刍议克孜尔水库除险加固防浪墙混凝土施工质量管理-技术创新

刍议克孜尔水库除险加固防浪墙混凝土施工质量管理

日期：2016-3-15 19:09:22　来源：互联网　浏览数：
　

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0· 前言
    克孜尔水库枢纽工程位于塔里木河水系渭干河流域，以灌溉、防洪为主，兼具水力发电、水产养殖和旅游等综合效益性。水库于20 世纪90 年代竣工，运行中发生多次洪水和地震等自然灾害，2007 年5月通过新疆水利厅组织的大坝安全鉴定，被确定为三类坝，列入全国第三批病险水库除险加固专项规划，并于2009 年5 月动工进行除险加固。
    主坝加固方案主要是下游按原坝坡1∶2. 25坡度培厚加高，上游则将原坝体防浪墙及坝顶路面拆除并进行坝体加高1 m后进行防浪墙施工。主坝防浪墙全长1 080 m，墙高5. 00 m，底宽2. 8 m，为重力式挡土墙。座落在上游1 m宽砂砾料及1. 8 m宽黏土心墙上，在防浪墙底部中间部位设有深50 cm，上口宽50 cm、下口宽30 cm的榫槽，混凝土标号C25F200W4。
    1· 施工方案的制定
    1. 1 混凝土级配的选择
    大坝防浪墙是坝顶施工中最困难的施工部位，其为薄壁混凝土结构，施工难度较大［1］。因防浪墙墙高5 m，且下游面有3 个渐变段，根据防浪墙结构形式，经技术经济比较，以便于架立模板及利于混凝土施工浇筑考虑，确定分3 期进行混凝土浇筑，每1期浇筑为一浇筑区，即按图1 所示，浇筑次序依次为①区、②区、③区。根据结构物断面尺寸大小、钢筋设计的疏密程度以及当地砂、石骨料的供应情况综合考虑，3个浇筑区均采用常态二级配混凝土。

    1． 2 施工工艺
    1. 2. 1 榫槽开挖及垫层浇筑
    心墙黏土填筑至1154. 4 m高程后，人工进行榫槽开挖和建基面清理，随后进行5 cm厚M10 砂浆垫层浇筑。
    1. 2. 2 钢筋制安
    防浪墙钢筋应预先在制作场制作完毕，进行钢筋编号分类码放整齐。待5 cm厚M10砂浆垫层达到一定的强度后，放线进行钢筋安装，钢筋接头采用双面搭接焊接。接头应错开50 ㎝，双排钢筋之间每一米增设一根架立筋，梅花形布置，架立筋采用Φ12 的钢筋，主钢筋与分布钢筋采用22#铁丝梅花形绑扎或点焊，钢筋间距应确保均匀。
    1. 2. 3 模板架立
    钢筋安装完毕后，随后进行模板架设。模板主要采用6015 型组合钢模。模板与垫层之间的缝隙用砂浆封堵，确保混凝土浇筑过程中不漏浆。模板竖向架立，采用撑拉的方法加固，即每层模板外侧设2 排4 根48 Φ钢管作横向围柃，长度6 m。横向围柃外侧每相隔1. 2 m再设一道竖向围柃( 并排两根) 。竖向围柃依每一浇筑区的高度确定，并排两根竖向围柃的中心对正两张竖向架立模板的间隙，仓面两侧模板之间采用对拉钢片紧固，钢片两头焊接14Φ的螺杆。具体方法为: 对拉钢片从两侧竖向模板的间隙和并排两根竖向围柃的中心穿越后，用碟卡套在对拉钢片两头焊接的螺杆上，用螺帽上紧，紧紧对称卡住两侧模板外两根竖向围柃。竖直方向对拉钢片间距75 cm，横向对拉钢片间距1. 2 m，梅花型布置［2］。模板间的间隙采用双面胶封堵。
    围柃外侧采用钢管或圆木支撑和斜拉的方法加固。如何确保围柃外侧支撑的钢管或圆木固定牢固，也即解决模板支护固定问题，是需要认真研究的。分析认为: ①区2. 8 m宽，上游面0. 9 m高的底座混凝土模板支护很好解决，而②区2 m和③区2. 1 m高的混凝土墙支护则有一定难度。经论证，在大坝上游坝坡20 ㎝厚的现浇混凝土面板施工中埋设40 ㎝长的48Φ 钢管作为锚筋来解决支护问题可一举两得，48Φ 钢管即可作为上游混凝土面板施工图所设计的永久排水管之用，也可用于防浪墙上游模板的斜拉和利用断面10* 10 ㎝方木进行支顶固定之用。下游面模板的支护则是在①区混凝土施工中，距离底座下游面20 ～ 30 ㎝左右埋设70 ㎝长的2Φ5 锚筋，用于②区和③区下游模板的斜拉和方木进行支顶之用。
    1. 2. 4 混凝土的拌制和运输
    混凝土拌合站应以距离施工现场较近，场地适当开阔，砂、石骨料及其它物料便于堆放，施工道路平坦，水电供应较为便利的原则设置，切忌设置在低洼地带。
    本工程经现场勘察，拌合站设在坝轴线下游约800 m处，采用1m3强制式搅拌机拌合，各种物料均严格按批准的配合比电子计量配料，搅拌时间≥1. 5min，按浇筑仓面计划用量拌制。使用8m3 混凝土搅拌车运输，其运输能力完全可满足混凝土浇筑强度的需要，使混凝土浇筑工作连续进行，在混凝土运到浇筑地点时，仍保持和易性及规定的坍落度。
    1. 2. 5 混凝土浇筑工序的质量控制
    防浪墙每12 m为一段，采用跳仓浇筑方式，先浇筑相隔几个仓室的防浪墙，待拆模后再补仓浇筑。浇筑①区前，先将防浪墙下游填筑80 ㎝高的砂砾料，以保证混凝土运输等重型车辆不在黏土心墙上行驶，避免造成黏土剪切破坏。同时，回填后的砂砾料高层高于混凝土浇筑高程，混凝土即可采用溜槽入仓的方式，①区浇筑完毕后，浇筑; ②区; ③区只搭设简易脚手架供人工操作，混凝土采用16T 吊车起吊混凝土吊灌入仓，工人站在简易脚手架上辅助作业和进行混凝土振捣。
    1. 3 技术要求
    模板应清理洁净，并均匀涂刷脱模剂，堆码整齐，随时备用。浇筑混凝土前，应仔细检查拌和设备是否完好。浇筑过程中应定期检查混凝土的均匀性和坍落度，混凝土浇筑应在一次作业中连续进行，达到设计的施工缝为止，允许的间断时间应小于混凝土的初凝时间，在浇筑过程中或浇筑完成时，对混凝土裸露面应及时进行收面、抹平并压光。当裸露面面积较大或气候不良时，应覆盖防护，但在混凝土初凝前，覆盖物不得接触混凝土面，工程各部位混凝土的浇筑日期、时辰及浇筑条件都应保持完整的记录。混凝土一经入仓，应立即进行仔细的振捣，使之形成密实的均匀体。
    施工缝应待混凝土初凝后刨毛处理，以保证新老混凝土接合良好。
    混凝土应及时养护，养护期应最少保持28 天或经监理工程师指示的天数。洒水养护安排专人负责，混凝土表面应始终保持湿润，覆盖的养护毯应采用能保持湿润的吸水材料。
    混凝土浇筑前先使用水准仪在基础面确定高程，待模板安装完毕后在模板上标记控制点，在施工过程中随时跟踪测量，控制防浪墙平整度和设计尺寸。
    2· 出现的问题剖析及对策
    防浪墙混凝土施工中，发现以下质量问题:
    为提高效率，保证工期，采用多段防浪墙同时作业，平行施工的方法。待防浪墙施工完毕拆模后发现②区下游面均存在蜂窝麻面现象，因②区下游面将回填砂砾料，属于隐蔽内面，无严格的外观质量要求。采取加固补强的方法完全可以解决。但多段防浪墙均出现此问题，则非偶然性因素造成，属于质量通病，应认真研究，加以解决。
    分析认为: 出现这个问题主要原因的是防浪墙②区下游浇筑斜面为1∶ 0. 3的坡度，上口30 cm，下口90 cm，高2 m。坡度较缓，钢筋较密，操作人员无法进入仓内平仓振捣，而站在上口，振捣棒还无法完全充分，万无一失的保证将斜面7 ～ 9 cm坍落度的常态混凝土振捣密实，无蜂窝麻面。
    经论证，在②区混凝土浇筑中采用18 ～ 20 cm的泵送混凝土配合比，由于泵送混凝土流动性、保水性和黏聚性较好，易密性相对也比常态混凝土要好得多，确保了混凝土振捣密实。只是成本略高。
    ①、②区混凝土迎水面接缝处有细微的错台出现。分析认为: ①区混凝土浇筑完成后，进行混凝土施工缝处理和架设②区模板，再进行②区混凝土浇筑。因①、②区混凝土不是一次性浇筑完成的，混凝土对模板的侧压力不一致，模板的变形出现细微突变现象，造成①、②区混凝土迎水面接缝处有一定错台出现。
    针对此情况，提出如下解决方案: 防浪墙迎水面5 米高直墙模板应一次性架设完成，可较好的控制模板的垂直度，避免因分次架设产生的误差。背水面模板因不是垂直墙可分次架设。
    同时在进行①区混凝土浇筑时，临近①、②区施工缝处( 略为偏向1 区内) 预埋对拉钢片并扣住迎水面的竖向围柃，对拉钢片浇筑在①区混凝土内。待②区混凝土浇筑时，因①区混凝土已产生一定强度，预埋在①区混凝土中的对拉钢片已具有了很强的抗拔能力，且紧紧扣住了迎水面的竖向围柃，避免了①、②区混凝土浇筑时对模板的侧压力不一致出现微量的变形而造成的错台现象。
    在防浪墙③区混凝土浇筑过程中，存在两个问题: ①③区防浪墙高2. 1 m，而露出坝顶的高度为1. 2 m，也即外露表面。要求必须保证外观质量，不要留有钢筋头等痕迹，否则尽管经过防锈处理，防浪墙作为大坝旅游观光的一道风景线，势必影响视觉效果。②由于在③区混凝土施工中预埋的各种管线较多，使得厚30 cm薄墙浇筑成为难题。同时，以后管线的维护也很困难。
    针对此种情况，必须加强细节管理，经与设计和监理人员沟通，双方取得共识:
    1) 加高模板两侧的竖向围柃，高出模板高程20～ 30 cm，使用短钢管和卡扣件将两侧围柃卡牢( 混凝土内不再留有对拉钢片) ，这样就不会出现钢筋头现象。
    2) 优化设计，在坝顶上游沿坝轴线方向设置电缆沟，电缆沟盖板采用彩色混凝土预制花纹条砖，这样既增强了大坝的美观，各种管线放置在电缆沟内，以后管线的维护也将十分方便。
    3) 区内仅预埋架设在防浪墙上灯塔的照明线路，解决了防浪墙中预留的管线较多而使混凝土不易浇筑的难题。
    3· 结语
    1) 应首先研究制定较为合理的施工方案，这是保证施工质量的前提，如本工程中对模板支护固定问题所采取的措施，实践证明，措施得当。同时在施工中，还应及时发现问题予以解决，不断完善施工方案。
    2) 根据结构形式不同，应选择混凝土合理级配和坍落度，保证混凝土的和易性。在大坝防浪墙②区混凝土施工中，经过优化工艺设计，原混凝土坍落度为7 ～ 9 cm，改为18 ～ 20 cm坍落度的泵送混凝土，效果良好。
    3) 正确分析防浪墙施工难度，根据其截面结构形式进行合理的分期工作，使得支模、钢筋安装、混凝土浇筑等在合理工序下进行作业，从施工效果看，大坝防浪墙分3 期施工是合理的。
    4) 加强细节管理，消除施工中可能会给建筑物外观留下暇疵的一些工序环节，使得防浪墙外观质量得到很好的保证。达到防浪墙的实用与靓丽、景观与防洪相结合的良好效果。
    5) 优化设计方案，不仅使施工得以顺利进展，同时也为工程建成以后的有效运行提供保障。