深水大体积混凝土的浇筑控制技术

深水大体积混凝土的浇筑控制技术

王勇

中国葛洲坝集团第五工程有限公司湖北宜昌443002

摘要：襄樊电厂二期取水口工程是为机组规模为2×600MW的二期扩建工程提供生产用水，基础部分有10000ｍ３水下混凝土浇筑，最大连续浇筑量为1499.3ｍ３，最大连续浇筑面积为187.4ｍ2，最大浇筑深度为水下18.5ｍ，属深水浇筑作业。所以，必须有效的做好施工方案，施工浇筑过程中进行严格控制，保证施工进度的连续性和合格的施工质量。

关键词：水下混凝土浇筑；深水作业；泵送混凝土

引言

目前，在水工建筑中水下重力基础的工艺在不断的更新和变化，很多方面都在借鉴桥梁深水基础的一些工艺，在对地基和水流的适应性逐渐扩大的同时，施工工艺也趋向复杂化。

在一些大型的厂矿企业和自来水企业都有配套取水建筑，设置在河中的重力式取水口建筑就是一种近年采用比较多的型式。襄樊电厂二期工程的取水口工程就是采用水下重力混凝土基础型式。

1、工程概况

襄樊电厂二期工程的取水口位于汉江右岸，按照设计要求，水下开挖至▽37.5ｍ高程（黄海高程）后吊装叠梁圈，浇筑整个混凝土基础，然后安装双壁钢围囹再浇筑混凝土。当时汉江施工水位为▽56.0ｍ高程，最大浇筑水深为18.5ｍ，属于深水浇筑作业。

2、水下混凝土浇筑的控制

2.1工艺布置

整个水下基础的施工工序：

基坑开挖→底面整平→安装叠梁圈→叠梁圈混凝土浇筑→安装钢围囹→钢围囹混凝土墙体浇筑。

在汉江大堤二级平台上建立2座小型搅拌站，按双阶式布置搅拌站机械，输送设备采用2台国产液压式混凝土泵机，泵送最大距离为180ｍ，泵管采用φ＝150ｍｍ型输送管，铺设双管线。

在浇筑场地的水上平台上搭建支承钢架，用以固定和上下移动承料漏斗和竖直导管。采用漏斗（顶塞法）灌注混凝土，在后来的钢围囹内混凝土柱（浇筑深度8ｍ，浇筑面积0.25ｍ2，最大可插入φ＝200ｍｍ的输送管）采用接长泵管直接插入底部浇筑。

2.2泵送控制

襄樊电厂二期取水口工程的水下灌注混凝土施工比起普通的混凝土施工有以下三个特点：

1）泵送距离长，最大距离180ｍ，施工期间温度高，最高可达37。C；

2）施工区域在水上，距离岸边较远，施工水深大，基础水深18.5ｍ；

3）工程量较大，整个水下混凝土约10000ｍ３，需要分成16个仓位浇筑，最大浇筑仓位约1499.3ｍ３，是8ｍ高钢围囹内水下混凝土连续墙体，墙体最薄处280ｍｍ。

以上特点对混凝土泵送控制要求极高，都需要有极好的施工组织和现场技术控制以保证施工的连续性。从技术角度来说，有以下几个控制要点：

1）加强原材料控制，在水泥、砂、卵石和添加剂选择上要保证混凝土的质量和可泵性。

2）在正式施工前，联合质检站人员，在保证强度前提下，在现场对混凝土的配合比做调整，验证实验室配合比的流动性和凝结时间，保证泵送的可操作性，并在施工过程中随时注意混凝土坍落度的变化。

3）混凝土泵启动后应先泵送适量水，以湿润混凝土泵的料斗、混凝土缸和输送管等直接与混凝土接触的部位。泵送水后再采泵送1：2的水泥砂浆；泵送除粗骨料外的其他成分配和比的水泥砂浆。开始混凝土泵送时，混凝土泵应处于慢速、匀速运行的状态，然后逐渐加速。同时应观察混凝土泵的压力和各系统的工作情况，待各系统工作正常后方可以正常速度泵送。

4）高温时抽取江水冲洗拌合用卵石，降低原材料温度，以降低混凝土出料温度；用温草袋覆盖管道，洒水进行降温，以降低混凝土入仓温度。

5）当出现堵塞时，先重复进行反泵和正泵运行，逐步将混凝土吸出返回至料斗中，经搅拌后再重新泵送。如果泵送不动，再用木槌敲击等方法查明堵塞部位，待混凝土击松后重复进行反泵和正泵运行，以排除堵塞。若仍然堵塞，应在混凝土卸压后拆开堵塞部位，待排出堵塞物后重新泵送。

6）混凝土初次灌注时，漏斗底竖直导管1ｍ左右处埋置圆柱型砂袋，沙袋直径比竖直管内径小10ｍｍ，砂袋高度不宜大于直径，漏斗承接足够的首批混凝土浇灌量，慢慢松开系砂袋的细铁丝，待松开有5ｍ左右，剪断铁丝，让混凝土自由滑落。将导管口紧贴基底，待砂袋滑塞随混凝土到导管孔底后，再给储料漏斗储满混凝土后慢慢提升导管约高于滑塞5cm，摇晃导管，使料漏下。滑塞被挤出导管后，再把导管下降至高于仓底10～20cm，使导管管脚能有更多部分埋入首批浇筑的混凝土拌和料中，检查导管渗水情况，，即可连续不断的浇筑混凝土。这个步骤有潜水员在水下协助水上平台人员施工。

2.3混凝土浇筑表面平整度控制

叠梁圈内混凝土在浇筑顶面时，要预埋一些位置要求较高的铁件，并且后续工程要在混凝土上安装闸门，所以对基础混凝土表面的平整度要求很高。

在开始时对同一仓内水下混凝土浇筑过程中（混凝土坍落度为20ｃｍ，水深6ｍ）的流动性做一个数字检测：

以一根竖向下料导管为准，导管插深1.5ｍ，导管处混凝土高度设为0高度）

从以上现场检测的结果可以看出，混凝土在水下流动后的高程是随与下料导管距离增大而逐渐降低的，而且降低的过程是个向上凸起的曲线，将曲线绘制出来，就可以预测相似条件下下料导管周围混凝土的平整度变化。

在没条件增加竖向下料导管数量时，混凝土浇筑表面平整度主要控制点：

在浇筑快要到设计高度时频繁移动导管，及时打水深控制。

加大导管插入混凝土的深度，增加混凝土上翻时影响的区域面积。

必要时，潜水员对主要的控制部位进行人工整平。

结束语

施工的主要节点安排计划为：本标段工期为2014年11月27日开工，全部竣工时间为2016年5月30日。

实际施工开工时间2015年1月1日，主体工程完工时间为2016年5月30日，堤防恢复完成时间为2017年3月12日，主要原因是开工前施工场地及施工许可的办理。

襄樊电厂二期取水口工程竣工后被评为“优良”等级，并经过5年的运行检验，完全符合设计要求。实践证明，水下混凝土浇筑只要抓住关键控制点，浇筑质量是可以保证的。

参考文献

[1]中国三峡杂志[Z].

[2]中国港口杂志[Z].

作者简介：王勇，男，高级工程师，1973出生，1996年毕业于河海大学，工作单位：现在中国葛洲坝集团第五工程有限公司