饰面清水混凝土在洪屏抽水蓄能电站工程中的应用.pdf

彭桂强（江西赣禹工程建设有限公司，江西 南昌 330200）摘 要清水混凝土是一种可直接当作建筑物外立面的高质量混凝土，其中饰面清水混凝土有更高的施工质量要求。本文以洪屏抽水蓄能电站为例，重点对饰面清水混凝土的各类原材料的选择、最优配合比的设计、高质量维萨模板的制作与安装及混凝土养护和保护进行了详细介绍。为饰面清水混凝土在水利、公路、铁路等大型基建工程中的推广和应用提供了成功的案例支撑。关键词清水混凝土；配合比；模板；混凝土养护中图分类号 TV431文献标识码B文章编号 10020624（2023）08001303饰面清水混凝土在洪屏抽水蓄能电站工程中的应用0 引 言清水混凝土是指一次浇筑成型、表面光滑平整、不加任何修饰即可作为建筑物表面的一种高质量混凝土，有绿色混凝土之称1。普通清水混凝土表现的是混凝土自然的质感，只强调颜色一致即可，对拉螺栓孔眼、蝉缝、明缝不作明确的要求。而饰面清水混凝土将此都作为装饰的一部分，不仅具有清水混凝土本身的一些基本特征，而且外观更加整齐美观，细节更加精致，比普通清水混凝土有更高的施工质量要求。洪屏抽水蓄能电站水道及厂房系统土建工程标饰面清水混凝土施工中，通过多次工艺试验论证，优化了各工序间的质量管控流程。通过阶段性生产试验强化了过程控制，形成一套可复制、成熟的施工技术。该技术优化了模板及支撑体系方案，摒弃蝉缝设置明缝，不设拉筋，一次浇筑成型，外观美观，色泽均匀，采用耐久性喷涂施工，提高混凝土使用寿命，达到了免装修效果，并取得多项研究成果及专利技术。下文通过工艺试验和应用实例来验证施工方法的可靠性。1 试验原材料1）水泥。饰面清水混凝土对水泥的要求很高，为避免产生较大的色差，尽量选择同一厂家同一批次的水泥。此外，为减少碱-集料反应的不良影响，应选择含碱量较低的水泥，工程最终选择转窑P.O42.5普通硅酸盐水泥2，3。为防止水泥在运输过程中受潮，采用专门的车辆进行运输。入场的水泥须单独贮存在设有明显标志的贮罐中，进入拌和机的水泥最高温度不超过65。2）骨料。骨料是混凝土的骨架，其选择会影响混凝土的强度、耐久性等指标。为保证骨料的均匀性，细骨料选择人工砂，粗骨料选择表面光滑圆润的河道鹅卵石。具体参数见表1。表1 人工砂物理性能3）水。饰面清水混凝土的拌和与养护用水要比一般混凝土工程要求高，所采用的必须是不含杂质的洁净水。骨料细骨料粗骨料松散堆积密度/（kgm-3）1 5261 508表观密度/（kg m-3）2 5842 670孔隙率/（%）41.144.1压碎指标/（%）11.6针片状含量/（%）3.9细度模数2.5含泥量/（%）1.10.5含水量/（%）2.10.52023年第8期工程施工东北水利水电 134）掺合料。采用的掺合料可以替代水泥，填充砂砾间的空隙，改善砂子的级配。一般混凝土工程选择级粉煤灰即可，因饰面清水混凝土的特殊性，该工程选用级粉煤灰和优质的天然沸石粉作为掺合料4。5）外加剂。清水混凝土的外加剂选用须遵守DL/T 51002014 水工混凝土外加剂技术规程的有关规定。一般采用聚羧酸系的减水剂，为保证外加剂之间的相溶性，尽量采用同一商家的同一批次产品。不同品种的外加剂应分别装运和贮存，以避免交叉污染。2 配合比设计根据相关设计规范，饰面清水混凝土砂率在35%42%；水泥用量不低于300 kg/m3，一般控制在350 kg/m3左右；尽量降低胶结材料的用量；用水量不超过180 kg/m3；细骨料用量不低于620 kg/m3，粗骨料用量不低于1 000 kg/m35-7。经过反复试验，最终确定饰面清水混凝土的最优化配合比设计，见表2。表2 饰面清水混凝土最优化配合比3 施 工饰面清水混凝土浇筑工艺流程见图1。图1 饰面清水混凝土浇筑工艺流程图3.1 施工准备施工前应将作业面的表面尘土、杂物和碎石等进行清除，人工对各类施工缝进行清理，并用压力水进行冲刷，验收合格后再进行下一步工序。饰面清水混凝土施工过程中，绝不允许露筋情况的出现，将每层基础上外露的竖向插筋轴线作为该结构的轴线，在每层混凝土浇筑前后，都要对其进行测量校正8。3.2 模板工程该工程所有饰面清水混凝土模板均采用WISA木模板。模板内楞采用5 cm10 cm方木，间距2030 cm，内楞竖向布置，模板与方木采用气钉枪锚固9。模板外楞采用 14a槽钢，外楞垂直间距6080 cm。槽钢用12对拉螺栓与20 mm2 mm扁钢焊接拉紧，拉筋水平间距61 cm，垂直间距60 cm。施工过程中，需不断地对模板设计结构进行核算，根据每仓混凝土的浇筑情况，调整模板支撑结构，配板的主要原则：尺寸设计要精准，排列要规律整齐且分块合理，模板表面要光洁平整，模板缝都应保持在同一水平线上，如果模板进行过开孔，则不再进行重复利用，且每个面板的周转使用次数不得多于2次10。1）维萨梁模板制作及安装梁模板的加工应先将侧面和底板切割出来，模板结构与标准模板相同，木模背方采用 5 cm10 cm方木，间距2030 cm，背方轴线与梁轴线方向一致。模板与背方间采用长150 mm、间距2030 cm的沉头自攻螺钉连接。为保证梁直角漂亮美观，使混凝土转角圆滑顺直同时保护模板边角，在模板转角结合处的一块模板上安装塑料圆角条。为使两块模板之间紧密结合，不产生漏浆现象，并提供一定的预紧力，设计时将圆角条的角度增加1。2）维萨楼板模板制作及安装由于受柱、预留孔洞和各类梁的影响，楼板的立模一般都不规则，首先考虑使用标准模板进行顺序拼装，标准模板尺寸为2 440 mm1 220 mm18 mm，最后预留边角区域在施工现场进行切割安装11。楼板模板的加工制作在工厂内进行，加工平台必须洁净、平整、干燥；为了取得最好的边缘切割效果，防止模板切割边破损、起毛，一般使用安装细齿锯刀的高速切割机进行切割。方木与模板水泥361人工砂742卵石1 143水180掺合料75外加剂9砂率/（%）41kg/m3钢筋绑扎、预埋件安装、钢筋保护层垫块安装混凝土振捣（低频、高频振捣器先后振捣）试块取样钢板立设、模板拼缝处安装半圆形内衬条清仓、验收混凝土养护拆模混凝土保护层涂刷混凝土成品保护测量放线钢筋加工运输模板加工制作基础及缝面处理基础验收施工准备东北水利水电工程施工2023年第8期 14（下转第64页）和柱箍接触面均需刨光。模板加工安装时，应注意模板连接孔的孔距，使模板在安装时能够连接，模板拼缝采用玻璃胶或双面胶进行封堵。3.3 混凝土养护1）饰面清水混凝土脱模后，采用0.30.5 mm的塑料薄膜进行全封闭养护，确保混凝土面长期处于湿润状态，同时也可对成品进行保护，避免上层混凝土施工时掉落的水泥浆等对成品混凝土造成损坏。2）为避免内外温差过大，当外界温度较低时，需对混凝土表面进行覆盖保护。3）为保证混凝土表面色泽均匀，应尽量用同样的养护条件对饰面清水混凝土进行养护。初凝之前即开始养护，初期以覆盖塑料薄膜为主，随着混凝土龄期的增长，施以洒水等措施，防止出现裂纹。3.4 混凝土保护1）施工期混凝土表面临时防护施工期间每一仓光面混凝土浇筑完成并拆模后，应立即对其进行保护，防护范围主要包括钢筋等硬物施工造成碰撞、墙面和柱面被污染、上层混凝土浇筑时流下的浆液造成挂帘等部位。整体防护施工顺序：墙、柱表面挂一层塑料薄膜薄膜外侧挂复合型土工布2 m以上位置贴泡沫板。2）混凝土表面永久保护混凝土表面永久保护采用表面涂刷透明的无机硅涂料。混凝土浇筑完成后集中清除表面局部缺陷，采用喷涂永凝液DPS进行密封及预处理，然后再喷涂DPS和TS永凝液，使混凝土内形成永久性的密封层，增强混凝土防腐、抗磨损及防碳化能力，增加饰面清水混凝土的耐用性。具体实施步骤：混凝土基层处理（蜂窝、麻面、裂缝、钢筋头、管道口等清扫干净后，用速凝水泥修补好）；先喷永凝液DPS防水材料一道，待24 h后再喷DPS一道，待48 h后喷TS永凝液高级密封剂一遍；自然养护7 d12。3.5 优 点1）高边墙、板梁柱拉筋不穿混凝土，拆模以后不留拉筋孔，通过技术优化及工艺改进，支撑统一采用满堂脚手架支撑体系进行对撑的形式。采用此方法施工，安全得到了极大的保证，同时，又可避免混凝土表面修复拉筋头时产生的色差，使混凝土的外观更加均匀平整。2）明缝设置科学合理，外表美观。此工法摒弃蝉缝，将模板的拼缝处作为明缝，使饰面混凝土的外表更加美观；无需破坏模板即可进行明缝条的安装和拆除；可提高施工效率，保护模板，提高模板的使用率，间接降低施工成本，施工成型质量好、明缝规则、横平竖直、立体感强。3）混凝土永久保护剂选型优越。饰面免装修清水混凝土采用永凝无机硅渗透液喷涂保护施工，经处理后能获得抗渗、防腐、防碳化；提高表面硬度、耐压强度等，随着时间的推移，混凝土的强度可以提高10%20%；提高混凝土施工速度，且方法较为简单，可在潮湿环境中进行高质量的施工；混凝土永久保护剂的喷涂，可形成密封保护膜，达到防水、防污等作用，增加清水混凝土的耐久性，永久保护剂一般都是无色透明的，所以不会对混凝土的原始状态和颜色产生影响。4 结 语随着工程技术的不断进步，对工程外观的要求越来越高，文中对饰面清水混凝土的材料选择和配合比设计、模板的制作与安装及混凝土养护和保护进行了详细介绍，并形成“抽水蓄能电站地下厂房饰面免装修清水混凝土施工工法”。“工法”在洪屏抽水蓄能电站的成功应用，为饰面清水混凝土在水利、公路、铁路等大型基建工程中的推广和应用提供了成功的案例支撑。参 考 文 献1孔繁忠，刘涛.四川雅砻江杨房沟水电站清水混凝土外观质量提升试验研究 J.水利水电快报，2022，43（S2）：72-76.2黄宇飞，刘学山，郭凯，史云吏.阳江抽水蓄能电站清水混凝土施工应用 J.水电站机电技术，2022，45（11）：123-125.3袁俭，钟易达.超长结构饰面清水混凝土墙体浇筑无缝连接施工技术 J.城市建筑空间，2022，29（10）：237-238.4赵文剑，李宗宗，山继红.清水混凝土技术在水电站厂房中的应用研究 J.四川水力发电，2022，41（5）：25-28.5田亮.清水混凝土在某抽水蓄能电站防浪墙中的应用J.人民黄河，2021，43（S2）：213-214.6郝哲昕.清水混凝土外观质量测评方法及工程应用 D.南京：东南大学，2021.2023年第8期工程施工东北水利水电 156.1 系统进行基面处理隧洞开挖掘进过程中及时进行洞内阻水，浇筑前对仓面进行系统检查、系统阻水，对部分无法进行有效隔阻的渗水点进行集中引排，确保混凝土浇筑基面干爽，减少仓面积水对混凝土质量影响，并对不平整基面提前处理，保证仓面平整，尽可能减少拱架突出等有可能存在应力集中导致混凝土开裂的因素。6.2 落实和强化养护措施制定切实可行的混凝土保温措施和养护措施，通过提高拌和水温度、仓面升温等措施有效缩小混凝土内外温差，提高混凝土入仓温度和脱模强度，脱模后立即进行涂刷养护剂或喷雾等养护，特别是脱模后早期的37 d内，养护要及时，措施要到位。6.3 加强原材料质量控制加强原材料质量控制，对砂石骨料含泥量、超逊径严格控制，确保原材料质量合格。同时，加强料仓、运输、上料设备清洁和成品骨料保护，防止在拌和前二次倒运过程中造成二次污染，保持骨料清洁。6.4 严格控制配合比，适当减少掺合料用量施工过程中对水灰比严格控制，严禁中途加水，及时根据骨料实测指标进行超逊径和拌和用水量调整，确保混凝土配合比严格控制在设计配比范围之内。同时，结合洞衬结构特点，进一步进行试验后，及时对设计配合比进行调整，适当调整粉煤灰用量，建议粉煤灰掺量控制在20.0%以内，以有效提高混凝土早期强度上升速度。6.5 强化工艺管理，规范施工程序施工中需加强施工工艺管理，规范施工程序，严格按规范和批复的施工方案施工，避免投料不均匀、过振、漏振、间歇时间过长等原因造成施工缺陷，影响混凝土质量，对已成形的裂缝要制定专门的缺陷处理措施，统一系统处理，严禁私自处理。7 结 语水利工程混凝土结构复杂，基础环境不确定因素较多，混凝土裂缝产生的原因极其复杂，类型较多，混凝土裂缝控制困难，经调查，国内外所有混凝土施工都存在类似的问题。如何防止裂缝发生，已是业内和学术界工程技术人员一直探索力争解决的难题。通过对引绰济辽工程施工过程中现阶段混凝土裂缝情况及产生的原因分析，认为基面渗水、温度、干缩、配合比控制、工艺控制不到位是引起该工程开裂的主要因素之一。施工过程中应针对裂缝成因，从根本入手，高度重视，强化管理，采取积极有效的防治措施。参 考 文 献1宁晓娜，刘忠富，龙翔.水工隧洞混凝土衬砌裂缝成因的调查与分析 J.东北水利水电，2021，39（5）：67-68.2谢美年.引水隧洞混凝土衬砌裂缝成因及处理分析 J.大科技，2014（31）：221-222.3赵忠宇.水工隧洞建设中的钢筋混凝土衬砌水压致裂原因及对策 J.中国新技术新产品，2022（2）：109-111.4李婉.隧道衬砌混凝土裂缝原因分析及处理 J.建筑与装饰，2020（5）：140-143.5游鸿寅.水工隧洞衬砌混凝土裂缝成因分析及控制对策 J.水电水利，2021（5）：13-14.6张文举，袁国金，潘宣何.涔天河水库泄洪隧洞混凝土裂纹开裂原因及处理措施分析 J.湖南水利水电，2016（6）：72-74.7刘美玲.输水隧洞衬砌混凝土裂缝成因及处理措施 J.四川水泥，2021（6）：159-160.收稿日期 2023-02-057袁剑军.防浪墙清水混凝土施工技术在水电站大坝工程的应用 J.工程建设与设计，2021（5）：119-120.8刘亚莲.丰满水电站重建工程厂房清水混凝土配合比优化 J.东北水利水电，2020，38（10）：41-43.9王艳.水闸清水混凝土外观质量控制及治理措施 J.工程技术研究，2020，5（14）：142-143.10汪海.长河坝水电站大坝防浪墙清水混凝土施工技术J.四川水利，2020，41（3）：68-71.11李欣.清水混凝土关键性能的试验研究 D.沈阳：沈阳建筑大学，2020.12张鹏飞.高性能清水混凝土的抗裂性能研究 D.北京：北京建筑大学，2019.收稿日期 2023-03-23（上接第15页）东北水利水电工程建设与管理2023年第8期 64Design of overpass maintenance channel for multi-pipe paralleldiversion tunnel of hydropower stationZHANG Zhi-pei，WU HaoAbstractBased on the existing maintenance channel scheme of multi-pipe parallel diversion tunnel,an overpass maintenancechannel scheme suitable for multi-pipe parallel diversion tunnel is proposed.In this scheme,the maintenance channel is reconstructedfrom the construction branch tunnel,and crosses the diversion tunnel in the way of three-dimensional intersection.The maintenancechannel of the diversion tunnel is formed together with the manhole and branch pipe.The scheme is simple,economical and convenientfor construction.It can provide good traffic conditions for the maintenance of diversion tunnel,and can provide useful reference forthe design of related projects.Key wordsdiversion tunnel；construction branch tunnel；overpass；maintenance channelStudy on slope protection and wave reduction patternsin upper reaches of Wendegen Water Conservancy ProjectYIN Jia-nan，GUO Jian-ye，YANG Hai-taoAbstractThe upstream slope protection type of dam approved at the preliminary design stage of Wendegen Water ConservancyProject is slurry masonry.Considering the material source,construction period,structural performance,management operation andmaintenance costs and other reasons,the application stage is changed to reinforced concrete slope protection type.In this paper,thenumerical simulation method is used to study the wave climbing height under different structural forms of concrete slope protection,and the type of stepped concrete slope protection and wave protection is determined by technical comparison,which provides referenceand basis for the subsequent design of upstream slope protection and wave protection in cold areas.Key wordsearth-rock dam；concrete slope protection；wave protection structure；Wendegen Water Conservancy Project；Projectfrom Chaoerhe river to Liaohe riverApplication of fair-faced concrete in Hongping PumpedStorage Power StationPENG Gui-qiangAbstractFair-faced concrete is a kind of high-quality concrete that can be directly used as the facade of a building,and the finishedfair-faced concrete has higher construction quality requirements.Taking Hongping Pumped Storage Power Station as an example,the selection of raw materials,the design of optimal mix ratio,the manufacture and installation of high-quality Visa formwork,andthe maintenance and protection of concrete are introduced in detail.It provides a successful case support for the popularization andapplication of fair-faced concrete in water conservancy,highway,railway and other large infrastructure projects.Key wordsfair-faced concrete；mix ratio；formwork；curing concreteStudy on influence of polymer material repair agent on crack repairperformance of hydraulic concreteWANG HongAbstractThe crack of concrete structure can significantly affect the quality and durability of hydraulic concrete structure,so it isof great significance to improve the self-healing performance of concrete crack.In this study,the effect of polymer material repairagent on crack repair performance of hydraulic concrete was discussed by means of comparative experiment.The results show thatadding a certain amount of polymer repair agent to hydraulic concrete can effectively improve the self-healing property of concretecracks,and has good engineering application value.Key wordsrepair agent；polymer material；hydraulic concrete；crack repairN0.8 2023（Total No.469）Water Resources&Hydropower of Northeast 71