水电站大坝混凝土温控与防裂施工技术

水电站大坝混凝土温控与防裂施工技术

中国水利水电第十六工程局有限公司江西赣州350000

摘要:随着经济社会的不断发展,为了满足经济社会不断发展的需要,我国经济社会中各类工程的数量不但增多,工程建设规模不断扩大,对工程施工质量的要求也不断提高。在水电站大坝的建设过程中,大体积混凝土的施工是非常重要的施工环节,由于该部分的施工难度大、任务量大、工期时间短,使得该部分的施工过程较为严格。在进行混凝土施工过程中,对温度的控制非常严格,稍有疏忽,就会出现裂缝的问题。因此,必须加强混凝土施工中温度的控制,同时有效运用防裂施工技术。

关键词:水电站大坝;混凝土温控;防裂施工技术

引言

大坝建设是水利水电发展最重要的标志,它对水资源的开发利用发挥着极其重要的作用。“温控防裂、提高耐久性”是大坝与水工混凝土的关键核心技术。举世瞩目的长江三峡工程建设是大坝与水工混凝土关键核心技术发展的里程碑。大坝与水工混凝土新技术的发展,有力地推动了筑坝技术的发展,加快了建坝速度,缩短了建坝周期。

工程概况

某水利工程大坝全长约为134.5m,是由6个坝段所组成的,最大坝高为88m,大坝顶部宽度为10m,高程为696m,在本工程大坝施工中,采用碾压混凝土坝施工技术。大坝剖面形式如图1所示。

图1大坝剖面图

1水电站大坝混凝土施工特点

1.1具备较强的流动性

水下混凝土在实际浇筑中,并不需要依靠外部振动,只需要利用缝隙就能将钢筋充满,让其处处紧实,构成十分严密的结构,且在自流中,不会有分离骨料的状况发生。然而水下混凝土的坍落度在18cm到22cm之间,完全满足常规混凝土性能标准。但是水下混凝土的实际流动性会受到混凝土施工方式和现场施工条件的影响,大坝施工中所需的混凝土流动性较强,但极易在浇筑中出现骨料下沉的状况,若是流动性较小,则会加大水下捣实工作的难度,进而影响混凝土填充的速度。

1.2具备较强的抗分散性

大坝施工过程中,在混凝土内掺入一定量的絮凝剂,会有效减少混凝土掺合料的流失量,不会出现离析现象,有极强的抗侵蚀性。水下混凝土所具备的抗分散性能够利用水溶液的透光率或是酸碱值和筛洗混凝土来进行测试。若是絮凝剂用量高于水泥重量,酸碱值应在在8到10之间,而透光率在90%以上,其水泥损耗不会高于10.2%,而常规混凝土的水泥损耗率会高于60%。为此,水下混凝土有极强抗分散性,让水中的混凝土保持同等比例,在水下构成较均匀的混凝土结构。

2水电站大坝混凝土温控与防裂施工技术要点

2.1有效控制混凝土浇注温度

混凝土施工过程中,需要对混凝土的混合材料进行搅拌。在这一过程中,应对混凝土的温度进行严格的控制,将其控制在较低的温度标准上,并保证在进行混凝土浇筑作业前,其温度回升系数在0.25以下。需要注意的是,当在夜间进行施工时,应适当增加混凝土的浇筑作业,可以采用加冰、加骨料堆场的方式,控制其温度,避免出现温度增加多大的情况。按C40混凝土配合比进行混凝土施工,水泥、掺合料、砂、石子、外加剂、水分别与水泥的质量相比,其每立方用量如表1所示。

表1C40混凝土配合比

2.2泵压输送法

使用该方法时,需要用到的施工设备是混凝土输送泵,通过混凝土输送泵,可以实现同时进行混凝土浇筑工作和运输工作。甭管运输混凝土的位置需要足够恰当合适,一般在30~40cm之间,最大深度为1m,若是太深,会使泵送阻力变大,加强泵管压力,极易引发安全事故。若是太浅,会发生水向泵内反弹的状况,为此,一定要特别注意混凝土流注情况。泵压力输送方法的关键点包含:第一,在混凝土被输送以前,需把海绵球塞入到运输管道中再泵送,确保运输水和混凝土的管道互相分离,并保证运输管道的塞子同混凝土完全接触并把握管道填满。第二,在布设泵管时需全面考虑水下混凝土泵送的实际阻力,防止管道直径太小,造成管道弯曲,出现太多弯头情况,并利用一些策略来减小混凝土泵送阻力。第三,若是混凝土运输过程中突然断开,需立刻把管子插进即将要浇筑的混凝土中,防止水进到运输管道内。当水下混凝土浇筑范围太大时,需安排专门人员移动即将要浇筑的位置。第四,泵压完以后,需立即清洗混凝土泵,同时做好混凝土污水防范工作,以免冲出污染环境。

2.3优化碾压混凝土施工技术的配合比设计

水电站大坝碾压混凝土施工技术在实际应用过程中,为了保证其施工质量和效果,必须要重视碾压混凝土的配合比。在施工时,要结合实际情况,采取有针对性的措施对配合比进行不断完善和优化,为碾压混凝土的施工质量提供有效保障。在具体操作时,要与施工设计相关要求进行有效结合,在保证满足设计要求的同时,要对碾压混凝土的配合比进行科学合理的设计和优化。通过绝对体积法的合理利用,与水电站大坝的实际需求进行结合,这样不仅能够将混凝土本身的强度、抗渗性特征充分考虑其中,而且还能够对碾压混凝土施工技术在使用时涉及到的各种材料、指标进行严格把控。其中还包括外加剂的相容性、各种不同类型、性质等,这些都是其中非常重要的组成部分。

在针对用水量进行确定的时候,需要与粗骨料的最大粒径以及施工设计要求进行有效结合。只有通过最专业的判断和试验分析,才能够得出最佳用水量,为碾压混凝土的施工质量提升打下良好基础。除此之外,在碾压混凝土施工过程中,会需要用一定量的砂石。在对砂石进行选择和利用的时候,需要根据VC值最小、强度、以及表现密度大等一些基本原则,这样有利于对最佳砂率进行有效确定。在针对碾压混凝土进行拌制之前,需要提前做好试拌,这样有利于对施工过程中所需要的施工度进行有效确定。除此之外,如果在施工过程中,混凝土无法满足具体施工度要求的时候,可以及时采取有针对性的措施对其进行调整,为碾压混凝土施工技术的顺利实施提供有效保障。

2.4新型环氧砂浆护面材料修补技术

水工泄水建筑物在运行过程中需要不断维护,损坏后要及时修补。传统的抗冲磨修补材料主要采用预缩砂浆、环氧树脂砂浆(混凝土)、硅粉混凝土、聚合物水泥砂浆、聚脲等,它们均有各自的优缺点。近年来,一种新型NE-Ⅱ环氧砂浆及HG型环氧胶泥涂层护面材料修补技术在泄水建筑物修补中得到了广泛应用。

NE-Ⅱ型环氧砂浆具有无毒无污染、与混凝土匹配性良好、常温施工、不粘施工器具、与混凝土颜色基本一致、抗冲耐磨强度高、主要力学性能优良等特性。主要用于水工建筑物过流面的抗冲磨损、抗气蚀与抗冻融保护以及损坏后的修补,混凝土建筑物的缺陷修补以及补强与加固处理等。NE-Ⅱ型环氧砂浆及HG型环氧胶泥涂层护面材料已成功应用于黄河小浪底、三峡、紫坪铺、二滩、拉西瓦、龙头石、苏丹麦洛维、金安桥、瀑布沟、大岗山等国内外大、中型水利水电工程泄水建筑物的抗冲磨保护中,并发挥了重要作用。2.5水泥水化热温度的有效控制

由于水泥水化热过程中主要是释放大量的热能,会使混凝土的温度不断增加,必须从降低其水化热的角度对温度进行有效的控制。具体来说,可以使用低热或中热的水泥材料,将其作为混凝土的配方;同时,还可以采用添加I级粉煤灰的方式,将混凝土中使用的部分水泥进行替代,从而改变水泥的易性,提高水泥的拉应力。

3水电站大坝混凝土质量保障措施

3.1保障钻孔施工的施工质量

在混凝土工程施工的过程中,防渗工程是非常重要的一个施工环节,在这些施工工序中,钻孔的质量是要一定保障的。在钻孔施工的过程中,我们要对钻孔施工中的各项因素给予考量,首先是钻孔的孔位偏差,孔的深度,孔的斜度以及钻孔直径和钻孔的接头位置等等因素我们都要进行考量。同时对于钻孔中使用的孔套厚度以及嵌入的深度等等都要给予考虑。在钻孔施工的过程中,最为薄弱的一个环节就是钻孔的斜度以及钻孔的基岩嵌入深度。在这两个部分的施工过程中要充分的考量施工中的厚度因素,避免钻孔施工出现打穿的问题。在水利工程施工的过程中钻孔施工主要的施工方式为冲击钻孔结合液压抓斗施工相结合的方式进行钻孔成槽使用。在钻孔施工的过程中,如果没有规定嵌入深度的情况下,我们还可以使用冲击钻钻孔的施工方式进行钻孔施工。然后在钻孔施工后期还可以应用倒垂施工方法以及重锤施工方法来进行成槽施工,在这些施工技术应用的过程中,我们前期采用倒垂施工方法或者是重锤施工方法,后期采用液压抓斗的施工方式来进行成槽施工,这样的施工效果最好。我们在钻孔施工的过程中要对钻孔的斜度进行保障,通常情况下,斜度的偏差要有效的控制在百分之零点四左右,如果钻孔过程中出现了斜度超出规定范围的情况,我们就要对钻孔的斜度进行相应的纠偏。在这一纠偏过程中,我们要注意基岩的嵌入深度,必免将嵌入深度打穿,这样就会严重的影响钻孔的质量。

3.2对浇筑工程的施工质量进行控制

在混凝土浇筑的过程中,最主要的控制因素就是施工的材料以及施工的配比控制。在混凝土施工的过程中要注意对施工现场的保护,保障整个施工过程不受到外界的干扰,保障混凝土的施工质量达到施工要求。在混凝土浇筑施工的过程中我们要定期对施工材料进行检验,通过分析施工数据给出施工后续的操作。

3.3保障成槽施工的施工质量

清理成槽,当槽段完成后,应首先对其进行初步的清理,如:采用抽渣桶进行初步的捞渣换浆。清理完成后,应进行初次的验收,验收合格后再利用气举循环法进行换浆二次清槽,在混凝土导管安装的前期应利用这种方法再次进行清槽,主要是使混凝土浇筑前的底部沉淀小于10cm。

结束语

综上所述,在水电站大坝的施工过程中,混凝土施工中温度的控制是影响工程质量的重要因素。因此,必须采取优化配合比的设计方案、有效控制混凝土的浇筑温度以及采取间歇控制的方式,使混凝土浇筑温度符合施工标准。同时,为了避免混凝土施工中出现裂缝问题,必须从降低浇筑入模温度、严格控制水泥水化热等途径,提高防裂施工技术的应用水平。

参考文献:

[1]胡书红.锦屏一级水电站大坝混凝土温控管理实践[J].人民长江,2017,48(2):36-39+43.

[2]郝继锋.水电站大坝混凝土温控施工探讨[J].中国水运(下半月),2015,15(10):222-223.

[3]尤林,胡筱.溪洛渡水电站大坝混凝土温控与防裂研究[J].水电站设计,2013,29(3):22-25.

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