房小波

（中國水電基礎局有限公司 天津武清 301700 ）

1 前言

自流平自密實混凝土依靠自重，勿需振搗即可自行填充模型且包裹配筋。其拌和物具有良好的流動性、黏聚性、保水性及填充性能。不離析、不泌水，且硬化后具有良好的力學性能和耐久性能。自密實混凝土的設計理念與常規(guī)混凝土最大的差別在于，其在配合比設計上用粉體取代了相當數(shù)量的石子，通過高效減水劑的分散和塑化作用，使?jié){體具有優(yōu)良的流動性和黏聚性，能夠有效地包裹輸運石子，從而達到自密實的效果。對于民用高層輕型墻體結構和工業(yè)工程中附屬裝配式構件、預制構件、鋼筋密集的框架梁柱、混凝土堆石壩及小尺寸隧洞襯砌等厚度小、鋼筋密集、結構復雜的構筑物，自流平自密實混凝土在保證施工質(zhì)量，提高功效方面有著突出的表現(xiàn)。

2 工程概況

五岳水庫位于寨河支流青龍河上，壩址距離光山縣城約 35km。輸水洞位于主壩左側(cè)，洞身全長80.6m，洞徑為3.0m，采用厚度為60cm的鋼筋混凝土襯砌。經(jīng)過多年運行，輸水洞出現(xiàn)裂縫、滲漏等險情。此次除險加固方案為，采用孔深為 3.0m的固結灌漿對原洞身圍巖進行加固后，將原洞壁混凝土炭化表層鑿除，采用厚度為15cm的C30W6鋼筋混凝土襯砌，襯砌后洞徑調(diào)整為 2.7m，待混凝土達到齡期后對新襯砌混凝土進行回填灌漿。由于混凝土襯砌厚度小、結構鋼筋密、振搗困難等客觀因素限制，參考類似條件工程的施工經(jīng)驗，優(yōu)化為采用具有高流動性、不離析、不泌水、均勻性和穩(wěn)定性、無需振搗便能均勻密實成型的 C30W6自流平自密實混凝土。施工期間通過澆筑方案的持續(xù)改進，較好地解決了混凝土入倉困難、振搗困難及模板上浮的薄壁混凝土襯砌難題。

3 自流平自密實混凝土襯砌施工

3.1 自流平自密實混凝土配合比確定

本工程委托某知名大學水利水電工程系進行了C30W6自流平自密實混凝土配合比試驗，配合比見表1。為提高自密實混凝和易性，有利于混凝土順利入倉，在混凝土中摻入粉煤灰。砂采用當?shù)睾拥纼?nèi)天然砂，豆石采用當?shù)夭墒瘓錾a(chǎn)的5～10mm豆石，采用配合比出具方提供的專用活性外加劑。因自流平自密實混凝土性能同原材料性能有密切聯(lián)系，特別是原材料中粉體數(shù)量及砂細度模數(shù)的變化，可根據(jù)原材料實際情況進行配比試驗，并根據(jù)砂石料性能變化對配合比進行調(diào)整?，F(xiàn)場安裝JS750型強制式攪拌機，單盤最大攪拌量為0.75m3，可滿足生產(chǎn)自流平自密實混凝土需要。為保證混凝土的均勻性，混凝土攪拌方法為：將砂石骨料及膠凝材料放入攪拌機內(nèi)先干拌1分鐘左右，再加入水、專用外加劑進行攪拌。攪拌混凝土用砂、小石計量采用PLD1200型電子配料機，以整袋粉煤灰重量折算出每盤混凝土攪拌量，水泥采用電子稱量的方法添加，專用外加劑為液體狀，自攪拌機口加入，加水量由計量泵控制，攪拌時間按照每盤2分鐘控制，每2小時對混凝土工作性能進行檢測，確保拌合物性能良好。

配合比試驗單位于2011年1月下旬向委托方、施工方提交了正式配合比報告，施工方進行試拌后委托第三方檢測單位進行了七天抗壓強度檢測，試驗強度為 24.3MPa，推算 28天強度為34.7MPa，滿足設計要求，將配合比報監(jiān)理單位批準后使用。

表1 C30W6自流平自密實混凝土配合比 單位：kg/m3

3.2 自流平自密實混凝土生產(chǎn)

本工程自流平自密實混凝土由集中攪拌站生產(chǎn)，攪拌站安裝兩臺JS750型臥軸強制式攪拌機及一臺 PLD1200型電子配料機。每盤混凝土按照 0.54m3進行拌制，砂、豆石及水泥由電子配料機稱量摻加，人工加入3袋粉煤灰，拌合用水采用電子計量泵控制，專用外加劑在攪拌機口摻加，混凝土攪拌時間按90s控制，在機口及倉口檢測坍擴度?；炷翝仓^程中嚴禁加水，必要時可人工加高效減水劑。

3.3 自流平自密實混凝土至澆筑倉面的運輸

五岳水庫輸水洞洞身襯砌段全長80.6m，樁號為 0+31.40～0+112.00。，考慮到輸水洞上游進口閘金結施工及輸水洞下游出口閘混凝土交叉施工，為減小交叉施工難度，自輸水洞頂部0+50.0、0+87.0部位鉆兩個直徑為φ 110mm的垂直輸料孔，鉆孔內(nèi)下設φ 100mm鐵管，以減小自流平自密實混凝土下落時的摩擦力。在輸料孔入口處安裝φ 32mm塑料通氣管，防止混凝土下落過程中壓入大量空氣。在輸料管底部安裝蝶閥用以控制下料量。襯砌段混凝土運輸方案為，將混凝土成品用攪拌車拉運至輸料孔處，垂直輸送至洞內(nèi)HBTS20-8-30混凝土泵內(nèi)，泵身配65mm泵管，受泵壓限制，將小泵放在襯砌段面附近，通過安裝在模板上的充填管入倉。

3.4 模板制安

由于原洞身不規(guī)則，本工程整體模板采用竹膠木模板加工制作，以減小施工人員勞動強度，同時便于洞內(nèi)拼裝。模板內(nèi)側(cè)豎向及橫向支撐主要采用φ 28mm螺紋鋼，橫向支撐、豎向支撐間距為 0.5m，采用鋼筋拱架、鋼管及拉緊器提高模板整體剛度。整體模板分為上半弧、下半弧，沿洞軸線 1.2m分塊，單塊運輸至襯砌倉面后現(xiàn)場拼裝。在半圓拱位置設5cm×10cm方木嵌縫，以保證洞徑不規(guī)則部位模板的良好密封性，方木內(nèi)沿與整體模板內(nèi)沿平齊，防止混凝土面出現(xiàn)錯臺。使用兩到三倉后對變形量大的模板予以剔除替換。模板接縫及模板與銅止水結合部位采用密封膠條嵌縫，避免澆筑期間自流平自密實混凝土砂漿漏失，影響自流平自密實混凝土強度和外觀質(zhì)量。為防止模板上浮，保證鋼筋保護層厚度，在洞身半圓拱以下老混凝土內(nèi)設六排φ 14mm拉筋，三道圍檁。在模板與環(huán)向鋼筋間設置5cm厚的高強度預制混凝土墊塊。為防止泵入過程中振動力引起模板變形，頂拱充填管處采用鋼模板，在半圓拱處對稱設六個水平入料口。

3.5 自流平自密實混凝土入倉

新襯砌混凝土分縫與原洞結構相同，襯砌段長15m，平均分布設 9個進料口，沿軸線每5m在半圓拱兩側(cè)及頂拱各設一個進料口，半圓拱進料口直接在模板上切割10cm×10cm方形孔，頂部進料口采用φ 100mm泵管與剛模板牢固焊接，并對周邊模板認真加固，防止泵入期間模板變形。進料口下部通過法蘭盤與 80mm進料管、HBTS20-8-30型混凝土泵軟管連接，法蘭盤間設閘閥，待混凝土澆滿后關閉閘閥即可將軟管換至下一進料口繼續(xù)澆筑。澆筑順序為，自一側(cè)向另一側(cè)推進依次通過半圓拱進料口澆筑側(cè)面模板，隨混凝土面均衡上升至水口進料口高度后，封堵半圓拱進料口，改自頂拱充填管進料，直至完成澆筑。，在澆筑期間采用橡皮錘對模板敲擊，以利于將隨混凝土壓入倉內(nèi)的氣泡排出。自密實混凝土澆筑完畢后，模板在混凝土達到規(guī)定強度后方可拆除，并立即灑水養(yǎng)護，灑水養(yǎng)護時間不得少于7d，以防止混凝土出現(xiàn)干縮裂縫。

3.6 自流平自密實混凝土質(zhì)量檢驗與評定

按照規(guī)范要求的成型頻次，本工程 C30W6自密實混凝土共取8組抗壓試件，最低組抗壓強度為33.4MPa，平均強度34.5MPa，混凝土試件強度同時滿足：

取1組抗?jié)B試件，抗?jié)B等級滿足設計要求。

4 結語

河南省五岳水庫輸水洞加固襯砌施工采用C30W6自流平自密實混凝土，通過對施工方案不斷調(diào)整優(yōu)化，在施工中精心組織、嚴格控制施工工序，成功地解決了普通混凝土襯砌中面臨的工作面狹小、襯砌厚度小及鋼筋密集等難題，且大大提高了施工功效，最終圓滿完成施工任務。五岳水庫輸水洞薄壁自流平自密實混凝土的成功應用，可為自流平自密實混凝土在類似工程中的應用提供借鑒。

1 CECS02—2004自密實混凝土設計與施工指南. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

2 CECS203—2006自密實混凝土應用技術規(guī)程. 北京：中國計劃出版社，2006.