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泵站流道結構改造施工與混凝土澆筑質量控制

文檔作者：夏炎1，朱炳喜2，周少亭3 滕海波4，曹美萍1 文檔來源： 1．江蘇省江都水利工程管理處 2．江蘇省水利科學研究院 3．連云港市金河水利工程建設監(jiān)理有限公司 4-南水北調東線總公司		點擊數：	更新時間： 2025年04月20日
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粉煤灰綜合利用FLY ASH CoM咿REHENSⅣE UTⅡ。IZA’noN 2017 NO．2泵站流道結構改造施工與混凝土澆筑質量控制 Construction and Concrete Quality Control in the Passway Strengthening Engneering ofLarge Pump Station夏 炎1，朱炳喜2，周少亭3，滕海波4，曹美萍1(1．江蘇省江都水利工程管理處，江蘇揚州225002；2．江蘇省水利科學研究院，江蘇揚州2250吃；3．連云港市金河水利工程建設監(jiān)理有限公司，江蘇連云港222001；4-南水北調東線總公司，北京100029)摘要：江都三站進水流道改造工程，因流道結構特點采用自密實混凝土澆筑，經工程驗收表明：混凝土密實度、流道表面平整度、流線以及混凝土強度等指標均滿足設計及有關規(guī)范要求。關鍵詞：流道；改造；自密實粉煤灰混凝土；質量控制中圖分類號：TU528．53 文獻標識碼：A 文章編號：1005—8249(2017)02—0049—04江都水利樞紐為南水北調東線源頭工程，江都三站安裝10臺單機流量lOm3／s立式軸流泵機組，2007年一2009年將原鐘型進水流道改造為彎肘形結構。在鋼筋、模板安裝完成后，施工人員無法進入倉面澆筑振實。經多方案比選論證，成功地采用自密實混凝土澆筑施工。1流道改造設計江都三站原流道經兩次改造后成為寬度方向未I斷面圖作收縮的“半肘形”，本次改造水泵葉輪直徑不變，保留原水泵座環(huán)，中隔墩縮短2m，喉管高度降為1．8m，流道寬度從檢修門槽后開始收縮，改造成彎肘形(圖1)。進水流道改造施工先拆除原流道中隔板及部分塊石混凝土，將原流道混凝土表面鑿毛，安裝①1 6@200mm鋼筋網，新老混凝土采用錨筋提高界面粘結，流道混凝土設計強度等級為C25。圖1 江都三站進水流道改造結構圖第一作者：夏炎，(1978～)。男。工程師。從事水利工程管理和施工技術研究，e-mail：muxiangren@1 63．corn收稿日期：2017—01—23·49·萬方數據2017 NO．2粉煤灰綜合利用FLY ASH CoMPREHENSⅣE UTⅡjZATIoN2流道改造施工方案江都三站進水流道改造在流道內壁新澆一層厚度不等的環(huán)形薄壁結構混凝土，猶如在陶瓷酒壇內壁加厚一層陶瓷。最薄厚度位于肘形部位的底部和流道頂板的底面，其中肘形底部面積2．2m×(3．5～4．5)m、澆筑厚度0．1m～0．3m，混凝土需從肘形流道的側墻流入，而頂板的底面改造加厚的混凝土面積從檢修門槽到喉管處約4．8m×3．5m、厚度0．1m～0．3m；側壁改造混凝土厚度最薄不足0．1m，最厚1．5m。鋼筋、模板安裝后整個流道是封閉的，流道結構特點決定其底部、側墻、頂部等部位澆筑時，施工人員無法進入倉面澆筑振實混凝土。混凝土澆筑施工方案除常規(guī)混凝土外，還有澆筑自密實混凝土、噴射混凝土等，從保證混凝土強度、密實性、新老混凝土粘結、表面平整度、線型以及施工操作環(huán)境等多方案比較論證，決定采用自密實混凝土澆筑技術，能夠滿足混凝土密實性、表面平整度、流道線型等要求。流道改造采用在檢修門槽內安裝檢修門擋水，排除流道內水后進行流道改造。每臺機組流道改造施工順序為安裝檢修門_抽水葉測量放樣_混凝土鑿除及鑿毛_÷清渣、沖洗葉錨筋斗鋼筋安裝_埋件安裝_模板安裝_÷混凝土澆筑葉養(yǎng)護_拆模-÷質量檢查驗收_÷轉移檢修門。3混凝土施工質量控制混凝土澆筑需保證流道的線型和表面平整度，不出現蜂窩、麻面，一次到位，內實外光；還要防止因新澆混凝土塑性收縮、沉降收縮與進水流道頂板等部位之間產生縫隙，保證新老混凝土結合面粘結強度。3．1原材料(1)膠凝材料：水泥為揚州綠揚牌P·0 42．5水泥，標準稠度用水量28％，安定性合格，3d、28d抗壓強度分別為25．9MPa、49．6MPa；為改善混凝土和易性和體積穩(wěn)定性，摻入I級粉煤灰，45um篩余10．3％，需水量比93％，燒失量4．6％、SO，含量2．5％，燒失量4．6％。(2)骨料：細骨料為長江中砂，細度模數2．5～2．7，含泥量o．8％～1．2％，，空隙率39．5％；粗集料粒徑5mm～15mm，顆粒級配連續(xù)，針片狀含量4．2％，空隙率40％，使用前篩除粒徑20mm以上的顆粒。(3)JM—SCC自密實混凝土外加劑：江蘇博特新材料有限公司生產，復合了減水劑、引氣劑、膨脹劑等組份，其性能指標為：細度(45um篩篩余)≤5％，含水率≤5．O％，硫酸鈉含量≤2％，水泥凈漿流動度≥220mm。(4)水：自來水。3．2混凝土配合比一般要求自密實混凝土拌合物的初始坍落度250mm～270mm、擴展度600mm～700mm，同時要求混凝土拌合物有良好的間隙通過性、抗離析性，1h坍落度損失和流動度損失小。為滿足混凝土流動性、降低離析、提高間隙通過能力，混凝土膠凝材料總量宜480～500k∥m3，砂率45％一50％。江都三站流道改造混凝土經正交試驗，優(yōu)化后的配合比及混凝土性能見表1。表1 流道改造混凝土配合比與性能試驗結果3．3工序質量控制流道改造工序較多，每一道工序均會影響著混凝土施工質量，因此要加強質量三檢制，按照監(jiān)理機構批準的施工方案、質量檢驗計劃以及有關規(guī)范進行工序質量控制與檢驗。3．4新老混凝土結合面處理設計需要拆除流道漿砌塊石、老混凝土、隔墩等，·S0·肘形流道的底部和進水流道的頂板底面，局部混凝土厚度小于o．1m，為保證混凝土澆筑到位，要求鑿除深度至少在0．1m以上。混凝土鑿除后清理松動石子、碎屑。隔墩等部位老混凝土表面采取鑿毛處理，人工鑿毛露出新鮮混凝土面。在安裝模板之前對混凝土結合面按隱蔽工程驗收要求進行檢查驗收。為提高新老混凝土結合，設計采用①14@300mm萬方數據粉煤灰綜合利用FLY ASH CoM田REHENSIVE UTIL歿孤TIoN 2017 NO．2錨固鋼筋，其中一半的錨筋與原站墩內鋼筋焊接連接，估算在錨筋達到屈服強度時增加混凝土拉拔力約0．57MPa。為提高錨固質量，采用藥卷錨固劑錨固，錨固深度0．45m。鉆孔后檢查鉆孔深度，用壓縮空氣吹除孔內碎屑，錨固前用水沖洗、并濕潤孔內混凝土，錨固劑凝固前不擾動錨筋。7d后進行錨筋拉拔試驗，檢測拉拔力68．4—91．7kN時錨筋無松動，符合設計要求。3．5鋼筋與模板制作安裝鋼筋先在加工場制作成相應形狀，并逐根編號，再運到現場安裝。由于流道是加固改造項目，受現場施工條件的限制，在鋼筋全部安裝完成后才能安裝模板，且模板無法整體吊裝，所以需將模板分塊分節(jié)加工(見圖2)。從檢修門槽至原水泵座環(huán)下口順水流方向將流道模板分成6節(jié)，其中從檢修門槽至原隔墩墩頭為矩形斷面，分為3節(jié)；從原隔墩墩頭至水泵座環(huán)下口肘形進水管模板，因原水泵座環(huán)直徑2．12m，而肘形模板上口斷面直徑為2．16m，只能整體制作后再分塊，肘形部位第1節(jié)分2塊(圖2中的第六節(jié))，其余2節(jié)每節(jié)分為4塊(圖2中的第四節(jié)和第五節(jié))。進水流道模板剖面：==========：=：==：=：：=：=里=皇：1Qv-4 367尉2模板配制剖面圖流道模板在操作平臺上按1：1放樣，根據放樣圖 的錨筋固定。配置各節(jié)模板的龍骨，并預留2．5cm面板木條厚度。 3．6混凝土澆筑施工將分塊的龍骨l臨時連成整體，架設模板樣架，并將 混凝土澆筑主要是保證混凝土均質性、澆筑到(四)一(六)節(jié)中的龍骨固定在樣架上，再架設各塊、 位以及防止混凝土因塑性收縮、沉降收縮與老混凝各節(jié)龍骨的支撐，將各片龍骨連成整體，保證其不 土之間產生縫隙，采取外加劑后摻、二次拌合、利變形。模板主龍骨制作拼裝固定后，模板板面采用 用重力勢能與動能轉換、控制澆筑速度、設置靜停厚度1．25em和2．5em、寬度2em～5em的小木條，逐 等待期以及增壓等技術措施。根釘在龍骨上。 混凝土入倉利用重力勢能轉變成動能，克服混模板表面木條刨平后涂刷由滑石粉、109膠和白 凝土在倉內流動阻力，在電機層到水泵層進料口之水泥配制而成的聚合物水泥膩子，目的是嵌填面板 間設置滑槽，再通過串管人倉。、木條之間縫隙、確保表面光滑，待膩子硬化后，用 (1)設置進料口與觀測口在隔墩縮短部位的木砂紙打磨，然后表面刷清漆，再分塊編號拆開。 頂板上設置1個進料口，作為隔墩混凝土和頂板混模板安裝以水泵座環(huán)中心為控制點，從座環(huán)下 凝土進料口；在胸墻檢修門門楣上部設1個進料口口開始模板安裝，將模板制作的尺寸偏差在檢修門 和1個觀測口，作為頂板和檢修門門楣混凝土進料口；槽處進行處理，模板之間的縫隙用膩子抹平處理。肘 在進水流道頂板設置1個進料口和2個觀測口兼輔助形進水管部位模板通過埋設在底板上的直徑為28mm 進料口，作為流道側墻和底部混凝土進料口。·51·萬方數據2017 NO．2粉煤灰綜合利用FIjY ASH COMPREHENSⅣE UTⅡJZATIoN(2)混凝土制備混凝土采用強制式攪拌機現場自拌，為提高外加劑減水效果，采用后摻法投料，先將細集料、1水泥、粉煤灰和部分拌合水攪拌19s，再投人外加劑、粗集料和剩余的水，攪拌均勻?；炷劣梅奋囘\至電機層，由于坍落度和擴展度較大，翻斗車運至現場后混凝土略有離析，在電機層人工二次拌合將混凝土再次拌合均勻。(3)在水泵座環(huán)底口模板側面設置排漿孔和排氣孔在水泵座環(huán)底口的模板側面每隔0．2m開邊長5em的方形槽，作為排漿孔、排氣孔，待混凝土澆至槽口處氣泡和浮漿溢出后再將方形槽封閉，從而保證水泵座環(huán)底口混凝土澆筑到位以及混凝土質量均勻性。(4)控制混凝土澆筑速度與均衡上升混凝土澆筑順序總體上由低往高，水平分層，逐層上升，保證混凝土有足夠的流動時間充滿整個空間，在倉內混凝土澆筑至喉管部位靜停等待2—3h，混凝土澆筑時間控制在8～10h。測量進料口和觀測口混凝土高度，如果高差大于0．2m，則改在觀測口灌注混凝土，以保持混凝土澆筑均衡上升。(5)內混凝土澆筑結束后，在進料口和觀測口上分別設置增壓管，向增壓管內灌注lm～1．5m高的混凝土。4流道改造施工質量回彈法檢測10孔進水流道實體混凝土強度推定值在31．0～36．5MPa之間(齡期不足28d)，混凝土試塊抗壓強度平均值35．6MPa，混凝土劈裂抗拉強度3．24MPa，與直徑16mm的Ⅱ級鋼筋握裹強度4．2MPa，新老混凝土粘結劈裂抗拉強度和粘結抗折強度分別為1．14 MPa、2．36MPa?；炷粱貜棌姸韧贫ㄖ底畲笈c最小值之差在1．6～4．8MPa之間，均方差4．1MPa，說明混凝土實體強度均質性較好。流道頂板底面、肘形部位底部等厚度較薄部位采用小錘敲擊法檢測，各處發(fā)生的聲音響度基本一致，沒有不均勻或空鼓聲音；新老混凝土粘結劈裂抗拉強度和粘結抗折強度結合系數分別為0．43、0．56，說明新老混凝土粘結強度達到老混凝土的50％左右，與普通混凝土新老粘結強度基本一致，通過設置錨筋增加新老混凝土拉拔力0．57MPa，以上說明新老混凝土具有良好的結合性能?；炷敛鹉：髾z查表面外觀，除試驗孑L 7#流道原水泵座環(huán)下口0．1m高度范圍內混凝土不到位需修補外，其余9孔流道混凝土澆筑到位，無蜂窩、露筋、裂縫等缺陷。流道結構尺寸與表面平整度測點合格率90．1％，滿足設計及規(guī)范要求。5結束語江都三站進水流道改造將鐘型改為肘形，形體復雜，異型環(huán)形薄壁結構斷面變化大，空間狹小，鋼筋密集，混凝土振搗難以實施。采用自密實混凝土澆筑技術，研究了立模、保證新老混凝土界面粘結、配合比優(yōu)化等技術，通過采取增壓、設置靜停等待期、排氣通道等措施，確?；炷翝仓轿?，也保證流道混凝土密實度、表面平整度、流道流線，施工質量滿足設計及有關規(guī)范要求。為大型泵站流道改造以及密集配筋、振搗困難的部位應用自密實混凝土施工技術提供工程實例。參考文獻[1]中華人民共和國行業(yè)標準．JGJ，r283—2012自密實混凝土應用技術規(guī)程[s]．中國建筑工業(yè)出版社出版，2012．[2]朱炳喜．粉煤灰自密實混凝土配合比正交試驗研究與應用[J]．混凝土2010(2)：130—132．超過15％時強度反而下降。程興旺∽參照普通混凝土設計方法對C25機制砂混凝土進行配合比設計，通過對影響混凝土性能．·52·更 正2017年第1期目次中‘‘劉小艷，劉磊，鐘貽輝等(44)”應為“劉磊，鐘貽輝，劉小艷等(44)’’特此更

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