劉 密, 劉 銳

(中國水利水第八工程局有限公司，湖南 長沙 410004)

1 研究背景

由于大體積混凝土施工技術、工序銜接及溫控要求，在施工過程中需對混凝土做分層施工處理。分層分塊施工中將設置大量的施工縫，水平施工縫面的新老混凝土的層間結合處理將是控制壩體混凝土整體性的關鍵，若處理不當將降低混凝土的抗拉和抗剪強度，極易造成質(zhì)量隱患。溪洛渡大壩施工期間，為解決高拱壩新老混凝土良好結合的難題，使施工縫面滿足《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T5144—2001) “混凝土施工縫面應無乳皮，微露粗砂” 的要求，又適合溪洛渡大壩混凝土自身特點，對高拱壩混凝土施工工藝進行了研究[1]，最終確定采用高壓水沖毛施工工藝，并在整個溪洛渡大壩建設中不斷應用完善，最終縫面處理可做到表面無污染、無灰漿浮渣、無乳皮、無松動，外露面新鮮、粗糙、凝結完整，濕潤而無積水的效果，有效提高縫面施工質(zhì)量。

2 混凝土水平施工縫面處理原型試驗

2.1 試驗目的

通過試驗對比，比較施工縫面的三種處理方案對層面強度的影響，最終選擇適合溪洛渡大壩混凝土施工縫面處理方案。

2.2 處理方案

方案一：采用高壓水沖毛處理一直做到微露粗砂，表面無污染、無灰漿浮渣、無乳皮、無松動，外露面新鮮、粗糙、凝結完整，濕潤而無積水。

方案二：采用高壓水沖毛處理一直做到小骨料外露高度約為骨料直徑的1/3，表面無污染、無灰漿浮渣、無乳皮、無松動，外露面新鮮、粗糙、凝結完整，濕潤而無積水。

方案三：采用鈍器鑿毛方法處理到表面無污染、無灰漿浮渣、無乳皮、無松動，外露面新鮮、粗糙、凝結完整，濕潤而無積水。對出露一般以上、集中出露面積大于30 cm×30 cm的大骨料，均須撬掉。

2.3 試驗項目

根據(jù)要求展開方案一至方案三施工縫面處理，對處理后混凝土齡期為7 d、14 d、28 d時的三種處理方案進行層面強度比較，強度試驗主要包括抗拉、抗壓、抗剪三種，并根據(jù)設計院和監(jiān)理工程師要求開展聲波波速、鉆孔全景圖像及鉆孔壓水試驗等測試。

2.4 試驗程序

水平施工縫面試驗程序：試驗區(qū)選擇→劃分區(qū)域進行縫面處理→層間接縫材料澆筑→倉面其他混凝土澆筑→布孔(造孔)→鉆孔壓水、物探測試(聲波檢測和鉆孔全景圖像)、鉆孔取芯→封孔→強度試驗→整理數(shù)據(jù)上報監(jiān)理。

2.5 試驗方法

2.5.1 方案一

試驗區(qū)域混凝土澆筑完成24 h后采用高壓水沖毛機進行沖毛。沖毛壓力為40 MPa，沖毛槍噴口距縫面為5～7 cm，噴口與縫面夾角為75°，按照分條帶(約2.0 m)退行的處理方式進行沖毛，處理一直做到表面無污染、無灰漿浮渣、無乳皮、無松動，外露面新鮮、粗糙、凝結完整，濕潤而無積水。

2.5.2 方案二

試驗區(qū)域混凝土澆筑完成24 h后采用高壓水沖毛機進行沖毛。沖毛壓力為40 MPa，沖毛槍噴口距縫面為5～7 cm，噴口與縫面夾角為75°，按照分條帶(約2.0 m)退行的處理方式進行沖毛，處理一直做到小骨料外露高度約為骨料直徑的1/3，表面無污染、無灰漿浮渣、無乳皮、無松動，外露面新鮮、粗糙、凝結完整，濕潤而無積水。

2.5.3 方案三

試驗區(qū)域混凝土澆筑完成36～48 h后采用鐵錘和鋼釬等手工工具和風鎬進行縫面鑿毛處理。暫定要求鑿入深度為1～2 cm，使之形成干凈的毛面，具體可根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行調(diào)整。對出露一般以上、集中出露面積大于30 cm×30 cm的大骨料，均須撬掉。

處理完成后對鑿毛區(qū)域進行清理和沖洗，及時清理鑿除產(chǎn)生的廢棄物。采用渣斗集中吊運至基坑清基面，隨基坑清基面棄渣一起運輸?shù)街付ㄔ鼒觥?/p>

2.6 試驗結論

根據(jù)混凝土澆筑、各類試驗取樣、壓水試驗、芯樣檢測等結果對比，最終確定采用方案一進行水平縫面處理，即混凝土澆筑完成后、收倉20～24 h后開始進行混凝土水平縫面處理施工。采用高壓水沖毛與局部人工鑿毛相結合方式進行混凝土水平施工縫面處理。高壓水槍沖毛壓力為40 MPa，槍頭距縫面為5～7 cm，槍頭與縫面夾角為75°，將混凝土面上由于水泥浮漿所形成的乳皮去除，直到混凝土表面積水由渾變清，微露粗砂，泛露小石。

3 混凝土水平施工縫面施工工藝

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程圖

3.2 施工要點

(1)施工準備。開始施工前做好人員、設備、材料、施工通道、場地等準備工作。

(2)混凝土等強。根據(jù)現(xiàn)場進行的沖毛時間與混凝土沖毛效率試驗結果，高溫季節(jié)采用高壓水沖毛時宜在收倉后20～24 h進行(低溫季節(jié)可適當推后)。

(3)高壓水沖毛機沖毛。①目前大型工程中主要使用50 MPa及70 MPa的高壓水沖毛機，它們的主要技術參數(shù)詳見表1。②沖毛后的混凝土表面應達到去除乳皮、微露粗砂、泛露小石的規(guī)范標準。③高壓水沖毛作業(yè)前，應注意倉面養(yǎng)護水的控制，除正常養(yǎng)護用水外，應避免出現(xiàn)積水，以免形成水墊，降低沖毛效果。同時，倉面堆積物也應清除，以免增加沖毛難度，影響沖毛質(zhì)量。④高壓水沖毛機的布置應遵從盡量減少高壓膠管長度的原則，一般單根膠管長度最好不超過60 m。沖毛機臺數(shù)應根據(jù)倉面面積、沖毛機效率和允許作業(yè)時間來選定。⑤沖毛機沖毛作業(yè)時，每支噴槍必須由操作人員持緊，將槍口對準沖毛部位(嚴禁對人)。槍頭距沖毛面5～7 cm，夾角75°左右，集中精力，按射流與混凝土表面接觸的軌跡(寬帶狀)自左向右進行掃描，每排掃描應有少量重疊，以免打花。

表1 高壓沖毛機主要技術參數(shù)

3.3 縫面處理驗收

縫面處理結束后，需要進行縫面處理驗收工作，水平縫面處理效果需達到去除乳皮、微露粗砂、泛露小石的標準，橫縫面處理需達到凈除乳皮、縫面光潔的標準[2]。未達到要求的縫面需進行補充沖毛，直到達到標準后進入下一道工序施工。

3.4 質(zhì)量控制及安全措施

3.4.1 質(zhì)量控制措施

(1)高溫季節(jié)采用高壓水沖毛時宜在收倉后20～24 h進行。

(2)沖毛后混凝土水平施工縫面應去除乳皮、微露粗砂、泛露小石，橫縫面處理應凈除乳皮，縫面光潔。

(3)混凝土縫面宜采用50～70 MPa高壓水沖毛機進行沖毛，并清洗干凈、排除積水后交付備倉。高壓水沖毛時機和持續(xù)時間由試驗確定。

(4)倉面堆積物及積水應清除，以免增加沖毛難度，影響沖毛質(zhì)量。

(5)沖毛機沖毛時，射流與混凝土表面接觸的軌跡(寬帶狀)自左向右進行掃描，每排掃描應有少量重疊，以免打花[3]。

(6)沖毛機高壓膠管應保持平順，不得急轉(zhuǎn)彎，并應經(jīng)常檢查，若有損傷，應及時更換。

3.4.2 安全保障措施

(1)認真貫徹“安全第一、預防為主”的方針，根據(jù)國家相關規(guī)定、法規(guī)和結合施工實際情況制定適合項目施工及運行需要的安全管理制度和辦法，并督促按制定的規(guī)章制度和管理辦法執(zhí)行。

(2)施工前對操作人員進行培訓，使其在工作中有條不紊，保證安全生產(chǎn)。

(3)各施工小組要形成每班召開安全例會的習慣，組長交代本班工作，安全員交代作業(yè)注意事項，與會人員在安全例會記錄上簽字認可。

(4)各施工人員必需配備基本的安全保護用品，如安全帽、工作服等，沖毛水壓力很高，操作人員要戴好防護頭盔。

(5)各級安全人員要加強施工現(xiàn)場的巡視，在沖毛作業(yè)時，設置警示區(qū)，嚴禁非作業(yè)人員進入，保證施工安全。同時對操作人員進行監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)違章作業(yè)立即制止，并對當事人員予以處罰。

(6)夜晚沖毛時，嚴禁在照明條件不足的情況下進行沖毛施工，必須配置足夠的照明。

4 結束語

混凝土縫面處理施工工藝在不斷研究完善過程中形成了一套行之有效的施工方法，成功地應用到小灣、構皮灘等高拱壩混凝土縫面處理中，并在溪洛渡工程中進一步完善推廣?；炷量p面處理采用高壓水沖毛與其他處理方式相結合，加強了混凝土縫面層間結合，提高了混凝土的抗剪和抗拉強度，并在實踐過程中培養(yǎng)了專業(yè)的施工班組。相對其他縫面處理方式有效提高了混凝土施工質(zhì)量及工程進度，減輕了勞動強度，提高了工程的社會效益和經(jīng)濟效益。溪洛渡大壩已于2013年5月順利下閘蓄水，截至目前，溪洛渡大壩已經(jīng)歷了7年的蓄水運行，原型監(jiān)測成果表明各項指標均滿足設計要求，運行情況良好。該施工工藝研究不僅對類似工程建設有重要的借鑒意義，對于其他類型的大體積混凝土也同樣具有推廣價值。