管型座二期混凝土施工工藝分析

范 林 文

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 610000)

1 概 述

老撾南歐江一級水電站工程以發電為主，工程等別為Ⅱ等大(2)型工程，主要建筑物(擋水、泄洪和引水發電建筑物) 級別為2級，次要建筑物級別為3級，臨時建筑物級別為4級。電站裝機容量4×45 MW，正常蓄水位307 m，相應庫容0.89×108m3，死水位305 m。

機組選用燈泡貫流式機組，管型座為燈泡貫流式水輪機的主要部件，是水輪機、發電機的基礎，其二期混凝土施工場地狹窄，預埋件、支撐件多，分層多，鋼筋密集，澆筑過程中的變形控制要求高，腹部不易振搗密實，分層澆筑后的層間結合部位和一、二期混凝土以及二期混凝土與管型座接觸部位易滲水。

2 施工規劃

2.1 管型座二期混凝土澆筑技術要求[1]

(1)管型座二期混凝土澆筑時整個管型座會產生巨大的浮力和沖擊力，故要求對管型座的腹部、左右兩側進行加固，并與地錨焊接牢固。

(2)管型座二期混凝土澆筑前檢查里襯及模板加固情況，防止澆筑變形。

(3)管型座二期混凝土澆筑過程中，密切監測管型座變形情況，如一側數據有異常，則從另一側澆筑，變形值達到1 mm時，停止澆筑。

(4)管型座二期混凝土澆筑時，管型座周邊受力應均勻，應對稱均勻卸料，且必須與管型座有一定距離，防止混凝土沖擊管型座。

(5)管型座二期混凝土澆筑時，采取分層澆筑方式，分層層高應考慮以下幾個方面：①混凝土的入倉方式和強度；②混凝土的初凝時間；③管型座的變形要求及支撐、加固情況；④是否有利于層間接合面的處理和混凝土振搗；⑤整個管型座二期混凝土澆筑整體工期要求等。

(6)管型座澆筑時，澆筑上升速度控制在0.3 m/h之內，澆筑層高大于1.5 m時，高于1.5 m的部分應放慢澆筑速度，必要時做適當的停頓，每層澆筑完后養生3 d。

2.2 分層規劃

結合廠家提供的《管型座混凝土澆筑順序圖》及現場的實際情況，將管型座二期混凝土分8層進行澆筑，分層編號為①～⑧，各層層高及高程范圍為：

①層：層高為2.554 m，高程范圍為EL.264.5 m～267.05 m；

②層：層高為4.446 m，高程范圍為EL.267.05 m～271.50 m；

③層：層高為2.5 m，高程范圍為EL.271.50 m～274 m；

④層：層高為2.5 m，高程范圍為EL.274 m ～276.50 m；

⑤層：層高為2.5 m，高程范圍為EL.276.50 m～279.00 m；

⑥層：層高為2.5 m，高程范圍為EL.279.00 m～281.50 m；

⑦層：層高為2.5 m，高程范圍為EL.281.50 m～284.00 m；

⑧層：層高為2.9 m，高程范圍為EL.284.00 m～286.90 m。

第②層因鋼筋密集，正好位于管型座的腹部，分倉澆筑結合面無法處理，容易形成滲漏通道，故采取一次澆筑。澆筑過程中，1.5 m以下部分澆筑強度控制在0.3 cm/h以內，超過1.5 m的部分，采用間隔供料方式控制澆筑強度，鋪完一層料等強1 h左右，在下層料初凝前，澆筑面鋪料完成。

2.3 入倉規劃

管型座二期混凝土澆筑采用泵機結合溜管、溜槽、溜桶綜合入倉。運輸方式如下：

(1)壩頂段混凝土水平運輸。在安裝間上游壩段布置一臺HBT60泵機，利用泵機將混凝土泵送至廠房進口擋水墻頂部315.2 m溜管接料口，確保壩頂段混凝土的水平運輸。

(2)垂直運輸。管型座二期混凝土受料口設置在進口擋水墻315.2 m高程上，EL315.2～294 m段采用溜管進行垂直運輸，溜管沿進口胸墻下游面掛設，采用φ25螺紋鋼拉筋將溜管固定于進口胸墻上。EL294～EL286.9 m通過溜槽將溜管與澆筑倉號連通，溜槽搭設范圍需覆蓋整個澆筑倉號上部。為保證混凝土均勻鋪料，每個倉號澆筑時，在四個角上各布置一個溜桶，通過溜桶給各受料點均勻受料[2]。

3 主要施工方案

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程：施工準備→測量放樣→倉面清理→鋼筋安裝→止水安裝→預埋灌漿管安裝→模板安裝→倉號驗收→混凝土澆筑→養護→下層混凝土澆筑。

3.2 測量放樣

在每倉施工前，由測量人員放出結構線，澆筑分層層高線，并進行現場交點。

3.3 施工縫面處理

混凝土施工縫面采用高壓沖毛機沖毛，沖毛壓力250～350 kgf/cm2，局部位置采用人工鑿毛處理。

3.4 模板安裝

模板主要采用木模板和組合小鋼模，加固采用φ12拉桿與已澆筑混凝土預埋拉桿焊接牢固。

3.5 鋼筋制作安裝

管型座一般為兩層鋼筋，鋼筋制作時應詳細計算，并配置下料表，分類堆放、保存，并掛標示，有條件的可繪制三維圖進行下料，防止鋼筋保護層過大或過小，按鋼筋安裝的先后順序進行編號[3]，鋼筋安裝采用橋機配合人工吊運入倉，由下至上，由里至外，在澆筑管型座下部混凝土時，上部鋼筋可先不進行安裝。

3.6 止水安裝

根據設計圖紙要求，管型座周邊設置有100×50 mm的膨脹橡膠止水條。膨脹橡膠止水條施工需由有經驗的施工人員操作。安裝時，將包裹在遇水膨脹止水條外面的隔離紙撕掉，把止水條直接安設在施工縫混凝土表面上，每隔80～120 cm處加設一根水泥釘，將止水條與混凝土釘牢，以免錯位。止水條需要接頭時，將要搭接的兩根止水條端頭6 cm范圍內分別用刀切成斜面或壓扁1/2，上下重疊搭接，用手壓，使其與混凝土表面緊密接觸，再在搭接中部用水泥釘釘在混凝土上或水平錯接6 cm以上，錯接部位兩根止水條間不能有空隙，并用水泥釘分別將錯接部位釘在混凝土上。膨脹橡膠止水條安設完畢經驗收合格后，揭去止水條表面隔離紙，方可進行下一工序混凝土澆筑。止水周圍的混凝土施工時，應防止止水移位、損壞、撕裂或扭曲。

3.7 灌漿管安裝

本工程采用捷特JTG300全斷面出漿、可重復式接觸灌漿管[4]，其安裝過程應注意以下幾個方面：

(1)每根灌漿管長度一般為30～40 m(如果太長，灌漿口處的灌漿壓力增高), 在其兩端頭分別插入專用接頭和導管，一端頭作為灌漿孔，而另一端頭作為排氣孔。

(2)當基層面為混凝土時：安裝前，基層表面無雜物和積水，基層表面應保持平整并清理干凈。采用專用的固定夾和鋼釘將灌漿管牢固地釘在混凝土基層面上，并與表面貼緊牢靠，固定間距25 cm左右。

(3)當基層表面為金屬面(鋼管)時：安裝前，將金屬表面清理干凈、無雜物和油漬等。用金屬固定夾，將其點焊或用金屬膠水粘在金屬基層的表面上，間距為20～25 cm左右，然后將灌漿管放入固定夾內并固定牢靠。薄鐵板做成，長為8～9 cm，做成半弧形，其弧形的直徑略小于灌漿管的直徑。

(4)兩根灌漿管搭接時，搭接部位的長度≥10 cm(不含導管)；兩根灌漿管搭接處的間距為5 cm。

(5)將導管按要求引到設計位置，固定方法與灌漿管相同，并用膠帶保護導管的兩端頭以防堵塞。

(6)灌漿管一定要與基層面或金屬面緊密貼實。加強灌漿管和導管的保護工作，尤其是在澆混凝土過程中，注意保護灌漿管和導管，如有損壞發生應及時修補或更換，以確保灌漿系統的完整性，以便后續灌漿施工順利進行。

3.8 混凝土澆筑

從下游至上游通倉薄層水平澆筑，兩側對稱下料，下料不得沖擊管型座及其支撐件，兩側高差不宜超過30 cm，鋪料厚度不能超過50 cm，澆筑速度控制在30 cm/h以內，兩側分層對稱振搗，嚴禁漏振、欠振和過振，不能觸及預埋件、支撐、管型座等，管型座腹部不易振搗的部位，采用人工慢慢送料。手持木棍綁軟軸振搗棒伸進去振搗，內部用小木錘敲擊，對管型座底部混凝土振搗后，在接觸管型座側壁待混凝土初凝前，緊貼管壁堆高20～30 cm，形成一個反坡面，以免出現尖角，以保證上層混凝土能接觸良好?；炷翝仓謱訃栏癜凑辗謱臃謮K圖控制，每個澆筑層施工完成后，養護3 d后開始下個澆筑層施工。

3.9 施工監測

二期混凝土澆筑，安排專人全過程跟蹤監測。對管型座法蘭面垂直度、中心位移及高程進行變形監測[5]，觀測點布置在管型座周圈的垂直面X、Y正負方向、45°象限共8個點上，用全站儀、千分表進行監測，全站儀監測每隔2 h觀測一次，千分表指派專人現場看護，若發現管型座測量值有≥0.1 mm的變化，則暫停澆筑或在變形相對另一側進行下料澆筑。每層澆筑完成后，及時復測管型座變形位移情況。

3.10 接觸灌漿

(1)混凝土澆筑前，為保證管型座外殼與混凝土接觸部位及一、二期混凝土接合部位結合緊密，不產生滲漏，決定在上述兩個接合部位布置捷特JTG300接觸灌漿管(螺旋體形內芯型，規格：外徑?38 mm/內徑?22 mm)，其間距為3～5 m。

(2)捷特JTG300接觸灌漿管的主要特點：①帶有單向開關功能，防堵塞性好，漿液不倒流；②全斷面出漿，均勻流暢；③可多次重復灌漿；④安裝簡便、與基層安裝緊密，由于灌漿管為螺旋形具有一定的柔韌度，容易與基層面或金屬面緊密貼實。

(3)接觸灌漿。

灌漿壓力：灌漿壓力為0.3～1 MPa，管型座與混凝土接觸灌漿時，灌漿最大壓力應不大于0.4 MPa。

灌漿時間：灌漿部位的混凝土強度必須達到28d的混凝土強度或混凝土充分收縮后進行。灌

漿材料：灌漿材料選用P.O42.5普通硅酸鹽水泥。灌漿設備：使用高速雙桶攪拌機拌制漿液，用3SNS-A型灌漿泵灌漿，在灌漿泵和管口均設壓力表控制灌漿壓力。

灌漿程序：①在鋼襯的外圍混凝土溫度滿足施工圖紙規定數值，接觸灌漿之前，先在灌漿孔旁設置安裝變位觀測裝置，便于灌漿作業過程中進行監測與控制；②接觸灌漿漿液水灰比可采用2、1、0.6(或0.5)三個比級。一般開始可灌注水灰比為2的漿液，待排氣管出漿后，漿液水灰比可改為1；③正常灌漿：由一端導管開始灌漿，待另一端導管排完管內的空氣且出漿液后，將其封堵住，此時，漿液會從灌漿管內全斷面出漿并注入縫隙內，用錘擊的方式檢查直到灌漿密實。灌漿結束標準：當排氣管排漿達到或接近最大濃度漿液，且管口壓力或縫面增開度達到設計規定值，當注入率不大于0.4 L/min，持續20 min可結束灌漿。灌漿結束后，對管口進行閉漿(不少于8 h)。灌漿結束后，及時對灌漿管進行沖洗；④重復灌漿：停止灌漿后，立即用清水或壓縮空氣清理殘留的漿液，以備7 d后壓水試驗不合格進行下次灌漿；⑤灌漿結束后，會同監理人用錘擊法或雙孔聯通試驗方法進行灌漿質量檢查，直到其脫空范圍和程度滿足施工圖紙的要求。

4 結 語

老撾南歐江一級水電站管型座二期混凝土澆筑完成后，經復測，其變形量符合設計和規范要求，混凝土澆筑完成后，采用捷特JTG300全斷面出漿、可重復式接觸灌漿管[5]進行接觸和接縫灌漿。機組發電后，未出現任何滲水，且機組振動小。通過對老撾南歐江一級水電站管型座二期混凝土澆筑的一些經驗總結，對以后類似的機組管型座二期混凝土澆筑，以及混流式機組蝸殼、尾水管等二期混凝土澆筑都有一定的借鑒作用。