泵站進水流道混凝土質量控制難點淺析

鮑曉波 宋成功

一、工程概況

朱集站為引江濟淮工程的梯級泵站之一，設計調水流量為55m3/s。泵站安裝2350ZLQ18.3-4.2 型立式軸流泵機組4 臺，其中備機1 臺，葉輪直徑2350mm，設計凈揚程為3.53m，單機流量為18.33m3/s，配額定功率為1500kW 的同步電機，總裝機6000kW。主泵房垂直水流向長度31.0m，順水流向長33.05m。主要建筑物為1 級。

二、進水流道施工技術難點

因主泵房進水流道屬于大體積異形混凝土，混凝土厚度不均 （1～4m）。大體積混凝土具有水化熱高、收縮量大、容易開裂等特點，因此進水流道混凝土澆筑是施工難點。混凝土內部溫度與表面溫度之差應不超過25℃，使溫度應力產生的不利影響減少到最小，防止和降低裂縫的產生和發展。

進水流道的水流對流道表面平整度要求較高，如進水流道表面不平整，則流道表面易形成渦帶，流道阻力系數加大，直接影響水泵能量特性和汽蝕特性，進而影響水泵的安全運行，因此需從模板材料選擇、技術措施等有關環節做好充分保障工作。

三、進水流道模板的選擇和制作

1.進水流道模板的選擇

進水流道為肘形結構，普通平面模板難以保障施工，需要定制模板。定制模板型式有整體鋼模、分塊鋼模、木模等型式。整體鋼模具有制造精度高、安裝快捷、整體性好、變形量小、混凝土外觀質量好等一系列優勢，但制造周期較長、造價較高。分塊鋼模和木模制造周期短、造價較低，但分縫較多，模板分縫間易出現錯臺，影響平整度；且模板施工對現場工人的技術水平要求較高，現場模板制作、拼接工期較長。綜合考慮，模板選擇整體鋼模。鋼模面板為4mm 厚，肋板間距25×25cm，高8cm，厚1cm，呈網格布置。內部采用8b 的槽鋼進行加固。

整體鋼模制作完成后，為便于工程施工和運輸，將鋼模切割為6 塊，每組每塊均標注好編號。每10cm 設置一個限位螺栓，確保安裝時不出現錯臺。定位完成后立刻上緊限位螺栓并將鋼模與事先預留在底板上的埋件連接。

2.鋼模板抗浮沉、抗位移措施

為防止鋼模板下沉或上浮，在流道底部均勻預埋了4 根10×10cm 矩形鋼管，穿過鋼模與流道內支撐焊接，以作為鋼模支撐、受拉構件。為分擔矩形鋼管拉力，采用6 根φ20 的鋼筋均勻分布在鋼模底部并穿過鋼模與內支撐焊接。為防止鋼模位移，當鋼模完成安裝后，鋼模兩側焊接定位筋固定鋼模。

3.鋼模板表面處理

因鋼模安裝時間相對較長，鋼模安裝完畢后，若有安裝產生的焊縫、 凸點、銹跡等問題，可采用磨光機進行打磨，并在鋼筋綁扎前涂抹模板漆，涂抹模板漆時，采用人工分塊涂抹，嚴禁模板漆落到插筋和混凝土上。

四、進水流道混凝土溫控措施

1.進水流道鋼筋設計的防裂措施

進水流道為主泵房的主要組成部分，為重要水下隱蔽工程，長期處于水下，在站下最高調水位25.47m 時，進水流道內承受壓力水頭達10m 左右。混凝土產生裂縫會造成泵房內滲水，影響泵站運行安全，因此進水流道混凝土的抗裂要求較高。另外，鋼筋直徑越粗，異形加工難度越大。為防止裂縫產生，在進水流道側壁混凝土宜配置細而密的鋼筋網，在進水流道表面配置雙向φ16@100mm 鋼筋網，垂直水流方向鋼筋沿流道環繞一周，接頭處采用雙面焊接。

進水流道作為大體積混凝土，澆筑時會受到底板的約束作用，易產生收縮裂縫，為防止產生裂縫，宜在進水流道混凝土中從底部向上間隔1m 左右布置多層細密鋼筋網片，鋼筋直徑可采用φ8～10mm。

2.摻加外加劑

混凝土澆筑時采用羥基羧酸緩凝劑和引氣劑，減少水化熱和延長混凝土散熱時間。

3.混凝土內部布置冷凝水管

進水流道混凝土內部每1.2m 布置一層冷凝水管并預埋溫度儀進行溫度監控，進水流道肘部增設2道冷凝水管。冷卻水管使用管材為φ50*1.5mm鋼管。

因流道混凝土結構復雜，混凝土每個部位所產生的熱量不同，為使冷凝管的作用最大化，將每層不同部位的冷凝管單獨連接循環水泵，當混凝土澆筑完成后即可開啟冷凝管循環系統，并安排專人進行溫度數據采集。當混凝土內外溫度傳感儀溫差超過23℃時，可采用調節不同部位的冷凝水循環速度降低混凝土內部溫度。

4.外部保溫措施

通過溫度測量數據分析，混凝土內部溫度最高可達到65℃。在平面部位進行灑水后覆蓋薄膜，再覆蓋一層舊棉被保溫。為防止流道內側溫度散失，用多層雨布將流道兩層封閉，保證流道內側溫度，最終讓流道混凝土產生的溫度整體同步降低。

5.骨料預冷措施

為降低混凝土水化熱，可采用風冷措施將砂石進行預冷，混凝土拌合用水可采用冰水。

五、進水流道混凝土施工措施

1.鋼模板底部開排氣孔、振搗孔

進水流道底部鋼模板下面的混凝土不易振搗，澆筑控制不好易出現蜂窩、麻面、漏筋等質量缺陷。為避免鋼模板下面混凝土薄層澆筑，在泵房底板澆筑混凝土時與進水流道連接部位預留30cm 厚度，與流道混凝土一同澆筑。為避免蜂窩、麻面問題，在鋼模板底面每隔1m 左右布置φ20mm 排氣孔，并布置兩個φ80mm 振搗孔，在底板混凝土澆筑時應充分振搗，將模板下的氣體徹底排放。

2.混凝土澆筑方法

為避免鋼模板一側的混凝土壓力過大，導致模板移位、變形，混凝土澆筑采用全面平鋪法進行澆筑，且每層澆筑厚度宜在30～40cm。振搗時宜在鋼模兩側混凝土澆筑后兩側同時進行，避免振動使鋼模側斜。

3.混凝土澆筑速度

為避免鋼模上浮，混凝土澆筑的速度不宜過快。混凝土的初凝時間為6 小時，澆筑每層混凝土用時約為3 小時。當澆筑完第三層時，第一層混凝土已達到初凝，大大減少了混凝土對模板的浮托力和側向擠壓。

4.混凝土施工措施

振搗時應采取快插慢拔式振搗方法，根據澆筑層厚度控制插入深度，一般插入下層混凝土10cm左右。在混凝土初凝前和終凝前2 小時采取二次或多次抹面壓實，防止混凝土表面產生細小裂縫。

5.混凝土的養護措施。

先在混凝土表面覆蓋土工布，灑水濕透后再覆蓋薄膜進行保濕、保溫。側模拆模時間在混凝土澆筑完成后不少于3 天。混凝土養護按照有關規范要求進行，一般養護時間不少于28 天。

六、工程效果

拆模后隨機抽查，混凝土表面無明顯裂縫，混凝土外觀質量良好，達到預先設定的混凝土澆筑目標。泵站通水試運行一年多來，泵房內部進水流道層底板、側墻干燥，無滲漏、混凝土開裂現象發生。

在大型泵站的進水流道混凝土施工過程中，重點是做好溫控和防裂措施，保障流道內壁平整、光滑。應科學選擇施工工藝，嚴格控制模板制作安裝、鋼筋布置等多個環節的施工質量，切實保證進水流道混凝土的澆筑質量