耿 軍

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，成都，610091)

淺談水利水電工程清水混凝土施工

耿 軍

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，成都，610091)

本文根據(jù)水利水電工程結(jié)構(gòu)混凝土的特點，探索了清水混凝土的質(zhì)量控制標(biāo)準、原材料和半成品的質(zhì)量控制和模板施工工藝，從外觀色差、平整度、分縫、成品保護等方面總結(jié)了施工工藝及控制措施。

清水混凝土 施工工藝 外觀質(zhì)量 質(zhì)量控制標(biāo)準 水利水電工程

1 工程概況

豐寧抽水蓄能電站位于河北省豐寧滿族自治縣境內(nèi)，工程區(qū)距豐寧縣公路里程約62km，工程規(guī)劃裝機容量3600MW，為一等工程，大(1)型規(guī)模。上水庫灌漿洞襯砌，進/出水口結(jié)構(gòu)、明渠底板及邊墻、引水事故閘門井及隧洞段襯砌，水位變動區(qū)邊坡襯砌等部位按照普通清水混凝土施工；上、下庫防浪墻及其它設(shè)計有美觀要求的部位按照飾面清水混凝土施工。

2 清水混凝土的定義及質(zhì)量控制標(biāo)準

2.1 清水混凝土的定義

依據(jù)DL/T5306-2013《水電水利工程清水混凝土施工規(guī)范》，清水混凝土定義為：直接利用混凝土成型后的自然質(zhì)感作為飾面效果的混凝土。清水混凝土包括普通清水混凝土、飾面清水混凝土和裝飾清水混凝土三種。

普通清水混凝土是表面平整、光潔，顏色均勻、無明顯色差，對飾面效果無特殊要求的清水混凝土；飾面清水混凝土是表面顏色基本一致，由有規(guī)律的螺栓孔眼、明縫、蟬縫、假眼等組合形成的、以自然質(zhì)感為裝飾效果的清水混凝土。

2.2 質(zhì)量控制標(biāo)準

2.2.1 外觀

色澤均勻、無明顯色差；混凝土密實整潔，面層平整，棱角整齊平直，梁柱節(jié)點、線、面清晰并平順，無油污、銹斑及粉化物，無流淌和沖刷痕跡，無明顯的裂縫，無漏漿、跑漿、漲模，無爛根、明顯錯臺、冷縫、蜂窩、麻面和孔洞；無剔鑿、磨、抹或涂刷修補處理痕跡；穿墻螺栓孔眼整齊，顏色與墻面基本一致；混凝土保護層無露筋，預(yù)留孔洞、施工縫整齊。

2.2.2 外形尺寸

結(jié)構(gòu)軸線通直，幾何尺寸正確，陰陽角的棱角整齊、角度方正；所有結(jié)構(gòu)線條規(guī)則順直，無明顯的凸凹及錯臺。

模板拼縫嚴密平整，無明顯錯臺痕跡。

垂直度、平整度的偏差應(yīng)小于規(guī)范要求的標(biāo)準。

2.2.3 原材料及半成品質(zhì)量控制

(1)水泥宜選用強度不低于42.5的普通硅酸鹽水泥，水泥應(yīng)為同一品種、同一廠家、同一強度等級；

(2)粉煤灰宜采用同一廠家、同一規(guī)格型號的Ⅰ級粉煤灰；

(3)外加劑宜采用同一廠家、同一規(guī)格型號的，且要求性能穩(wěn)定、與水泥品種相適應(yīng)；

(4)粗骨料宜采用級配連續(xù)、顏色均勻、表面潔凈，且針、片狀顆粒含量不大于15%；

(5)細骨料宜采用中砂，其含泥量應(yīng)小于2%；

(6)配合比需在施工前設(shè)計完成并報監(jiān)理審核；

(7)混凝土采用拌合樓集中供料，攪拌時間需比普通混凝土延長20s～30s，塌落度嚴格按照批復(fù)的配合比控制。拌合物應(yīng)有良好的和易性、黏聚性和均勻性。

3 模板施工

3.1 模板設(shè)計

3.1.1 模板設(shè)計原則

(1)模板應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分塊設(shè)計，所選模板應(yīng)結(jié)構(gòu)可靠、構(gòu)造簡單、方便安拆、通用性強、經(jīng)濟合理；

(2)模板拉筋孔排列整齊，幾何尺寸精確、面板平整光潔、盡量減少拉桿數(shù)量；

(3)當(dāng)模板需要接高時，模板不應(yīng)錯縫排列，模板拼縫豎向上下通直、橫向平順。橫縫應(yīng)從地面向上均勻布置，余數(shù)放在頂部；

(4)模板應(yīng)高出倉位澆筑高度100mm。

3.1.2 模板選型

中、邊墩、墻外露或者過流面采用3.0m×3.1m多卡模板，封堵采用組合鋼模板與木模配合；墩頭采用大塊定型鋼模板；頂模采用膠合板；豎井襯砌采用大塊組合鋼模板；矩形引水洞側(cè)墻采用P6015+P1015組合鋼模板；漸變段隧洞使用拼裝木模板(膩子刮平)；上庫圓形平洞采用鋼模臺車襯砌施工；面板混凝土采用滑模施工；溢流面混凝土采用翻轉(zhuǎn)模板施工。

3.2 模板安裝與拆除

3.2.1 準備工作

檢查模板是否整潔、面板是否已經(jīng)涂刷脫模劑，檢查模板及其附件的數(shù)量。型號是否滿足現(xiàn)場施工。

3.2.2 測量控制

首倉混凝土澆筑前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙放樣出結(jié)構(gòu)邊線，并彈墨線。第二層模板由模板工吊鉛錘，測量校核。

3.2.3 模板安裝

模板安裝時應(yīng)輕拿輕放，禁止拖拽、撞擊模板。大型模板吊裝時應(yīng)派專人負責(zé)面板保護，并經(jīng)常檢查吊鉤是否穩(wěn)固。

模板安裝蟬縫應(yīng)滿足外觀要求，做到模板拼裝縫橫平豎直、整齊劃一，模板安裝允許偏差應(yīng)滿足規(guī)范要求。

模板加固應(yīng)采用螺栓或卡具連接，以保證模板間接縫的緊密、牢靠。大模板通過自帶背架加固，組合鋼模板使用鋼管圍檁加固。模板加固時，螺桿安裝位置正確，受力滿足設(shè)計要求。螺桿部位使用統(tǒng)一堵頭，以保證螺桿孔的一致。預(yù)留孔洞處的模板安裝應(yīng)在模板周圍增加拉桿的數(shù)量。

為防止混凝土澆筑過程中的漏漿，模板與基礎(chǔ)或者模板與模板之間應(yīng)增設(shè)雙面泡沫膠止?jié){。

3.2.4 模板拆除

模板拆除須在混凝土強度達到規(guī)范要求后進行。側(cè)模的拆除時間應(yīng)在混凝土強度達到表面及棱角不受損的強度時方可拆模。

模板拆除自上而下進行。各緊固件依次拆除后，應(yīng)輕輕將模板撬離結(jié)構(gòu)體，并注意對螺桿孔眼的保護。須在確認模板與混凝土結(jié)構(gòu)間無任何連接后，方可移開模板，且不得碰撞混凝土成品。

大模板拆除時應(yīng)先松動模板間的螺栓和拉桿，松動斜撐調(diào)節(jié)絲桿，待模板與墻體完全脫離后，按順序起吊模板。

拆下的模板、支架及其配件應(yīng)及時清理、維護，應(yīng)采用面對面的方式碼放。存放場地應(yīng)做好防雨、排水措施。

4 混凝土施工

4.1 澆筑分倉、分段

混凝土的澆筑根據(jù)設(shè)計圖紙施工縫分段，一般分倉高度為3m，頂板部位為方便混凝土澆筑施工，分倉高度根據(jù)現(xiàn)場情況而定。

4.2 混凝土拌合、運輸

清水混凝土的拌合應(yīng)按照確定的配合比進行配料，攪拌時間應(yīng)比普通混凝土延長20s～30s?；炷恋陌韬显O(shè)備應(yīng)用強制式攪拌設(shè)備，稱量準確，拌合能力滿足施工要求，保證混凝土連續(xù)、均勻施工。清水混凝土拌合物工作性能應(yīng)穩(wěn)定，無離析、泌水現(xiàn)象，從攪拌結(jié)束到混凝土入倉不應(yīng)超過90min，并且應(yīng)滿足90min塌落度經(jīng)時損失小于30mm的要求。

4.3 混凝土的入倉

混凝土的入倉手段主要有：溜槽、泵送、塔機、吊車、反鏟等。根據(jù)澆筑部位的結(jié)構(gòu)形式、施工條件、設(shè)計技術(shù)要求等進行混凝土配合比設(shè)計，根據(jù)配合比設(shè)計的塌落度，決定混凝土的入倉手段。

澆筑施工時，混凝土的自由下落高度應(yīng)該控制在150cm內(nèi)。同時，若在混凝土振搗時有水泥漿濺至木板上，應(yīng)及時擦除干凈。

出現(xiàn)混凝土配料單錯用或輸入配料指令錯誤的；混凝土配料時，任意一種材料計量失控或漏配的；使用原材料類別與施工配料單不相符的；拌和不均勻、夾混生料或冰塊的；擅自加水、調(diào)改配料量的視為不合格材料，不允許入倉澆筑，對已經(jīng)入倉的不合格料應(yīng)該予以清除。

4.4 平倉振搗

混凝土入倉后應(yīng)及時平倉振搗，不得堆積。倉內(nèi)粗骨料堆疊時，應(yīng)均勻地分布至砂漿較多處或待振搗的混凝土面上，但不得用水泥砂漿覆蓋，以免造成內(nèi)部蜂窩。

在傾斜面上澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)從低處開始澆筑，澆筑面應(yīng)保持水平，并應(yīng)與傾斜面垂直相交，不應(yīng)出現(xiàn)尖角。

混凝土澆筑時應(yīng)保證澆筑的連續(xù)性，澆筑的間歇時間應(yīng)滿足規(guī)范的要求。

混凝土振搗，應(yīng)符合下列要求：

(1)混凝土澆筑應(yīng)先平倉后振搗，嚴禁以平倉代替振搗或以振搗代替平倉；

(2)混凝土振搗應(yīng)采取梅花形布點，布點間距按照1倍的振搗半徑控制，振搗時間應(yīng)以混凝土粗骨料不再顯著下沉并開始泛漿為準，避免漏振、欠振或過振；

(3)振搗設(shè)備的振搗能力應(yīng)與澆筑機械和倉面狀況相適應(yīng)，大倉面澆筑宜配置振搗機振搗；

(4)澆筑層厚定為50cm，澆筑第一坯層、臺階邊坡的混凝土?xí)r應(yīng)加強振搗；

(5)振搗第一坯層混凝土?xí)r振搗棒頭應(yīng)距硬化面5cm，振搗上層混凝土?xí)r振搗棒頭應(yīng)插入下層混凝土5cm～10cm；

(6)振搗設(shè)備距離模板邊緣應(yīng)該控制在20cm～30cm，在模板附近、鋼筋密集處、止水及預(yù)埋件等部位應(yīng)加強振搗，且不能觸碰鋼筋及預(yù)埋件；

(7)混凝土的振搗應(yīng)派專人負責(zé)。

混凝土澆筑過程中禁止向倉內(nèi)加水，并避免外部的水流進倉內(nèi)；混凝土的和易性較差時應(yīng)采取加強振搗的方式。

4.5 施工縫處理

混凝土收倉面應(yīng)澆筑平整，其抗壓強度未達到2.5MPa前，不能進行下道倉位的準備工作。

施工縫采用鑿毛處理，剔除松動石子或浮漿層，保證施工縫面無乳皮、露粗砂，并將縫面清洗干凈。

門槽二期混凝土與主體結(jié)構(gòu)的縫面等特殊部位，應(yīng)采用免拆除的金屬模板網(wǎng)。

4.6 混凝土養(yǎng)護

混凝土在拆模完成后應(yīng)及時使用薄膜或者土工布覆蓋，并及時灑水養(yǎng)護，保證混凝土始終處于濕潤狀態(tài)。

灑水養(yǎng)護的時間不能低于28d，對有飾面效果要求的部位應(yīng)適當(dāng)延長養(yǎng)護的時間。

有抹面要求的部位，不能過早灑水，抹面完成后盡快進行保濕養(yǎng)護，并根據(jù)混凝土凝固劑氣溫情況決定灑水養(yǎng)護的時間。

為防止混凝土表面產(chǎn)生污染，養(yǎng)護用水應(yīng)當(dāng)與拌合用水一致，并且要求同一視覺范圍內(nèi)的清水混凝土的養(yǎng)護措施應(yīng)當(dāng)一致。

設(shè)置專人負責(zé)混凝土的養(yǎng)護，并做好混凝土養(yǎng)護記錄。

4.7 清水混凝土的缺陷修補

在施工的過程中，可能存在少量的氣泡、漏漿、砂線及模板拼縫痕跡等細小弊病，可以用與結(jié)構(gòu)混凝土強度等級相同，同品種的水泥，摻加一定量的白水泥制成水泥漿，對氣泡進行填塞修補；對于有防水要求的結(jié)構(gòu)混凝土，其螺桿孔的封堵應(yīng)采用有防水效果預(yù)縮砂漿或者環(huán)氧材料的材料進行封堵。

缺陷修補的部位在水泥漿硬化后，應(yīng)采用細砂紙打磨光潔，并用水沖洗干凈。修補后的部位應(yīng)無明顯的修補痕跡。

4.8 混凝土的成品保護

(1)施工完成后應(yīng)及時使用薄膜或者土工布進行覆蓋，既可以起到養(yǎng)護的作用，也可以防止上層混凝土施工的砂漿污染已經(jīng)施工完成的清水混凝土的表面；

(2)陽角等容易被磕碰的部位，采用膠合板進行保護，防止混凝土邊角被磕碰破壞；

(3)當(dāng)掛架、腳手架吊籃等施工設(shè)備需要與成品混凝土墻面接觸時，應(yīng)使用墊板保護；

(4)禁止剔鑿成品混凝土表面。

5 特殊氣溫條件下的施工措施

5.1 雨季施工

(1)雨季施工，應(yīng)提前收集氣象信息，合理安排施工，雨天不再安排清水混凝土的澆筑施工；

(2)增加骨料含水率的測定頻率，適當(dāng)調(diào)整拌合用水量；

(3)骨料堆應(yīng)設(shè)置排水和防污水污染的設(shè)施，頂部增加防雨棚；

(4)倉內(nèi)采取排水、截水措施，防止雨水流入倉內(nèi)；

(5)雨后應(yīng)先排除倉內(nèi)積水，如混凝土能重塑，被雨水沖刷的部位應(yīng)加鋪砂漿后繼續(xù)澆筑，否則應(yīng)按施工縫處理。

5.2 冬季施工措施

日平均氣溫連續(xù)5d在5℃以下或最低氣溫連續(xù)5d在-3℃以下時，應(yīng)按低溫季節(jié)要求施工。

根據(jù)豐寧地區(qū)氣候情況，冬季施工混凝土采用蓄熱法。低溫季節(jié)摻入混凝土的防凍劑應(yīng)經(jīng)過試驗對比，混凝土表面不得產(chǎn)生明顯的色差。

當(dāng)日平均氣溫連續(xù)5d在-5℃以下時，應(yīng)將骨料加熱。骨料加熱可用暖風(fēng)機，粗骨料可采用蒸汽直接加熱，但不得影響混凝土的水膠比。骨料不需加熱時，粗骨料表面不應(yīng)結(jié)冰，不摻混冰雪；細骨料不得含有凍塊。

低溫季節(jié)混凝土宜采用熱水拌和。拌和用水溫度超過60℃時，應(yīng)改變拌和加料順序，將骨料與水先拌和，再加入水泥，以免水泥假凝。

冬季施工混凝土的運輸工具應(yīng)采取保溫措施，就是將攪拌車的攪罐覆蓋，將自卸汽車的車斗覆蓋等。

混凝土澆筑倉位搭設(shè)暖棚或者創(chuàng)造相對密閉、保溫的施工空間，倉內(nèi)倉面溫度應(yīng)大于3℃，對于低于3℃的部位應(yīng)使用暖風(fēng)機加熱至3℃以上，方可澆筑混凝土。

混凝土澆筑完成并初凝后，應(yīng)使用不吸潮的保溫材料將混凝土表面覆蓋，保證混凝土在達到設(shè)計強度的30%前不受凍。

當(dāng)氣溫低于-15℃時，禁止進行清水混凝土的相關(guān)施工。

6 結(jié)語

(1)通過試驗優(yōu)化配合比參數(shù)，有利于減少氣泡及局部混凝土色差；適當(dāng)增加塌落度有利于減少混凝土的氣泡；

(2)使用雙面泡沫膠可以有效減少漏漿；

(3)鋼管圍檁及木枋配合拉筋使用，可以減少結(jié)構(gòu)形變；

(4)合理布置振搗機具，適當(dāng)加長振搗時間，可以最大限度保證振搗質(zhì)量并減少混凝土表面氣泡。

耿 軍(1965.06-)，男，河南鄭州人，工程師，主要從事水利水電工程技術(shù)。

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