王開(kāi)拓，王銀濤，李福育

(1.青海民族大學(xué)建筑工程學(xué)院，青海 西寧 810007； 2.濟(jì)南市水利建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，山東 濟(jì)南 250000)

萬(wàn)家寨水利樞紐大壩為混凝土重力壩，工程自2002年竣工驗(yàn)收至今，已經(jīng)過(guò)了10多年的凌汛和伏汛考驗(yàn)，泄水建筑物過(guò)流部位在經(jīng)受10多年過(guò)流沖刷和凍融等作用后，不同程度地出現(xiàn)各種破損。為保證泄水建筑物后期運(yùn)行安全，需要對(duì)泄流面、護(hù)坦、導(dǎo)墻進(jìn)行維修加固[1]。

其中對(duì)泄水底孔側(cè)壁的修復(fù)方案為表層老混凝土鑿除25 cm(保留鋼筋網(wǎng))，植入砂漿錨桿，鋪設(shè)面層抗裂鋼筋，澆筑表層高強(qiáng)混凝土至原設(shè)計(jì)面。該設(shè)計(jì)方案中，因保留原鋼筋網(wǎng)，又新加抗裂鋼筋和砂漿錨桿，導(dǎo)致鋼筋網(wǎng)分布密集，混凝土上料、入倉(cāng)平倉(cāng)和振搗困難，見(jiàn)圖1。按照設(shè)計(jì)方案，混凝土施工完成后需在表面進(jìn)行涂抹2 cm厚環(huán)氧砂漿施工，環(huán)氧砂漿對(duì)于基底混凝土澆筑質(zhì)量的要求較高，因此該項(xiàng)目混凝土施工是關(guān)系到工程整體質(zhì)量好壞的重要環(huán)節(jié)。王以斌等[2]通過(guò)對(duì)蘇阿皮蒂大壩泄流底孔鋼襯下部底板混凝土澆筑施工方案的研究，對(duì)存在鋼筋網(wǎng)分布密集，混凝土下料、平倉(cāng)和振搗難度大等困擾的工程混凝土施工，提供了經(jīng)驗(yàn)。

圖1 泄水底孔鑿除修復(fù)布置圖

1 底孔側(cè)壁薄層混凝土施工難點(diǎn)分析

泄水底孔側(cè)壁混凝土澆筑厚度僅為25 cm，鑿除老混凝土后發(fā)現(xiàn)原鋼筋網(wǎng)的保護(hù)層厚度為15 cm，原鋼筋網(wǎng)與設(shè)計(jì)鑿除面的間距僅有10 cm。新加防裂鋼筋網(wǎng)設(shè)計(jì)要求保護(hù)層厚度為8 cm，新老鋼筋網(wǎng)的間距僅為7 cm，新鋼筋網(wǎng)與模板的間距僅有8 cm，考慮鋼筋直徑后間距進(jìn)一步縮減，新植入的砂漿錨桿對(duì)混凝土的施工也有非常大的影響。狹窄的作業(yè)空間給混凝土的上料、入倉(cāng)和振搗帶來(lái)很大的困難，如何保證混凝土的澆筑密實(shí)度是首先要考慮和解決的問(wèn)題。

2 澆筑方案選定

2.1 新老混凝土的結(jié)合

為保證新老混凝土結(jié)合的質(zhì)量，避免在后期使用過(guò)程中從結(jié)合面處發(fā)生破壞，經(jīng)研究采用在澆筑前涂刷界面膠的施工方法。施工前經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)多組混凝土原位拉拔試驗(yàn)確定，見(jiàn)圖2，界面膠的粘接強(qiáng)度可以滿足工程要求，見(jiàn)表1。

圖2 混凝土原位拉拔試驗(yàn)圖

2.2 混凝土的上料和入倉(cāng)

原澆筑方案采用泵送作為混凝土的上料和入倉(cāng)方式，在混凝土泵出口端套一軟管直接入倉(cāng)，控制每倉(cāng)的高度為0.9 m。在實(shí)際施工過(guò)程中，由于倉(cāng)號(hào)內(nèi)密集的鋼筋網(wǎng)和錨桿的影響，加上倉(cāng)號(hào)入口較為狹窄，導(dǎo)致混凝土下沉的速度緩慢，直接采用軟管入倉(cāng)的方式會(huì)造成混凝土浪費(fèi)約45%。經(jīng)研究確定了新的混凝土上料和入倉(cāng)方式，主要是采用腳手架搭設(shè)載料平臺(tái)，載料平臺(tái)與該倉(cāng)號(hào)的底部齊平，泵送混凝土至載料平臺(tái)，再由人工使用鐵鍬入倉(cāng)。采用新方案增大了人工費(fèi)的投入，并且對(duì)項(xiàng)目的節(jié)點(diǎn)工期造成一定影響，但采取該方案可極大降低混凝土的浪費(fèi)并可保證混凝土的澆筑質(zhì)量。

表1 界面膠現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)記錄表

經(jīng)過(guò)調(diào)整后的方案降低了混凝土的澆筑效率，也導(dǎo)致堵泵現(xiàn)象的發(fā)生。究其原因?yàn)榛炷帘瞄g歇性工作造成混凝土在泵管中停留時(shí)間延長(zhǎng)，混凝土坍落度的損失加大導(dǎo)致流動(dòng)性變差，進(jìn)而發(fā)生堵泵。發(fā)生堵泵又會(huì)導(dǎo)致混凝土澆筑工作臨時(shí)停止，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工是非常不利的。為了解決該問(wèn)題，在保證混凝土強(qiáng)度不變的前提下，對(duì)調(diào)整后方案作進(jìn)一步改進(jìn)，適當(dāng)加大混凝土坍落度，略微減小混凝土中集料的最大粒徑，方便混凝土入倉(cāng)后向下流動(dòng)，混凝土配合比見(jiàn)表2。同時(shí)加大人工的投入，從原來(lái)的“一泵一平臺(tái)”增加到“一泵四平臺(tái)”，減少混凝土在泵管中的停留時(shí)間，從而大大降低了堵泵的發(fā)生頻率，也提高了施工速度。

表2 泄水底孔側(cè)壁混凝土配合比表

2.3 混凝土的振搗

人工采用Ф 25插入式軟軸振搗器和附著式振搗器(列間距1.5 m，每層距離底部模板40 cm)進(jìn)行振搗，保證每段混凝土施工滿足設(shè)計(jì)要求。頂部新老混凝土交界處，混凝土振搗采用Φ25插入式軟軸振搗器進(jìn)行振搗，人工抹面封角。

混凝土振搗要密實(shí)，振搗時(shí)間由20～30 s延長(zhǎng)至40～50 s，以混凝土中骨料不再顯著下沉，不出現(xiàn)大量氣泡，并開(kāi)始泛漿為準(zhǔn)，避免過(guò)振[3]。

3 新澆筑方案與原澆筑方案比較

原澆筑方案雖然在人工上可以做到比較大的節(jié)省，但是并不能保證新老混凝土的結(jié)合面質(zhì)量，且澆筑出的混凝土質(zhì)量較差，易造成混凝土的浪費(fèi)，澆筑的速度也較慢，效率較低。

新確定的澆筑方案可以很好的解決新老混凝土的結(jié)合問(wèn)題，澆筑質(zhì)量也較好，但價(jià)格較貴。兩種方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)比較見(jiàn)表3。

表3 新澆筑方案與原澆筑方案優(yōu)缺點(diǎn)比較表

通過(guò)上述兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析比較，結(jié)合萬(wàn)家寨水利樞紐度汛需要和業(yè)主對(duì)工程質(zhì)量的要求，并對(duì)施工方案進(jìn)行多次調(diào)整，最終確定采用新澆筑方案進(jìn)行混凝土施工。

4 施工工序及工藝

4.1 施工順序

泄水底孔側(cè)壁澆筑時(shí)，采取從下游至上游的順序，按照原有構(gòu)筑物分縫分3區(qū)進(jìn)行澆筑，見(jiàn)圖3，側(cè)壁澆筑時(shí)每倉(cāng)高度0.9 m。混凝土下落高度不大于1.5 m，混凝土塌落度160～180 mm，混凝土技術(shù)指標(biāo)為C50F300W6一級(jí)配，控制集料最大粒徑2 cm。

4.2 施工工藝

1)倉(cāng)面清洗。采用施工供水系統(tǒng)布設(shè)的供水管對(duì)倉(cāng)面進(jìn)行清洗，保證澆筑倉(cāng)面上沒(méi)有浮漿，灰塵，石渣等污物，保證倉(cāng)面上無(wú)積水，并經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行下一道工序。

2)原鋼筋網(wǎng)恢復(fù)、新防裂鋼筋網(wǎng)和預(yù)埋件制安。原結(jié)構(gòu)鋼筋網(wǎng)應(yīng)進(jìn)行拉直或更換的恢復(fù)，以確保鋼筋網(wǎng)面層的平整，以便進(jìn)入下道工序施工。

測(cè)量人員用全站儀嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙尺寸進(jìn)行放樣，使誤差控制在±0.5cm范圍之內(nèi)，并采用紅漆標(biāo)識(shí)。

鋼筋加工統(tǒng)一在鋼筋加工場(chǎng)分批加工制作，鋼筋成品按直徑、編號(hào)及安裝順序分別堆放，自卸汽車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，25 t汽車吊裝卸。鋼筋安裝采用現(xiàn)場(chǎng)手工綁扎和焊接，鋼筋連接采用焊接?，F(xiàn)場(chǎng)施工工序?yàn)椋轰伭?、劃線、綁扎、焊接和倉(cāng)位清理。

在現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中須根據(jù)測(cè)量點(diǎn)劃線控制鋼筋布置間距，鋼筋的連接和接頭錯(cuò)縫須滿足規(guī)程、規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

圖3 泄水底孔側(cè)壁澆筑分區(qū)示意圖

埋件主要為2 cm厚高壓聚乙烯閉孔板、鋼板及側(cè)壁兩側(cè)用來(lái)搭設(shè)操作平臺(tái)的錨筋和固定模板的插筋。因?yàn)楦邏壕垡蚁╅]孔板質(zhì)地偏軟，澆筑時(shí)振搗原因容易造成跑位，故施工時(shí)將閉孔板粘接在6 mm鋼板上，施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙位置進(jìn)行預(yù)埋、固定。錨筋長(zhǎng)度方向每1 m布設(shè)一根，每根形成一個(gè)平臺(tái)，平臺(tái)高差0.5 m。

3)噴涂界面膠。為增強(qiáng)新老混凝土結(jié)合面的粘接能力，在新混凝土澆筑前須在原混凝土表面噴涂界面膠，厚度不超過(guò)1 mm。界面膠噴涂使用廠家配套的專用氣壓噴膠機(jī)，噴涂均勻，不漏噴。為保證能在界面膠最佳使用時(shí)間內(nèi)進(jìn)行混凝土澆筑，在界面膠涂刷完畢后立即進(jìn)行模板安裝，界面膠噴涂完畢至模板安裝完成時(shí)間間隔不得大于2 h，模板安裝完成后馬上進(jìn)行混凝土澆筑。

4)模板安裝。側(cè)壁混凝土采用P3015鋼模板為主，木模板進(jìn)行局部輔助，支撐系統(tǒng)的橫、豎圍檁為Φ48×3.5 mm鋼管組成，鋼管間排距為75 cm×75 cm，模板內(nèi)支撐采用拉桿固定，拉桿采用Φ16圓鋼。因?yàn)楸竟こ虨楸踊炷潦┕?，振搗棒易與模板接觸，為防止模板底部加固不牢固，造成底部模板變形，將模板底排拉桿數(shù)量增加為3根，模板中部、頂部拉桿各設(shè)置2根，為防止混凝土澆筑過(guò)程中模板底部漏漿，在模板底部與下層混凝土接觸面位置設(shè)置雙面膠。

安裝后的模板表面保證光滑、接縫嚴(yán)密，不漏漿，模板內(nèi)側(cè)澆筑前涂刷脫模隔離劑，以保證混凝土外表光滑平順[4]。

5)混凝土澆筑。依照新澆筑方案按1-3區(qū)的順序進(jìn)行混凝土澆筑，收倉(cāng)后對(duì)混凝土進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)齡期。

5 結(jié) 語(yǔ)

萬(wàn)家寨水利樞紐底孔側(cè)壁薄層混凝土在澆筑施工過(guò)程中，因采取了合理的上料、入倉(cāng)和振搗方案，并采用噴涂界面膠、調(diào)整混凝土集料級(jí)配和坍落度等措施，保證了混凝土的澆筑質(zhì)量。拆模后進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查，除兩處共約0.4 m2出現(xiàn)蜂窩麻面等缺陷外，整體外觀質(zhì)量良好?；炷吝_(dá)到設(shè)計(jì)齡期后經(jīng)原位拉拔實(shí)驗(yàn)測(cè)試，澆筑質(zhì)量滿足要求。雖然入倉(cāng)方式的變更還是導(dǎo)致工期延誤了5 d，但為后序環(huán)氧砂漿的施工打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)，也取得了業(yè)主的好評(píng)。整體來(lái)說(shuō)，該方案是切實(shí)可行的。