孫 鵬，段 剛 強(qiáng)，石 強(qiáng)，吳 勇 華

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610081)

1 概 述

大體積混凝土系指混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小尺寸不小于1 m的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會因混凝土中膠凝材料水化熱引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土[1]。白鶴灘水電站左岸進(jìn)水塔大體積混凝土具有施工環(huán)境復(fù)雜、塔體結(jié)構(gòu)尺寸大、鋼筋模板施工形式復(fù)雜多樣、混凝土施工工藝要求高、澆筑方量大、澆筑時間長、溫控要求高、形體質(zhì)量要求高、外觀與實(shí)體質(zhì)量要求高等諸多特點(diǎn)，因此，為消除傳統(tǒng)大體積混凝土施工過程中存在的通病，提高進(jìn)水塔大體積混凝土施工的工藝水平、提升施工效率、提高混凝土施工質(zhì)量，水電七局白鶴灘施工局有效結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際施工情況，根據(jù)混凝土各工序施工的特點(diǎn)，有針對性地制定了一系列優(yōu)化改進(jìn)措施，從而有效保證了白鶴灘水電站左岸進(jìn)水塔大體積混凝土施工的整體質(zhì)量。

白鶴灘水電站左岸進(jìn)水塔采用岸塔式分層取水設(shè)計(jì)，共分8個塔體。8個進(jìn)水塔一字排開，單個塔體寬度為33.2 m，進(jìn)水口前緣總寬度為265.6 m，順?biāo)鞣较蜷L度為33.5 m，進(jìn)水口底板高程為736 m，塔體基礎(chǔ)高程為731 m，塔頂高程為834 m，塔體高度為103 m；進(jìn)水塔混凝土分塊以單個塔體結(jié)構(gòu)縫為界，共劃分為8個塔體段，單個塔體共分39層進(jìn)行混凝土澆筑施工，每層澆筑高度主要為3 m，局部特殊結(jié)構(gòu)部位采用薄分層的方式進(jìn)行澆筑。

2 工程施工的重點(diǎn)及難點(diǎn)

2.1 復(fù)雜環(huán)境下大體積混凝土施工質(zhì)量控制是施工中的難點(diǎn)

白鶴灘工區(qū)地處低緯度高原，地勢為東高西低，受高差懸殊的地勢影響及復(fù)雜的地貌作用，使得白鶴灘工區(qū)氣候的立體多樣性特點(diǎn)表現(xiàn)的尤為突出，每年多數(shù)時間處于大風(fēng)天氣狀況，極端最大風(fēng)力可達(dá) 12 級，夏季極端最高溫度為42.7 ℃，冬季極端最低氣溫為-0.4 ℃，溫度變化差異巨大。白鶴灘水電站左岸進(jìn)水塔大體積混凝土澆筑施工屬于露天特高空作業(yè)，施工過程中受溫度環(huán)境變化影響程度巨大。因此，如何在復(fù)雜多變的環(huán)境下確保混凝土整體的施工質(zhì)量是該工程施工的一大難點(diǎn)。

2.2 復(fù)雜結(jié)構(gòu)及工序條件下混凝土形體質(zhì)量控制是重點(diǎn)

白鶴灘水電站左岸進(jìn)水塔塔體結(jié)構(gòu)形體尺寸大、混凝土澆筑方量大，單倉混凝土最大設(shè)計(jì)工程量為1 798 m3，最小設(shè)計(jì)工程量為594 m3，平均單倉設(shè)計(jì)工程量為1 476 m3；進(jìn)水塔塔體結(jié)構(gòu)體型復(fù)雜，布置有攔污柵、分層取水曡梁門井、檢修閘門井、工作閘門井、閘門門庫以及攔污柵與塔體之間的縱、橫撐等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，塔體結(jié)構(gòu)中還包含有金結(jié)、水機(jī)、電氣、監(jiān)測等各專業(yè)埋件，施工工序繁瑣，各工序之間相互穿插施工。因此，如何控制好塔體復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體型、提高各工序的施工質(zhì)量是該工程施工質(zhì)量控制的重點(diǎn)。

2.3 鋼筋數(shù)量多、型號尺寸復(fù)雜多樣，施工質(zhì)量控制是施工中的難點(diǎn)

白鶴灘水電站左岸進(jìn)水塔塔體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鋼筋安裝工程量大、特殊部位鋼筋布置密集、鋼筋型號種類多、現(xiàn)場施工難度大、安裝精度要求高。因此，如何提高進(jìn)水塔塔體鋼筋安裝施工質(zhì)量控制精度是一大難點(diǎn)。

2.4 模板拼裝難度大

白鶴灘水電站左岸進(jìn)水塔的模板施工具有模板使用量大、種類多、型號尺寸多樣、拼接難度高等特點(diǎn)，該工程采用了大型液壓爬升懸臂模板、定型平面模板、定型圓弧模板、普通鋼模板及木模板等多種組合模板進(jìn)行施工。因此，如何做好模板間的拼裝質(zhì)量是保證進(jìn)水塔塔體混凝土外觀整體質(zhì)量精度的關(guān)鍵。

2.5 混凝土施工溫控[1]要求高

白鶴灘水電站左岸進(jìn)水塔混凝土施工方量大，加上白鶴灘工區(qū)獨(dú)特的氣候環(huán)境因素影響使得進(jìn)水塔混凝土在施工過程中的溫控要求高。施工過程中，如何做好混凝土溫度控制是該工程施工的重點(diǎn)及難點(diǎn)。

3 混凝土施工質(zhì)量管控[2]措施

3.1 鋼筋制安質(zhì)量控制

白鶴灘水電站左岸進(jìn)水塔塔體混凝土施工所用鋼筋數(shù)量多、型號復(fù)雜，所用的鋼筋主要為直螺紋鋼筋，連接方式分為機(jī)械連接、搭接焊及幫條焊。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際的施工情況，為保證進(jìn)水塔鋼筋的施工質(zhì)量，制定了一系列保證措施：①嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行鋼筋的規(guī)范加工。鋼筋加工時，一定要充分考慮鋼筋的彎曲伸長值、機(jī)械連接、焊接及綁扎等所需的長度，同時做好鋼筋絲扣長度的量測，鋼筋絲扣的頭部裝有絲扣保護(hù)帽用以保護(hù)絲扣的完整，避免絲扣損壞；鋼筋加工后的成品按類規(guī)范擺放至指定區(qū)域并做好標(biāo)識，同時做好防護(hù)，避免鋼筋銹蝕、污染。②鋼筋制作完成后，統(tǒng)一采用平板運(yùn)輸車分批次運(yùn)輸至現(xiàn)場規(guī)范擺放；鋼筋安裝前，通過測量控制點(diǎn)優(yōu)先施工架立筋，在架立筋上做好鋼筋間距標(biāo)識，按照鋼筋間距標(biāo)識進(jìn)行鋼筋的安裝；鋼筋安裝過程中，采用鋼筋間距卡尺進(jìn)行檢查，確保鋼筋安裝間距滿足要求。該工程鋼筋的連接方式主要為機(jī)械連接，鋼筋機(jī)械連接前應(yīng)及時檢查鋼筋絲扣及套筒螺紋的完整性，機(jī)械連接以兩根鋼筋絲扣連接部位處在套筒中心位置為準(zhǔn)，同時，通過扳手加固擰緊，控制其偏差不大于1p(p為螺距)；除機(jī)械連接外，還存在部分焊接，焊接方式采用電弧焊，其中單面焊接長度為10d(d為 鋼筋直徑)，雙面焊接長度為5d，焊接質(zhì)量以焊縫平整飽滿、鋼筋無咬邊及損傷為宜。鋼筋的連接接頭應(yīng)分散布置，接頭設(shè)置在構(gòu)件受力較小處，同一構(gòu)件中的縱向受力鋼筋接頭應(yīng)相互錯開布置。

3.2 模板施工質(zhì)量控制

白鶴灘水電站左岸進(jìn)水塔大體積混凝土施工采用了多種型號的模板，其中進(jìn)水塔塔體各閘門井、門庫及通氣孔等部位主要采用懸臂模板及組合鋼模板進(jìn)行拼裝，塔體迎水面、側(cè)面及塔體背面等結(jié)構(gòu)面采用直面大型液壓懸臂爬升模板進(jìn)行拼裝，對于局部不規(guī)則部位則采用木模板補(bǔ)縫，其中大型液壓懸臂爬升模板的使用在特大型水利水電工程施工過程中尚屬首次。

液壓懸臂爬升模板[3]主要由模板系統(tǒng)、架體系統(tǒng)、埋件系統(tǒng)、液壓爬升系統(tǒng)、導(dǎo)軌和支座組成，通過液壓油缸的伸縮分別提升導(dǎo)軌架體，導(dǎo)軌和架體互相交替爬升以實(shí)現(xiàn)液壓爬模的整體自動爬升；液壓懸臂爬升模板具有結(jié)構(gòu)面平整度好、模板拼接嚴(yán)密性好及混凝土澆筑成型質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，在保證混凝土施工質(zhì)量的同時亦大大提高了混凝土的施工效率。模板拼裝前，先將模板表面打磨除銹、清理干凈并涂刷脫模劑；模板拼裝過程中，模板與舊混凝土面之間、模板拼縫之間通過黏貼雙面膠加強(qiáng)彼此之間的密閉性，大型模板的拼接可減少模板拼縫的數(shù)量，并能有效避免混凝土施工過程中產(chǎn)生的漏漿、錯臺等現(xiàn)象，有利于提高進(jìn)水塔混凝土外觀整體成型質(zhì)量，減少混凝土外觀缺陷的產(chǎn)生以及混凝土缺陷修補(bǔ)的費(fèi)用，大大提高了進(jìn)水塔大體積混凝土施工的一次成型率。

3.3 混凝土澆筑過程的質(zhì)量控制

3.3.1 混凝土運(yùn)輸

白鶴灘工區(qū)氣候環(huán)境獨(dú)特，進(jìn)水塔塔體混凝土在運(yùn)輸過程中受氣候環(huán)境因素影響大，現(xiàn)場采用6 m3平板汽車進(jìn)行混凝土運(yùn)輸，平板車斗中間布置有中隔板，隔板兩側(cè)各裝3 m3混凝土，平板車箱體周圍安裝有泡沫保溫板進(jìn)行隔熱保溫，頂部設(shè)有可移動式遮陽防雨棚，可有效防止混凝土在運(yùn)輸過程中的水分蒸發(fā)，同時亦能起到防雨作用，確保了混凝土在運(yùn)輸過程中的性能穩(wěn)定。

3.3.2 混凝土入倉澆筑

白鶴灘水電站左岸進(jìn)水塔施工采用標(biāo)號為C9030W10F100、二級配、坍落度為7～9 mm的混凝土澆筑，混凝土的入倉方式主要為MQ900B門機(jī)配合3 m3混凝土吊罐入倉澆筑；混凝土開倉前，現(xiàn)場對照混凝土的倉面設(shè)計(jì)檢查相關(guān)人員、設(shè)備的準(zhǔn)備情況，同時做好現(xiàn)場交底工作，明確混凝土澆筑施工過程中的注意事項(xiàng)，混凝土的澆筑過程采用現(xiàn)場交接班制度以強(qiáng)化混凝土澆筑過程監(jiān)管，確?；炷恋氖┕べ|(zhì)量受控。

進(jìn)水塔混凝土的澆筑方式為臺階法澆筑，有效控制了混凝土入倉鋪設(shè)面積，避免出現(xiàn)混凝土滾倉、混倉澆筑現(xiàn)象；將混凝土臺階的寬度控制在1～2 m之間，將臺階的鋪設(shè)厚度控制在30～50 cm，分層厚度及寬度大小均勻適中，臺階各胚層間有序均勻布料?；炷寥雮}后先平倉，再振搗，振搗采用定人定區(qū)域“誰施工，誰負(fù)責(zé)”的原則，混凝土振搗過程按同一方向依次有序進(jìn)行，對混凝土的層間結(jié)合部位重點(diǎn)進(jìn)行振搗，振搗以粗骨料不再顯著下沉、表面開始泛漿為準(zhǔn)。

為確?；炷羶?nèi)部的實(shí)體質(zhì)量，水電七局白鶴灘施工局結(jié)合現(xiàn)場施工環(huán)境因素及混凝土自身性能參數(shù)，在常規(guī)兩次振搗工藝的基礎(chǔ)上通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定了新的振搗工藝(三次振搗)：首次采用φ100硬軸振搗器初振20～30 s，間隔40 min后采用φ100硬軸振搗器復(fù)振30 s，再間隔20 min、采用φ70軟軸振搗器第三次振搗10～20 s；對于鋼筋密集部位及邊角部位采用小型振搗器加強(qiáng)振搗。執(zhí)行混凝土三次振搗工藝后，通過對比，進(jìn)水塔塔體混凝土澆筑質(zhì)量顯著提高，混凝土澆筑外觀無明顯質(zhì)量缺陷，混凝土形體表面無臺階分層痕跡；通過對混凝土內(nèi)部進(jìn)行鉆芯取樣檢查，芯樣顯示混凝土內(nèi)部完整密實(shí)，無蜂窩、孔洞及氣泡等問題。新振搗工藝的應(yīng)用，顯著提高了進(jìn)水塔塔體大體積混凝土澆筑施工的實(shí)體質(zhì)量。

3.3.3 混凝土溫度控制

混凝土的水化熱會引起混凝土的內(nèi)部溫度升高，其與混凝土的入倉澆筑溫度等共同作用，使混凝土的內(nèi)外部溫差增大，極易造成混凝土有害裂縫的產(chǎn)生，進(jìn)而影響到進(jìn)水塔混凝土的施工質(zhì)量。因此，降低混凝土內(nèi)部水化熱溫升和混凝土的澆筑溫度，均衡混凝土內(nèi)外部的溫差，避免混凝土受溫度應(yīng)力影響而產(chǎn)生有害裂縫是混凝土溫度控制的重中之重。水電七局白鶴灘施工局通過現(xiàn)場考察，對相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，制定了一系列措施用以確保混凝土溫控滿足要求：①采用低熱硅酸鹽水泥[4]拌制混凝土，混凝土為低坍落度、低流態(tài)預(yù)冷混凝土；預(yù)冷可有效降低混凝土自身的內(nèi)部溫度，混凝土的預(yù)冷方式主要分為骨料預(yù)冷及加冰拌和；②根據(jù)設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，進(jìn)水塔塔體混凝土內(nèi)部的最高溫度允許值為每年4～9月≤42 ℃，10月～次年3月≤40℃。為限制混凝土內(nèi)部溫度升高，混凝土澆筑前，在倉號內(nèi)預(yù)埋冷卻水管及溫度計(jì)，將冷卻水管布置在倉號的中間部位，布置間距為1.5 m，夏季施工時段，冷卻水管通18℃制冷水對混凝土進(jìn)行內(nèi)部冷卻降溫，常溫季節(jié)通江水進(jìn)行冷卻降溫。冷卻水管的通水方向每24 h調(diào)整一次，其布置形式見圖1。

圖1 混凝土倉號內(nèi)預(yù)埋冷卻水管

在混凝土澆筑過程，試驗(yàn)檢測人員對混凝土入倉澆筑溫度、混凝土內(nèi)部溫度及冷卻水管通水溫度進(jìn)行檢測并做好相應(yīng)記錄，對混凝土的溫度變化進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，確?；炷羶?nèi)部降溫速度每日不大于1 ℃，混凝土內(nèi)部溫度與外部環(huán)境溫差小于25 ℃。

混凝土收倉后對其表面及時覆蓋保溫被/土工布，并在混凝土澆筑完畢6～18 h開始進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，對塔體頂部表面進(jìn)行旋噴養(yǎng)護(hù)，對塔體立面采用掛設(shè)花管流水養(yǎng)護(hù)，以確?；炷帘砻?4 h保持濕潤；鑒于冬季施工時段早晚溫差大，為防止溫差過大造成混凝土表面產(chǎn)生裂縫，對進(jìn)水塔塔體迎水結(jié)構(gòu)面、塔體側(cè)面、塔體頂部及塔體結(jié)構(gòu)縫面之間均采用保溫被進(jìn)行全方位的覆蓋保溫，保溫被表面采用橫、縱雙向鋼筋固定，避免保溫被因受大風(fēng)天氣影響而受損。

4 結(jié) 語

為確保白鶴灘水電站左岸進(jìn)水塔大體積混凝土施工能夠高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的完成，水電七局白鶴灘施工局克服困難、仔細(xì)研究，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，有針對性地制定了一系列積極有效的措施和方法，同時，在施工過程中對混凝土施工工藝方法和技術(shù)手段不斷進(jìn)行優(yōu)化，使白鶴灘水電站左岸進(jìn)水塔大體積混凝土澆筑施工最終形體質(zhì)量、實(shí)體質(zhì)量、外觀質(zhì)量均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，達(dá)到了混凝土優(yōu)良質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，真正做到了進(jìn)水塔大體積混凝土質(zhì)量內(nèi)實(shí)外光，得到業(yè)主、監(jiān)理及外部專家組的一致好評，所取得的經(jīng)驗(yàn)對后續(xù)施工的其他類似水利工程大體積混凝土施工質(zhì)量具有一定的借鑒、指導(dǎo)意義，具備推廣價值。