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高寒高海拔地区堆石坝混凝土面板浇筑质量控制

日期：2015-12-3 14:09:36　来源：转载　浏览数：
　

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1· 工程概况
    纳子峡水电站位于青海省东北部的门源县燕麦图呼乡和祁连县皇城乡的交界处，地处大通河上游，该电站是大通河流域年调节的“龙头”电站。上游为海浪沟水电站，下游为石头峡水电站，公路里程经青石嘴( 50 km) —达坂山—大通县—西宁市约186km，交通便利。
    纳子峡水电站主要任务是发电，电站开发方式为混合式，水库正常蓄水位3 201． 5 m，工程由挡水建筑物、泄水建筑物、引水发电系统、厂房和开关站等组成。工程总库容7． 33 × 108 m3，最大坝高117． 6m，属Ⅱ等大( 2) 型工程。其中混凝土面板坝为1 级建筑物，其它主要建筑物溢洪道、放空泄洪洞、引水隧洞、高压管道、厂房等为2 级，次要建筑物为3 级。电站总装机容量87 MW，保证出力16． 6 MW，多年平均发电量3． 106 亿kWh，年利用小时数3 570 h。
    混凝土面板堆石坝坝轴线方位为SE145°，坝顶长度为416． 01 m，坝顶宽度为10． 0 m，坝顶高程3 204． 6 m，最大坝高117． 6 m，大坝面板为不等厚结构，大坝上游坝坡1∶ 1． 555 6。水平趾板与面板连接底部高程3 088． 683 m，面板顶部高程3 202． 5 m，垂直高差113． 817 m，面板设计厚度64． 1 ～ 30． 0 cm( 0． 3 + 0． 003H) ，下游面设置3 条宽3． 0 m 的水平马道，一级马道以上坡比为1∶ 1． 6，一级马道以下坡比为1 ∶ 1． 55。面板混凝土设计标号C30F300W12，混凝土面板总方量28 785 m3，钢筋总量2 632 t。面板共有35 条块，其中12 m 的33 条块，左、右岸分别为5． 61、5． 99 m 三角条块各1 块，单块最长209． 95 m。混凝土面板自2013 年5 月9日开始施工，至8 月14 日完成。
    2· 混凝土面板施工方案
    纳子峡水电站大坝混凝土面板采用无轨滑模一次浇筑完成，最大施工长度209． 95 m。钢筋采用剥肋滚压直螺纹套筒连接、半封闭式溜槽入仓、人工振捣、跳仓浇筑，面板一次浇筑施工方案。钢筋及侧模采用简易坡面运输台车运输，混凝土由布置在左岸观礼平台设置的拌和站集中供应，混凝土运输采用3 t 工程车运至溜槽集料平台，卸入溜槽集料斗内，14 m 无轨滑模采用10 t 两套慢速卷扬机牵引，两岸三角块滑模采用5 t 卷扬机牵引，面板混凝土采用人工2 次收面压光，及时使用塑料薄膜及土工布覆盖，混凝土养护采用顶部供水系统供水，塑料花管连续洒水。
    3· 面板混凝土施工配合比
    面板混凝土设计等级C30F300W12，强度保证率为90%。配合比设计应使强度、工作性满足设计要求，又要考虑经济性，能否节约水泥用量。为此配合比设计技术路线为: 选用较低的水胶比，掺用优质Ⅰ级粉煤灰，掺用优质高效减水剂和引气剂，有效降低混凝土单位用水量，提高混凝土的各项性能，本工程所在地属严寒地区，水胶比不得超过0． 4。粗细骨料采用现场生产的骨料。通过现场试验验证，纳子峡水电站面板混凝土施工配合详见表1。

    4 ·混凝土施工质量控制
    4． 1 混凝土生产质量控制
    ( 1) 计算器具率定
    混凝土浇筑前，根据批准的配合比，由承包商申报混凝土配料单，监理审查批准后执行。拌和站的计量器具除每年进行定期检验率定外，每月校正1次，每班班前进行零点校验并做现场记录。在混凝土拌和过程中根据实际情况不定期进行校验，发现问题立即进行器具的更换，或对拌和站进行调整。
    ( 2) 拌和时间控制
    混凝土拌和时间由自动控制系统设定，采用电子秒表控制。混凝土塌落度一般情况每4 h 检测1次，感官上认为坍落度超标时立即进行检验，不符合要求时立即作为弃料处理，并检查拌和系统，直至恢复正常。
    ( 3) 配比测定
    混凝土拌和用砂子、小石的含水量每4 h 检测1次，雨雪后等特殊情况应加密检测。砂子的细度模数、含泥量每天检测1 次。粗骨料的超逊径、含泥量每8 h 应检测1 次。雨雪天气时增加骨料含水率测定次数，及时调整拌和用水量，并适当减少混凝土拌和用水量和出机口混凝土的坍落度。
    对于计量器具、粗细骨料等的检测均要求承包商做现场记录，监理除巡视检查是否进行有关检测外，经常性对记录文件进行检查，确认其满足质量标准。
    当出现以下情况时拌和混凝土作为废料废弃:① 错用配料单已无法补救，不能满足质量要求; ②混凝土配料时，任意一种材料计量失控或漏配，不符合质量要求; ③ 拌和不均匀或夹带生料; 出机口混凝土坍落度超过最大允许值。
    开仓浇筑前除进行上述有关项目检测外，对拌和用水的加温情况、拌和站升温设施、骨料加热等进行检查，并结合巡视检查拌和系统，确保混凝土入仓温度不低于批准的低温季节施工最低入仓温度。
    4． 2 面板混凝土仓面及运输质量控制
    ( 1) 大坝面板混凝土浇筑前，监理认真审批施工单位上报的《大坝面板混凝土施工方案》，同时参与大坝面板混凝土拌和生产性试验。在浇筑前及时对原材料进行检查、抽检( 包括水泥、砂、石、钢筋、橡胶止水等) ，督促各类试验的进行，为现场施工提供依据。
    ( 2) 要求施工单位严格执行“三检制”，层层检查，认真备仓，认真严格审核工程质检资料，对大坝基面、钢筋、模板和铜止水进行验收，对于不合格的工序，监理通过现场通知和书面通知要求施工单位整改。验收合格后，监理签发《开仓通知单》，开始浇筑。
    ( 3) 在大坝混凝土面板施工过程中，采用了24h 旁站、巡视、跟踪和平行检测的方式，对大坝面板混凝土的质量进行控制。
    ( 4) 在浇筑的工程中，监理对拌和楼出机混凝土按规范要求进行坍落度、温度和含气量检测。发现没有达到要求的，按废料处理。
    ( 5) 混凝土水平运输采用工程车( 前翻斗车)运输，运输距离较近，塌落度在运输途中损失较小;坡面混凝土运输采用梯形溜槽运输，溜槽采用EPE卷材进行封闭遮阳、防飞石覆盖。确保混凝土入仓口塌落度控制在30 ～ 50 mm。
    4． 3 混凝土平仓及振捣
    ( 1) 每一层混凝土入仓后人工平仓，使每车混凝土在仓面上均匀分布，每层布料厚度应为25 ～ 30cm，严禁出现骨料集中现象。
    ( 2) 面板仓号内配置6 台软轴插入式振捣器，其中2 台50 mm 软轴插入式振捣器、4 台70 mm软轴插入式振捣器。滑模前沿标志每个混凝土振捣的责任区，划段专人负责。2 台50 mm 软轴插入式振捣器负责止水部位的混凝土振捣，范围为1． 5m，辅以人工布料填塞，确保止水周围混凝土浇筑密实，严防损伤铜止水及橡胶止水带; 4 台70 mm 软轴插入式振捣器负责中间部位混凝土振捣，振捣时振捣器不得触及滑模、钢筋、止水片，振捣器插入方向必须在滑模前沿铅垂向下，严禁靠模板振捣和顺坡面伸入滑模底下进行振捣，以防漂模、跑模及影响钢筋握裹效果。
    振捣间距小于40 cm，深入下层混凝土不小于5． 0 cm。振捣时间以混凝土表面不再明显下沉，不出现气泡并泛浆时视为振捣密实，一般情况下每一处振捣时间控制在15 ～ 20 s 左右。
    ( 3) 混凝土浇筑时要及时清除滑模前沿超填混凝土及模板、钢筋网上的干结混凝土，随浇筑面的上升，将钢筋网架立筋用电焊割断，并立即将焊渣清除。
    ( 4) 混凝土浇筑时，在混凝土面板内距垂直缝、周边缝1． 2 m 处埋设8 号铅丝，与钢筋网相连，出露20 ～30 cm，间距150 cm，用于固定混凝土养护材料。
    4． 4 滑模滑升
    每套滑模配置2 台10 t 慢速卷扬机，卷扬机的用电控制柜设在坝顶，每一台滑模设1 个移动式按钮开关控制滑模提升，由滑模上施工人员操作，在坝顶卷扬机旁设专人负责设备运行。滑模滑升前，清除其前沿超浇混凝土，以减少滑升阻力。每浇筑一层( 25 ～ 30 cm) 混凝土提升滑模1 次，每次滑升的幅度控制在30 cm 左右，滑模的滑升速度，与浇筑强度、脱模时间相适应，平均滑升速度控制在2． 0 m/h左右。
    4． 5 收面
    滑模滑升后，立即进行第一次人工木模收面，采用2 m 靠尺刮平，用2 m 靠尺检查不平整度不大于5 mm，确保面板平整度。然后采用人工二次收面。二次收面时，拆除侧模板上的V 形槽三角模板，并对缝面进行修整，使缝面平整度同样达到用2 m 靠尺检查不大于5 mm 的要求。为保证Ⅱ序混凝土面板平整在缝面两侧1． 5 m 内收面必须平整。
    4． 6 加强面板混凝土的保湿、保温养护
     ( 1) 保温
    在混凝土浇筑二次抹面完成后，立即覆盖0． 1mm 厚塑料薄膜和土工布，塑料薄膜必须覆盖严密，垂直缝处采用方木压实，防止水分蒸发。土工布进行保温保湿时，接缝处用细铅丝绑扎，两侧采用预埋在面板内的8 号铅丝绑扎固定，表面采用3 道钢架管固定，做到平整严密。
    ( 2) 保湿
    气温较低的情况下，采用2． 0 cm 厚EPE 保温卷材覆盖保温。面板混凝土产生的绝热温升主要发生在浇筑后的7 d 以内，占到90% 以上。为了保证混凝土面板在7 d 养护龄期内不产生温度裂缝，混凝土内外温差与表面温差不应大于20 ℃。保湿沿坝顶设DN100 钢管作坝顶纵向供水干管，长440 m，沿每块面板顶部设置1 个DN25 供水闸阀，连接1 根25 mm 塑料支管，支管上沿面板50 m 设置1 个15 mm 钢三通，可进行面板浇筑过程时的洒水养护和浇筑完成后的塑料花管长期养护。在5 mm 钢三通上水平布设带小孔的塑料花管接力洒水养护，连续洒水养护至蓄水时为止。养护用水压力不满足要求时，在主管道上增加1 台管道泵。每一块混凝土面板侧面养护时，应在侧模板拆除后，及时在垂直缝涂刷乳化沥青，防止混凝土侧面水分蒸发，并覆盖养护材料。
    在施工过程中，浇筑Ⅱ序块时，Ⅰ序块已有的表面养护材料应随揭随盖，混凝土面暴露长度不大于2 m，确保Ⅰ序块养护效果。
    5· 面板混凝土质量评价
    施工、监理单位面板混凝土取样试验结果详见表2。混凝土强抗压强度检测组数52 组，最大值37． 6 MPa，最小值32． 1 MPa，平均值34． 2 MPa。混凝土抗压强度均满足设计要求。

6 ·混凝土表面裂缝统计及评价
每块混凝土面板施工达到14 d 龄期时，对相应的面板进行第1 次检查，之后约28 d 龄期时进行第2 次检查，共检查出裂缝383 条，其中小于0． 1 mm的有95 条，0． 1 ～ 0． 25 mm 之间的有267 条，大于0．25 mm 的有21 条，分别占总裂缝数的24． 8%、69．7%和5． 5%。面板裂缝属于浅表裂缝，未发现贯穿性裂缝。根据2013 年9 月1 日至2 日专家咨询会议意见，针对不同类别的裂缝分别采取不同的修补方法。面板裂缝分为3 类: ① 裂缝宽度＜ 0． 1 mm;② 0． 1 ＜裂缝宽度≤0． 25 mm; ③ 裂缝宽度＞ 0． 25mm 裂缝，现均已施工完毕，不影响面板的防渗效果。