厂房蜗壳混凝土施工与质量控制

厂房蜗壳混凝土施工与质量控制

李林袁

中国葛洲坝集团第二工程有限公司 四川成都 610091

摘要：蜗壳结构在空间上为半封闭的蜗形开口结构，由钢蜗壳管节、座环（包括固定导叶和上下环板）及外围混凝土构成，空间属性及材料属性复杂。蜗壳结构不仅要承受较高的内水压力，还要直接或间接地承受水轮发电机组传来的各种静、动力荷载，受力条件非常复杂。厂房施工时钢蜗壳按埋入方式可分为垫层蜗壳、充水保压蜗壳及直埋蜗壳三种结构型式。

关键词：厂房蜗壳；混凝土施工；质量控制

引言

随着水电建设技术的发展，水电站机组的工作水头越来越高，蜗壳HD值急剧增加，其体型也越来越趋向巨型化发展。如三峡水电站蜗壳HD值高达1730m2。蜗壳作为水电站埋入混凝土的大型隐蔽结构之一，其外围混凝土体积都很大。温度对大体积混凝土结构性能的影响不可小觑，温度场、温度应力场和温度裂缝的数值计算一直是水电工程的热点问题。我国的大坝水工建筑物在这方面的研究起步较早，在水管冷却、表面保温、温度裂缝等方面取得了一系列较为成熟的成果。特别是以朱伯芳院士为代表的科研人员，在理论和数值分析方面的研究一直被公认为处于世界前列。

1工程概况

江坪河为地面厂房，布置在左岸陡坎下的阶地，冲沟上游，靠近大坝下游建基面开挖线。电站装机2台，总装机容量450MW，多年平均年发电量9.64亿kw.h。本工程是复工项目，复工后主机间下部结构混凝土我单位浇筑一层，浇筑高程为：EL282.3m~EL283.8m，排架柱、墙体、上部桥机安装（机电标）均已施工完成。厂房主机间蜗壳层混凝土浇筑高程为EL283.8~EL291.47m，共分四层进行浇筑，主要施工项目有：钢筋制安、混凝土浇筑、高压聚乙烯闭孔泡沫板安装、预埋插筋、预留三期混凝土浇筑、灌浆等。根据设计施工蓝图《主机间蜗壳内侧钢筋图（修）（1/5~5/5）》（（复）溇江-厂房-4-85-01~05）及相关技术要求，蜗壳埋入方式采用弹性垫层的方案，蜗壳层混凝土浇筑分块数量最少为4块，对称浇筑，且在母线层两侧预留三期混凝土。结合招投标时施工技术要求对比，现阶段设计图纸对蜗壳层混凝土施工提出了更新、更高的技术要求，主要体现在：增加了施工程序、新增了施工项目、加大了施工难度等。

2主要施工工序

2.1混凝土浇筑前准备

（1）施工前，由技术人员根据相关的技术要求对蜗壳层混凝土施工进行技术交底，详细明确注意事项，混凝土队根据仓面情况进行工号布置。（2）现场供电、照明、浇筑设备准备充分，布料机应检查皮带和溜筒是否破损并及时更换。（3）为避免每层混凝土浇筑结束后缝面处理的积水和杂物集中于蜗壳钢筋网内不易清理，在混凝土收仓时，蜗壳附近混凝土要求比其它部位的混凝土面高出20Cm。（4）混凝土级配蜗壳体型复杂，钢筋密集，且受机电埋件安装后的影响，现场施工空间狭小，为避免混凝土骨料架空、分离和尽量减少蜗壳阴角部位的脱空面积，蜗壳层混凝土级配根据不同的施工部位进行相应调整。

2.2混凝土运输

混凝土运输采用12m³混凝土搅拌车运输，为保证蜗壳层混凝土浇筑时不出现冷缝现象，蜗壳层混凝土浇筑强度不小于40.0m³/h，混凝土应连续、均衡地从拌合楼运至浇筑仓面，在运输途中不允许有骨料分离、漏浆、严重泌水、干燥及过多降低坍落度等现象。因故停歇过久，已经初凝的混凝土应作废料处理，在任何情况下，严禁私自在混凝土运输过程中加水后运入仓内。混凝土从搅拌车卸料时，混凝土的自由下落高度应控制在2m以内，否则就加设缓降溜筒设施。混凝土拌和在拌和楼进行拌和，混凝土拌和过程中应采取措施，保持骨料的含水率稳定，使用外加剂时，应将外加剂溶液均匀地配入拌和用水中。

2.3混凝土浇筑

（1）第一层混凝土采用三级配料进行通仓浇筑，保证混凝土浇筑入仓强度。浇筑过程中需做好螺旋扣和座环支撑等埋件保护措施，下料和振捣时注意避让。（2）第二层混凝土浇筑时，第Ⅰ块、第Ⅲ块混凝土同时浇筑，浇筑时先在钢筋上标识出浇筑高程，由于浇筑后混凝土面呈斜面，混凝土的塌落度拟控制在12～16cm。Ⅰ、Ⅲ块混凝土浇筑时控制座环部位两侧混凝土均匀上升，当第Ⅰ块混凝土浇筑至蜗壳底部垂直向上70cm时，Ⅰ块、Ⅲ块混凝土暂停浇筑，待上层混凝土接近初凝时才开始进行Ⅰ块、Ⅲ块混凝土的浇筑，Ⅰ块、Ⅲ块混凝土浇筑时，控制混凝土上升速度≤30.0cm/h，液态混凝土厚度≤70.0cm。蜗壳外部混凝土浇筑面可以是平面。考虑现场施工难度，第二层浇筑后，由于阴角部位采用二级配混凝土，施工缝不再进行处理，但缝面上的杂物必须清除干净，第Ⅰ、Ⅲ块混凝土浇筑结束后，浇筑第Ⅱ块，阴角部位混凝土（二级配）入仓用泵管从第Ⅲ块阴角部位沿座环支墩位置接入，阴角部位施工缝不再进行处理，蜗壳以外的混凝土可以根据施工方便浇筑成平面。

2.4混凝土振捣

振捣采用φ50软轴振捣器，振捣标准以不显著下沉、不泛浆、周围无气泡冒出为止。保证振捣质量在于：防止漏振，同时振捣器在仓面应按一定顺序和间距逐点振捣，间距为振捣作业半径的一半，并应插入下层混凝土约5cm深，其次，每点振捣时间以混凝土不再显著下沉、不出现气泡并开始泛浆为准。振捣时间过短，达不到振密的要求；振捣时间过长，将引起粗骨料过度下沉分离，故振捣时间长短都会影响质量。混凝土下料应采取对称下料，混凝土铺料均匀。

3质量保证措施

（1）严格按照国家和行业的现行施工规程、规范以及相应施工措施组织施工。（2）严格按设计图纸、设计文件及相应设计变更组织施工作业。（3）施工前实行技术交底，施工前的各项准备工作未完成，不得开仓。（4）混凝土浇筑中，下料应均匀上升，严格控制入仓速度及塌落度，减小混凝土对模板的侧压力。作业队应安排专人检查、监督模板及支撑系统，发现异常，及时处理。（5）浇筑混凝土时应对各部位加强振捣工作，使其混凝土密实；同时要防止损伤相关埋件。振捣工作要分区到人，并将仓位布置图报给质量部。（6）混凝土终凝后开始洒水养护，防止混凝土表面出现较大、较多的裂缝，养护时间不少于28天。（7）交接班时一律在工作面进行，浇筑期间执行项目部领导值班制度。（8）混凝土浇筑过程中，要有专门的检测装置时刻检查蜗壳的抬动和移位情况，并根据检测结果及时调整施工顺序，同时安排专人对蜗壳内支衬进行变形观测，发现问题及时协调处理。（9）蜗壳阴角部位施工空间狭小，现场施工难度大，为保证蜗壳混凝土的振捣质量及阴角部位混凝土浇筑饱满，施工前必须对仓面各个部位进行分区、分块，做到定员、定人、定位，建立切实可行的奖罚机制。（10）未尽事宜，按照施工规范、规定执行。

结束语

我国早期投产的大中型水电站即将步入“中年”阶段，凝聚科研力量，综合检测、监测、理论分析等各种手段，管理单位、机组厂家及设计单位多方协同，及时发现运行期存在的隐患，避免我国出现萨扬舒申斯克水电站类似的重大事故，是未来水电站厂房设计和研究人员以及机电设备制造厂家的努力方向。

参考文献

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李林袁（1993-），男，重庆万州人，助理工程师，从事水利水电工程施工技术与管理工作。