需要在施 工前期做好记录工作形成经验数据 ，才能保证混凝土 浇筑 的顺利进行 。 6 结语 单纯增加混凝土的强度来增加混凝土的抗冲耐磨 性在混凝土浇筑 中应用较少 ，高强度等级混凝土大部 分以泵送混凝土的形式出现 ，C 5 0抗冲耐磨混凝土的 浇筑没有成功的应用经验 ，因此在构皮滩混凝土浇筑 过程 中我们注重经验教训的总结 ，终于形成了该项施 工工艺方案。由于该项施工工艺的开发利用 ，加上施 工过程的有效管控 ，使得构皮滩水电站水垫塘边墙混 凝土的施工强度和浇筑质量均得到了保障，没有 因为 某个环节的疏忽而留下隐患 ，这为今后类似工程的施 工提供了宝贵的经验 。 ( 2 ) 模板翻升克服 了普通模板施工速度慢 ，而滑 ( 责任编辑欧阳越) 11 1三 ( 1| E ( 1 1E ( 11 ( 1 E ， 1 111三 ( 11E ( 1 11 tc 1111 1三 ( 1E ( 1 111三 ( 11 11 ( 上接 第4 2页) ( 2 ) 结果分析 。 聚丙烯纤维丝一般掺加 0 9 k m 是合适 的。 抗折强度增加 1 0 ，抗弯 曲性能好 ，极限变形 增大 ，能有效地抵抗外力引起的裂缝产生。 抗压强度略有降低 ，下降幅度一般在 1 0 左右。 6 结语 通过 C 3 0 P 1 6防裂抗渗纤维混凝 土研 制及应用 ， 得出以下结论 ： ( 1 ) 采用优化配比的基准混凝土，掺加聚丙烯纤 维丝和粉煤灰可以配制出适用于潮湿环境或干燥环境 的纤维抗渗混凝土。这种混凝土生产工艺简单 ，工作 性能好 ，抗拉 、抗折强度明显提高，具有良好的抗渗 漏 、防裂作用 ，有效地改善了混凝土的耐久性。 ( 2 ) 采用聚丙烯 纤维和粉煤灰 复合配制混凝土， 在改善水泥胶凝材料 的功能方面具有一定的创新性， 为今后混凝土 向高性能 、多功能发展提供可借鉴 的方 法 。 ( 3 ) 采用国产改性聚丙烯纤维丝 ，与国外同种纤 维相比，在改善混凝土物理力学性能效果基本一致 ， 但具有分散性能好 ，价格低优势 ，具有明显的技术经 济效益 。 ( 责任编辑欧阳越 ) 水利水电技术第4 2卷2 0 1 1年第5期 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m