第一节 混凝土分缝分块和浇筑层厚度
一、分缝分块的原则、形式和特点
(一) 分缝分块的原则
混凝土坝一般多采用柱状法施工。垂直坝轴线方向按结构布置设伸缩缝,称\"横缝\";顺坝轴线方向,按照施工技术条件要设置施工缝,称\"纵缝\"。重力坝的横缝为永久变形缝,拱坝的横缝须灌浆联结成整体。纵缝均为临时设置的施工缝,也须灌浆联成整体。横缝间距一般为15~20m,纵缝间距一般为15~30m。纵、横分缝考虑的主要原则:
1) 分缝位置应第一考虑结构布置要求和地质条件;
2) 纵缝的布置应符合坝体断面应力要求,并尽可能做到分块匀称和便于并仓浇筑; 3) 在知足坝体温度应力要求并具有相应的降温办法条件下,尽可能少分纵缝或在可能条件下,采用通仓浇筑而不分缝;
4) 分块尺寸的大小应与浇筑设备能力相适应。有时为了知足施工机械布置,也能够适当调整分缝位置;
5) 分缝多少和分块大小,应在保证质量和知足工期要求的前提下,通过技术经济比较肯定。
(二)分缝的形式和特点 1.横缝
(1)伸缩缝:缝面一般不设键槽、不灌浆,除上游坝面周围设置止水设备外,缝面一般不作处置,如重力坝的横缝。
(2)灌浆缝:缝面设置键槽、埋设灌浆系统,灌浆后使相邻坝段联结成整体,如整体式重力坝和拱坝的横缝。
2.纵缝 (1)竖缝:
l)一般自地基垂直贯穿至坝顶或下游坝面,见图7-7-1:也有在坝体内终止然后并仓的,见图7-7-2;
2)缝面均设置键槽和预埋灌浆系统,在坝块内埋设冷却水管:
3)采用竖缝形式的浇筑块,混凝土浇筑互不干扰,能够单独上升,但相邻块有高差限
制;
4)竖缝的接缝容易张开,能取得较大的张开度,有利于保证灌浆质量2 5)竖缝较便于布置坝上的浇筑机械.
(2)斜缝:一般只在中低坝采用.
1)斜缝的方向,大致平行于坝体的下游面,沿坝体主应力方向布置,见图7-7-3(a);也有大致平行于坝上游面的,如图7-7-3(b)为拓溪支墩坝的分缝形式;
2)斜缝面上的剪应力很小,一般不进行接缝灌浆,坝体浇筑至挡水高程后即可渡汛或蓄水;
3)某些厂房坝段,沿着钢管的方向设置斜缝,能够便于钢管安装,如新安江水电站厂房坝段的分缝,见图7-7-4;
4)斜缝对其双侧的高差和温差要求比较严格,在缝顶应布置并缝廊道或铺设钢筋,以避免在斜缝端部开裂;
5)斜缝双侧浇筑块,施工时彼此干扰较大,对施工进度有必然的影响,且不便于在坝上布置浇筑机械。
(3)错缝:适用于整体性要求不高的低坝。
l)垂直缝彼此错开布置,见图7-7-5所示,块体尺寸较小,一般长为8~14m,分层厚度2~4m;
2)水平缝搭接长度,一般为层厚的1/3~1/2,允许错缝搭接范围内水平施工缝有必然的变形,以减少两
端的约束,且搭接部份的水平缝要求抹平;
3)垂直缝面不需灌浆,但在重要部位,按照需要设置骑缝钢筋。有防渗要求的部位,应
在缝面上设止 水片;
4)在结构较薄弱部位的垂直和水平施工缝上,必要时须设置键槽;
5)块体浇筑的前后顺序,需按必然规律排列,因其对施工进度影响较大;
6)在垂直缝的上下两头有应力集中,在坝体冷却进程中极易发生裂痕,因此,有温度控制要求。 (4)预留宽槽:
1)槽宽一般为左右:
2)由于在浇筑块间留有宽槽,其相邻坝块混凝土浇筑彼此干扰较少,能够加速施工进度;
3)回填预留宽槽混凝土,一般在低温季节进行,并需将双侧混凝土的温度降至设计要求,因此对施工进度有必然的影响;
4)浇筑预留宽槽混凝土,需进行缝面处置(包括过缝钢筋焊接、槽内清除杂物等工作),劳动条件差,浇筑混凝土难度大;
5)利用预留宽槽是为了坝体某一部位不受相邻块高差限制而单独上升,避免由于局部坝基起伏差较大使坝块之间可能产生较大的不均匀沉陷;和拟在已浇坝块的上游或下游需要增加一个坝块时,避免新浇坝块受老坝块的约束产生裂痕。 (5)通仓浇筑:坝段不分纵缝进行的浇筑。
1)整体性好,模板工程量少,没必要进行接缝灌浆,从而加速施工进度,节省工程费用;
2)能够充分发挥浇筑机械的作用,提高工效,缩短仓位周转工期,节省劳力;
3)通仓浇筑必需有较为平整的基础和严格的温度控制办法,同时,具有完善的施工条件。
二、浇筑层厚度
浇筑层的厚度,对混凝土坝的施工速度、施工质量和施工费用有专门大影响。选择浇筑层的厚度,应考虑、以下因素。
1.混凝土温度控制要求 为避免浇筑块体由于基础温差和内外温差等发生温度裂痕,温控要求是决定浇筑层厚的一个主要依据。
目前国内外多数工程,在低温季节施工时浇筑层厚为3~5m;其他季节,专门是夏日,一般不超过~2m。在简化混凝土降温办法条件下(如仅加冰和冷水拌和时),也有采用~1m的浇筑厚度,并在夜间浇筑和配合流水(即\"水套法\")养护等办法来控制最高温升。
2.浇筑层厚的经济比较 一般地讲,采用较厚的浇筑层比较经济。葛洲坝工程以施工定额和现行的基价为依据,对不同浇筑层厚的费用进行了分析,其结果见表7-7-1。
表7-7-1 不同浇筑层厚度对混凝土预备工序计算单价的影响
浇筑层厚度(m) 费用(元/m3) 百分比(%) 100 117 167 注: 一、表中的费用仅考虑冲毛、模板、铺砂浆、仓位周转衔接等预备工作的施工费用;
2、施工费用是以15×20m的温筑仓面积计算的。
3.坝体结构和混凝土浇筑能力
(1) 视坝体结构情形考虑水平施工缝位置,例如框架、廊道、悬臂、牛腿和坝体轮廓线转折处等,均须在适当位置设置水平施工缝,但应避免将施工缝设在应力集中位置。
(2) 视坝体钢筋、埋件和浇筑等条件,考虑浇筑层厚度。如泄水闸闸墩施工,按温控要求浇筑层厚能够为4~5m,但由于钢筋、埋件安装工作量大,混凝土进料困难,浇筑层厚度多为2m左右。
(3) 考虑混凝土浇筑的铺料方式。当混凝土入仓速度受到限制而采用台阶式方式铺料时,层厚采用为宜,最大不超过,以保证平仓振捣的质量。
部份混凝土坝工程分缝分抉实例见表7-7-2。
第二节 混凝土浇筑
一、人仓方式
(一) 自卸汽车转溜槽、溜筒入仓
自卸汽车转溜槽、溜筒入仓适用于狭小、深塘混凝土回填。斜溜槽的坡度一般在1:1左右,如图7-7-6所示。混凝土的明落度一般为6cm左右.溜筒氏度一般不超过15m,混凝土自由下落高度不大于2m。每道溜槽控制的浇筑宽度5~6m。这种入仓方式预备工作量大,需要和易性好的混凝土,以便仓内操作,所以这种混凝土入仓方式多在特殊情形下利用。 (二)自卸汽车在栈桥上卸料入仓
浇筑仓内架设找桥,汽车在栈桥上将混凝土料卸入仓内。常常利用在起重机起吊范围之外、面积不大、结构简单的基础部位。当汽车无法直通栈桥时,可通过一次倒运再由汽车上校桥卸料。
栈桥结构主要包括桥面、桥柱和引桥部份。
(l)桥面:按照栈桥的跨度选用桥面结构。其结构有组装式(图7-7-7)和工具式(图7-7-8)。栈桥可用钢桁梁架设,也可用型钢组装。桥的跨度一般不超过6~8m。
(2)桥柱:桥柱有混凝土柱和钢筋柱,采用焊接钢筋柱较多。钢筋柱的主筋随浇筑块的高度而变:4~6m者为¢30~¢32mm:6~8m者为¢40mm。辅助蛇形筋均为¢16mm,柱脚锚筋与主筋相同,锚筋孔深60cm,孔内回填水泥砂浆。
(3)引桥:常常利用堆木垛和填筑石渣两种材料作引桥桥基。后者宜用于高度在l m以下,以避免高填筑而增加清理工作量。
汽车栈桥布置应按照每一个浇筑块的面积、形状;结构情形和混凝土标号和通往浇筑块的运输线路等条件来肯定栈桥位置、数量及其方向。每条栈桥控制浇筑宽度为6~8m,若宽度太大,则平仓困难,且易造成骨料分离和仓内不平整,影响质量。仓外必需有汽车回车场地,使汽车能顺利上桥。
汽车栈桥可因地制宜,一般采用\"半截桥\",倒车上桥卸料。个别情形下采用\"通桥\"。 卸料可用\"分料器\",如图7-7-9所示;或用工具式栈桥,将活动桥面板取下直接卸料。当落差大于2m时,应用溜管或其他缓降设备,如图7-7-10所示。
由于汽车栈桥预备工作量大,本钱较高,质量控制困难,因此,在一般情形下不宜采用
这种入仓方式。
:
(三)吊罐入仓
利用起重机械吊运混凝土罐入仓是目前普遍采用的入仓方式,其长处是入仓速度快、利用方便灵活、预备工作量少、混凝土质量易保证。吊罐分立罐和卧罐。立罐的容量有、、、6rn3,以的吊罐利用占多数。 (四)汽车直接入仓
自卸汽车开进仓内卸料,它具有设备简单、工效高、施工费用较低等长处,在混凝土起吊运输设备不足,或施工初期尚未具有安装起重机条件的情形下,可利用这种方式。这种方式适用于浇筑护坦、铺盖、海漫和闸底板和大坝、厂房基础等混凝土。常常利用的方式有端进法和端退法,见图7-7-11和图7-7-12。
(l)端进法:当基础凹凸起伏较大或有钢筋的部位,汽车无法在浇筑仓面上通过时采用此法。
开始浇筑时汽车不进入仓内,当浇筑至预定的厚度时,在新浇的混凝土面上铺厚6~8mm钢垫板,将车在其上驶入仓内卸料浇筑。浇筑层厚度不超过。
(2)端退法:汽车倒退驶入仓内卸料浇筑。立模时预留汽车迸出通道,待收仓时再封锁。浇筑层厚度lm以下为宜。汽车轮胎应在进仓前冲洗干净,仓内水平施工缝面应维持干净。
参考国内外施工实践,对汽车直接入仓浇筑混凝土的初步评价是: 1)工序简单,预备工作量少,不要搭设梳桥,利用劳力较少,工效较高z 2) 适用于面积大、结构简单、较低部位的无筋或少筋仓面浇筑:
3)由于汽车装载混凝土经较长距离运输且卸料速度较快,砂浆与骨料容易分离,因此,汽车卸料落差不宜超过2m。平仓、振捣应仔细处置,形成台阶。平仓振捣能力和入仓速度要适应.
二、铺料方式
(一)平铺法
1、铺朴方向与顺序
1)闸、坝工程的迎水面仓位,铺料方向要与坝轴线平行;
2)基岩凹凸不平或混凝土工作缝在斜坡上的仓位,应由低到高铺料:先行填塘,再按顺序铺料:,
3)采用履带吊车浇筑的一般仓位,按履带吊车行走方便的方向铺料;
4)有廊道、钢管或埋件的仓位,卸料时,廊道、钢管双侧要均衡上升,其双侧高差不得超过铺料的层厚(一般30~50cm)
2、铺料厚度
应以混凝土入仓速度、铺料允许距离时刻和仓位面积大小决定铺料厚度。仓内劳动组合、振捣器的工作能力、混凝土和易性等都要知足混凝土浇筑的需要。闸、坝混凝土施工中,铺料厚度多采用30~50cm。但胶轮车人仓、人工平仓时,其厚度不宜超过30cm。
3、平铺法的特点及适用范围
1)铺料的接头明显,混凝土便于振捣,不易漏振:
2)入仓强度要求较高,尤其在夏日施工时,为不超过允许距离时刻,必需加速混凝土入仓的速度;
3)平铺法能较好的维持老混凝土面的清沽,保证新老混凝土之间的结合质量; 4)混凝土入仓能力要与浇筑仓面的大小相适应; 5)平铺法不宜采用汽车直接入仓浇筑方式; 6)能够利用平仓、振捣机械。 (二)台阶法
1、铺针程序与形式台阶法混凝土浇筑程序是从块体短边一端向另一端铺料,边前进、边加高,慢慢向前推动并形成明显的台阶,直至把整个仓位浇到收仓高程。其浇筑程序见图7-7-13。浇筑坝体迎水面仓位时,应顺坝轴线方向铺料。
二、适用范围浇筑仓的面积较大,平铺法施工不能知足允许距离时刻要求时采用台阶法;但不适应平仓振捣机施工。
3、施工要求
l)台阶法浇筑时,水平施工缝(老混凝土面)只能慢慢覆盖,因此,必需注意维持老混凝土面的湿润和清洁。接缝砂浆在老混凝土面上边摊铺边浇混凝土;
2)在浇筑进程中,要求台阶级次分明。铺料厚度一般为30~50cm;浇筑层厚度一般为~,最大不超过2m;台阶宽度应大于,坡度不大于1:2;
3)平仓振捣时避免混凝土分离和漏振;
4)在浇筑中如因机械和停电等故障而中止工作时,要做好停仓预备,则必需在混凝土初凝之前,把接头处的混凝土振捣密实;
5)用台阶法浇筑起始端的混凝土上升速度快,对模板的侧压力较大,在设计模板时,要考虑这一因素。
(三)平铺法与台阶法的铺料计算 1、平铺法厚度
=
式中 一一 铺料厚度,m;
q 一一 混凝土实际小时入仓强度,m3/h; t 一一 铺料层的允许距离时刻,h; F 一一 浇筑仓的面积,m2。
2、台阶法铺料
每铺筑一次需要的混凝土方量,即将所有台阶覆盖一层可按下式计算:
V = L
qt (7-7-1) Fn (7-7-2) 式中 V 一— 台阶法浇筑每铺筑一次的混凝土方量,m3;
L 一一 浇筑块短边长度,m; 一一 吊罐的容积,m3;
一一 铺料厚度(即台阶高度),m; n 一一 台阶数。
按照上式能够计算出不同浇筑分层厚度、不同浇筑块短边宽度和不同铺料厚度的混凝土数量,见表7-7-3。
三、平仓
1、人工平仓 人工平仓的适用范围:
1)在靠近模板和钢筋较密的地方,用人工平仓,使石子散布均匀:
2〉水平止水、止浆片底部要用人工送料填满,严禁料罐直接下料,以避免止水、止浆片卷曲和底部混凝土架空;
3)门槽、机组埋件等二期混凝土;
4)各类预埋仪器周围用人工平仓,避免位移和损坏。
2、振捣器平仓 振捣器平仓工作量,主要按照铺料厚度、混凝土拥落度和级配等因素而定;二般情形下,振捣器平仓与振捣的时刻相较,大约为1:3,但平仓不能代替振捣。 3.机械平仓大体积混凝土施工采用机械平仓较好,以节省人力和提高混凝土施工质量。闽江水电工程局研制的PZ-50-1型平仓振捣机、杭州机械设计研究所、上海水工机械厂试制的PCY-50型液压式平仓振捣机,能够在低流态和坍落度7~9cm以下的混凝土上操作,利用效果较好。
为了便于利用平仓振捣机械,浇筑仓内不宜有模板拉条,应采用悬臂式模板。
四、振捣
1、振捣器 (1)振捣器选择:
1)大体积混凝土多选用高频率插入式电动振捣器,少数采用风动振捣器,有条件时应尽可能利用平仓振捣机;
2)薄壁结构如墩、梁、板、柱等部位,一般宜用小型插入式电动振捣器或软轴式电动振捣器;
3)顶板预制梁的梁缝、门槽和其他二期混凝土断面很小的部位,宜采用软轴式电动振捣器或人工插针;
4)模板周围和埋件周围必需采用小型振捣器,以防模板走样和埋件位移; 5)低流态混凝土,应利用振捣器组或高频率振捣器,以确保混凝土的密实性。 (2)振捣器的技术性能:适用水工混凝土浇筑的各类类型振捣器的技术规格详见《工程机械利用手册》上册。 2、混凝土抹捣技术要求
按照施工规范规定,振捣时刻应以混凝土再也不显著下沉、不出现气泡、开始泛浆时为准。振捣器移动距离应不超过其有效半径的倍,并插入基层混凝土5~l0cm,顺序依次,方向一致,以保证上基层混凝土结合,避免漏振。 3、振捣器效率和布置
(1)振捣器的效率:混凝土浇筑振捣器需要量和总储蓄量计算见《水利水电工程施工组织设计(3)施工技术》中第四章。
插入式振捣器的生产率计算公式:
Q=2KR2h
3600 (7-7-3) t1t式中 Q 一一 生产率,m3/h;
K 一一 振捣器工作时刻利用系数,一般取~; R一一 振捣器的作用半径,m; h一一 振捣深度,m;
t1一一 振捣器移动一次所耗时刻,S; t 一一 在每一点的振捣时刻,S。
一般按照混凝土小时入仓强度,振捣器的生产率按10m3/h计算一个浇筑仓位的振捣器台数。
(2)振捣器的布置:插入式振捣器振捣顺序的排列有梅花形和方格形,见图7-7-14。一个面积250~400m2的浇筑仓位,一般配备¢100~¢l30mm棒式振捣器3~4台,包括平仓在内,可知足每班200~300m3混凝土入仓要求。为了便于振捣器管理和维修,将4~6台变频器集中装配在一个专用的活动房内,可供一个仓位利用。
4、平仓、振捣的劳动组合
浇筑块面积为250~400m2、每班浇筑混凝土200~300m 3的仓位,一般每一个仓位配备11~13人,其中仓外指挥、挂罐3人,仓内指挥l人,下料、平仓、振捣7~9人(包括仓面清理)。如人工平仓工作量较大,则平仓人数相应增加。
第三节 混凝土铺料距离时刻
一、混凝土铺料允许距离时刻
混凝土铺料允许距离时刻,是指自混凝土出拌和机口到初凝前覆盖上层混凝土为止的这一段时刻。它与气温、太阳辐射、风速、混凝土人仓温度、水泥品种、和掺外加剂等条件有关。当未掺外加剂和混合材料和未采用其他特殊施工办法时,混凝土铺料的允许距离时刻可参照表7-7-4肯定。当掺用外加剂或混合材料时,混凝土的铺料允许距离时刻应通过实验肯定。
表7-7-4 混凝土浇筑允许间歇时刻 单位:min
混凝土浇筑时气温(°C) 20~30 10~20 5~10
普通硅酸盐水泥 90 135 195 矿渣硅酸盐水泥及火山灰质硅酸水泥 120 180 二、超过允许间歇时刻的处置
规定的混凝土铺料允许距离时刻,是为了组织正常施工、保证施工质量肯定的。但在一般情形下,超过允许距离时刻,仍具有必然的可塑性。《水工混凝土施工规范》规定:用振捣器振捣30s,振棒周围l0cm内仍能泛浆且不留孔洞、混凝土还能重塑时,仍可继续浇筑混凝土.不然,应停止浇筑,作为“冷缝”按施工缝处置。
第四节混凝土工作缝处置
一、处置方式
1、工作缝 按照设计需要和施工条件的限制,水工建筑物不能或不宜持续浇筑成型。混凝土在施工进程中形成的缝统称工作缝(即施工缝),工作缝面有水平的、垂直的和斜面的。 2、工作缝处置方式及适用条件 工作缝处置方式、适用条件及效率见表7-7-5。
二 冲毛
(一)压力水冲毛
冲毛的水压力一般为4~6kgf/m2。冲毛时刻一般在混凝土初凝后至终凝前进行,可按照水泥品种、混凝土标号和气温情形肯定。冲毛应达到的标准为冲去乳皮和灰浆,直到屁凝土表面积水由浑变清为止。当无实验资料时,可参照表7-7-6掌握冲毛时刻。
(二)风砂(水)枪冲毛
冲毛的风压力一般为4~6kgf/cm2。风砂(水)枪冲毛的设备有风(水)管、密封砂罐和喷枪等,见图7-7-15。风砂(水)枪冲毛一般用在混凝土浇筑(开仓)之前对已冲毛而又产生少量乳皮、水锈等情形的施工缝处置。施工时,用风砂(水)枪冲毛后,尚需再用清水将缝面冲除子净,风砂(水)枪冲毛的工效见表7-7-7。
风砂(水)枪的操作要求:
1)操作人员应戴防砂面罩;
2)紧缩空气内不能有油分(混凝土面一经污染,处置困难); 3)砂子需经4~5mm的筛网过筛;
4)输砂皮管内径32~40mm,其长度不宜超过80m;
5)按照风压和混凝土的强度来肯定出砂阀门的开度,控制风砂比; 6)操作时先开风阀门,使砂罐内充压后再开砂阀门。 (三)寓压水冲毛
乌江渡工程曾利用改制的高压泥浆泵(100/100型),用高压水冲毛.对不同龄期和强度的混凝土的冲毛效率见表7-7-8。由表可见,当压强比在左右冲毛效率较好。
(四)高压冲毛机冲毛
高压冲毛机的冲毛压力可达250~350kgf/cm2,最高可达500kgf/cm2。
(1)机具设备:闽江水电工程局制造的HCM-MI型和葛洲坝工程局改制的GCHJ型高压;冲毛机(整机重2t),包括高压泵、电动机、电器控制箱、卸载阀组及喷枪等组成。
(2)冲毛效果:乌江渡工程对工作缝的各类冲毛(凿毛)处置方式作了对比实验,其中以高压冲毛机冲毛的接缝抗剪强度最高,见表7-7-9;不同混凝土抗压强度,用高压冲毛
机冲毛和人工凿毛的粘接强度实验比较见表7-7-10。
0
(3)生产率及经济效果:
1)当混凝土强度40~7okgf/cm2、水压320kgf/cm2,生产率为300m2/h左右;冲毛机对250号混凝土14d龄期的冲毛效率为40m2/h;
2)葛洲坝工程用高压冲毛机与风砂枪相较,每冲毛l00m2可节省费用元;
3)闽江工程局对不同冲〈凿〉毛方式处置工作缝的经济性进了比较,见表7-7-11。
三、缓凝剂刷毛
利用木质素磺酸钙、糖蜜塑化剂和拧朦酸等对水泥的缓凝特性,在浇筑混凝土前,涂刷在模板面上,使混凝土成型后的表面初期缓凝,拆模后用压力水冲洗,即可形成毛面;或在混凝土振捣完成后喷涂在水平缝面上,待混凝土终凝后,即可用压力水冲去表层缓凝水泥浆而形成毛面。
(一)木质素磺酸钙刷毛
用木质素磺酸钙干粉(简称木钙粉)与水调成稀糊状(能够一次搅拌,分次利用),于混凝土浇筑前涂刷在模板上,或在收仓后的混凝土面上喷洒。其配合比为:木钙粉:水=1:(~)。要求涂层薄而均匀,一般厚l~2mm;但在靠近迎水面或溢流面的20~30cm。止水(浆)片周围l0cm范围内不要涂刷,仍用其他方式处置。严禁木钙溶液洒在钢筋、止水(浆)片等埋件和将要浇筑的混凝土面上。一般在混凝土浇筑3~5d拆模后,用4~6kgf/cm2压力水的冲毛效果较好。葛洲坝工程在大江电站厂房施工中,采用木钙溶液刷毛15631m2, 其材料消耗为每千克溶液(配合比为1 :可涂刷、材料单价为元/m2。
(二)糖蜜塑化剂刷毛糖蜜塑化剂刷毛,每㎡材料用量为:春秋季节22~25g,夏日27~31g,冬季15~17g。其喷涂、冲洗效率按照利用喷涂方式而异,人工涂刷一般为50~80m2/工日、冲洗100~150m2/工日.
四、工作缝面要求与铺砂浆
工作缝处置的目的是使新、老混凝土结合良好,所以要清除老混凝土表面的软弱层,并在新浇混凝土前先铺砂浆或直接浇筑加大砂率的混凝土。七十年代以前,缝面处置大体上是采用低压水冲毛、人工或风铺凿毛等方式,要求的标准是粗骨料外露l/3。随着施工经验的积累和高压水冲毛机的利用,一些工程对此作了实验对比,表明在进行缝面处置时,只要求粗砂外露即可达到质量要求。
对于水锈和钙质薄膜,乌江渡和龙羊峡等工程的实验表明,在膜层较薄时影响不大;龙羊峡工程规定,工作缝表面通过凿毛或冲毛后,对非迎水面仓位一周内产生的再生乳皮可不作处置。
水工混凝土施工规范规定,对基岩面和迎水面浇筑仓必需铺2~3cm厚砂浆,其他仓面若不铺水泥砂浆,应有专门论证。最近几年来,为了简化施工程序,加速进度,有些工程已在部份仓面不铺砂浆。乌江渡工程坝体水平施工缝,仅在迎水面5~7m宽度内铺砂浆,其他部位不铺砂浆、采取浇筑50cm厚加大砂率2~3%和增大拥落度l~2cm的接缝混凝土;有的工程只加大砂率,其加大的比例:4级配加大4%、3级配加大3%、2级配加大2%,或减小骨料粒径,采用1、2级配不加大砂率的混凝土。
第五节 混 凝 土 养 护
一、养护方式
(一)养护方式分类和适用条件
混凝土养护方式分类和适用条件见表7-7-12.
在各类养换方式中以蓄水养护或湿砂覆盖效果最好,但在施工中排水、清渣工作量大。所以实际工作中一般多用洒水养护,其长处是简单、灵活、本钱低。
(二)养护方式
1、自流 在浇筑好的混凝土面上或附着在模板外设置自流水管形成\"水套\",白流水管形式见图7-7-16。
2、人工洒水 一般应在混凝土浇筑完毕12~18h即开始洒水;但在酷热、手燥气候情形下应提前洒水。操作时,先洒侧面,顶面在冲毛后洒水。洒水养护的用水量与施工期长短、浇筑层厚度、结构型式和气温有关,一般可按每立方米混凝土用水~计算。
3、化学养护剂 化学养护是用化学溶液喷洒在混凝土面上形成薄膜,使混凝土与空气隔间,阻止混凝土内水分蒸发,起到养护混凝土的作用;
薄膜养护剂品种很多,且在进展当中,现介绍其中的两种。
(1)LP养护剂:LP养护剂外观为乳白色乳状液体,最低成膜温度需高于5℃,其配合比见表7一7-13。
乳液利用前,需中和、消泡、稀释,通常按如下配合比处置:
LP乳液100(体积),10%磷酸三纳3~5(中和用),磷酸三丁脂适量(消泡用),水100~300(稀释用)。
喷洒时刻,一般在混凝土表面已收水,呈润湿状态时进行;小面积喷洒可用喷雾器,大面积需用紧缩空气喷枪喷洒,其工作压力2~4kgf/cmz;喷洒后3h内,薄膜上不该行人或堆物。
因LP在潮湿的浪凝土表面上一经成膜,就与混凝土牢固粘接而不易去除,此薄膜对相邻两层混凝土有隔离作用,所以宜用于侧面和不需要继续上升的顶面或过流面等部位;采用LP养护,保水效果显著,但LP薄膜没有保温效果。
(2)过氯乙烯塑料薄膜养护:薄膜溶液配合比见表7-7-14,其喷洒工具及设备见表7-7-15。
喷洒时,空气紧缩机压力4~5kgf/cm2、容罐压力2~3kgf/cm2,喷出的塑料溶液呈雾状,榕液用量一般为~m2,其工效达15~20m2/min。喷洒时喷头距混凝土面5ocm为宜。
粗苯和丙酣等材料是易燃和有毒物品,应严格作好防护工作。
二、养护期与混凝土强度
(一)混凝土养护期间的强度增加
以400号和500号水泥拌制的混凝土为例,在不同温度下强度增加百分率别离见表7-7-16和表7-7-17。
(二)养护期
(1)肯定养护期的依据:水泥品种、混凝土性能、气候条件和建筑物结构形式和部位。
(2)养护要求:混凝土表面常常维持湿润,养护水利用生活用水即可.当气温低于5℃时,应停止洒水养护。
(3)不同水泥品种养护时刻:见表7-7-18。
注:重要部位和利用日期强度的温凝土,养护时刻很多于28d。夏日和冬季施工的漏凝土,和有
温度控制要求的混凝土养护时刻,按设计要求进行。
三、养护费用与工效
不同养护方式的材料费用、单价参见表7-7-19。
人工洒水工效:大体积混凝土1500~2000m2/工日,小仓位500~100om2/工日。如仓位分散或高差太大时工效降低。
养护剂工效:喷洒80m2/h;人工涂刷40m2/工日。
第六节 二期混凝土回填
一、施工特点和要求
(一)施工特点
1)工作面小,施工困难,多用人工操作,需要的劳动力较多;
2)浇筑地址分散,施工预备期长,混凝土量较小,占用必然的直线工期;
3)钢筋及金属埋件多,混凝土进料、平仓、振捣较困难,需专门制定施工技术办法; 4)多为高空作业,或洞内回填,或槽内施工,需特别注意安全生产; 5)混凝土浇筑有温度控制要求。 (二)施工要求
1)二期混凝土多在狭小部位或钢筋、埋件较密的部位进行浇筑,通常采用现落度较大的2级配混凝土,并用小型振捣机械或手工插奸的方式捣实,以保证钢筋和金属埋件不产生位移,模板不走样;
2)宽槽、封锁块及预留洞的二期混凝土,应在低温季节施工,届时其周边老混凝土己冷却到设计要求温度;
3)浇筑预留宽槽、封锁块混凝土时,应选用收缩性较小的原材料和混凝土配合比; 4)浇筑二期混凝土之前,应将结合面的老混凝土凿毛、冲洗干净,并维持湿润;
5)坝体水平孔洞的二期混凝土回填,按照结构要求,一般应预埋灌浆系统,在混凝土浇筑、冷却后进行灌浆处置;
6)浇筑深槽二期混凝土,应挂溜管或振动溜管,以避免混凝土分离和骨料破碎。
二、浇筑方式
(一)门槽二期混凝土浇筑
1、方式
(1)搭设脚手架浇筑:搭设脚手架时,除考虑安装闸门埋件外,还应考虑无碍于基准点的测设安装和功效测量等工作的进行。
(2)用液压滑动模板浇筑:大化工程采用此法施工时,从门槽顶部四角向下垂4根¢25mm钢筋作为提升爬杆,模板和操作平台连成一体,由液压千斤顶带动,平衡上升,混凝土由起重机吊立罐卸在门槽顶部,由人工用锹和铁桶倒入门槽顶漏斗,通过溜筒下到浇筑部位。
采用此法时,一对门槽应同时进行浇筑。 2、模板
(l)小块术模板:模板加工成~长、厚~,用¢16mm螺栓固定,螺杆焊接在预埋插筋的根部。模板可距离安装,中间空洞作为临时进料口,或随混凝土的升高逐段安装,边立模边浇筑;但必需保证模板安装质量。
(2)长条钢模板:用钢材制成长约5m的钢模板,模板上每距离50cm留一洞口,以便混凝土进料和振捣。用门机吊装立模,工效可提高2~3倍。
3、浇筑
混凝土卸料层厚20~40m,浇筑上升速度以每班不超过3m为宜;混凝土要振捣密实、表面平整,拆模后无\"挂帘\"、\"错台\"、\"鼓肚\"等缺点。
在有些工程曾采用预制混凝土闸门槽的方式。一种是将门槽金属埋件先浇在混凝土预制构件内,然后安装在门槽位置上与坝体混凝土浇筑一路上升:一种是对精度要求不太高的拦污栅门槽或闸门槽的非工作段,把门槽金属埋件固定在模板上,一次浇入坝体混凝土内。这两种方式,都有成功的先例。但施工进程中可能受到吊罐碰撞而使埋件产生位移,因此,要特别注意施工工艺。
4、综合技术经济指标 闸门槽二期混凝土回填综合技术经济指标见表7-7-20。
注:1、表中以一对门槽同时施工进行计算;
2、材料根数是以杉木杆计数,也可用铜管代替; 3、埋件安装的劳动力组合未包括场外运输和测量人员; 4、混凝土回填的劳动组合未包括操作起重机、机车的人员。
(二) 孔洞回填混凝土
导流底孔、交通洞等孔洞(包括地质勘探平洞),一般洞身较长并贯通上下游面,施工后期需要回填堵塞. 1.回填要求 坝体内预留空洞在回填堵塞后应和坝体混凝土结合密实,形成整体,避免渗漏。有些工程在设计中并考虑了预留孔洞参与坝体挡水后的应力散布要求。因此,回填孔洞混凝土应提出专门施工办法。
2.回填办法
(l)对较大断面的孔洞,先在其底部用一般办法浇筑混凝土,混凝土的运输可用胶带输送机、混凝土泵或搭设脚手架用手推车运输;有条件时也可用装载机载运混凝土进入洞内直接浇筑。
(2)较小断面孔洞和较大断面孔洞顶部混凝土的回填,可采用以下办法: 1) 用混凝土泵输送混凝土,人工插奸振捣; 2) 预填骨料压浆法回填1
3) 人工水泥砂浆砌混凝土预制块; 4) 喷混凝土堵塞。
以上办法因施工困难和混凝土的干缩性,在孔洞顶部仍会留下间隙,一般多采用预埋灌浆管(灌水泥砂浆)进行封堵。
3.工程实例 丹江口工程初期施工时,在坝体内预留12个矩形导流底孔,断面为4×8m(宽×高),长,回填混凝土万m3。
(1)底孔下部(高以下部份)采用分层分段浇筑混凝土,分段最大长度为27m。
施工时底孔内搭设脚手架,并在底孔下游出口处搭设容积为3m3的转料滑槽。混凝土由起重机吊运立罐,经垂直溜筒进入滑槽,用的胶轮车从滑槽取料运输入仓,分层浇筑。台班产量可达120m3。
(2)底孔顶部厚的混凝土,曾采用分块浇筑、风动泵回填、预填骨料压浆回填三种方式。
1)顶部份块浇筑。在己浇混凝土面上用胶轮车运输混凝主,将洞口6m长迎水面分3段先进行回填,如图7-7-19所示。
施工时,用上游模板封门,下游模板立至离孔顶,中间留1m宽的缺口进料。 最上一层(约30cm厚)采用2级配混凝土,用人工插钎水平捣实。
最后,在2m长、3cm高的间隙内,用手工填塞砂浆团块(砂浆拥落度为lcm左右)。用手工堵塞的办法,挡水后有渗水现象,后来改用喷浆堵塞,即在2m长、3cm高的间隙内,用喷浆机喷浆堵塞(灰砂比为1:2)。这种施工方式,速度较快,挡水后无渗漏现象,但喷浆时洞内粉尘较多。
2)风动泵回填。丹江口工程采用自行设计、制造的风动泵进行回填达1000多m3,效果较好,见图7-7-20
所示。
风动泵的工作原理,是在密封的铁罐内装入混凝土,通入紧缩空气(5~7kgf/cm2),将罐内混凝土通过输送钢管喷射至浇筑面。
施工时泵体置于洞外,由起重机吊立罐,将混凝土装入铁罐。入罐前通过一道筛网,隔除超径石子。为避免混凝土堵塞管道,风管开关的顺序应严格掌握。进料时,先开管道出口处的阀门,后开泵体上部的风管;进料完毕时,关闭顺序相反。混凝土最大粒径为4cm、现落度2~3cm,混凝土喷射距离控制在7~8m之内。 采用风动泵的浇筑速度较快,台班产量可达3oms左右,工人劳动强度小,不需立模;但混凝土密实性差,需补以灌浆处置。
3)预填骨料压浆法回填。丹江口工程采用此法共浇筑混凝土500余m3。
(3)渗水及裂痕处置:在回填混凝土前,先对导流孔孔壁进行检查,如有严峻裂痕,应进行灌浆处置后再填筑混凝土。
底孔下闸挡水后9如有少量渗水,可用钢管引至下游排出,使回填的混凝土不受渗水影响,最后将钢管用水泥灌浆加压封堵。
4)主要技术经济指标见表7-7-21。
(三)预留宽槽回填混凝土
1.技术要求
1)宽槽双侧的混凝土龄期应不小于28d;
2)在回填混凝土之前,应使相邻块体的混凝土温度降到设计温度,回填时刻一般在最冷季节; 3)宜采用3级配混凝土,尽可能减少水泥用量,有条件时可采用微膨胀水泥.在某些钢筋密集和操作困难部位,为了维持振捣质量,也可利用2级配混凝土;
4)混凝土结合面需处置至微露粗砂;
5)在浇筑混凝土之前,应维持缝面清洁和湿润。
2.回填方式 由于宽槽宽度一般在lm左右,目前多采用一般混凝土浇筑的方式回填。 3.混凝土运输 常常利用的混凝土运输方式及适用范围,见表7-7-22
4.工程实例 丹江口工程在已浇坝体的上游面增加一个坝块,二者之间留宽的宽槽,待坝体混凝土达到稳固温度后,y用振动溜管回填混凝土.预留槽全长330m,分14个块为5个区段,槽深~35m。每一个区段的回填工期为27~38d,总工期为63d,共浇筑混凝土万m3。
(l)振动溜管安装z振动溜管有¢300、¢400mm两种。振动溜管'附有进料斗、消能器。消能器上设有1KW附着式振动器1台。
溜管长度按照槽深而定,一般在20m以上。安装时,先在宽槽顶部拼接好,再用起重机吊入槽内。振动溜管间距为5~6m,上端用钢丝绳固定在经受进料斗的2根15×20cm的方木上。为了确保安全,每隔10m处增加一道钢筋拉条,固定在宽槽双侧墙上。振动溜管每隔10m高设一消能器,且溜管的结尾必需设一个消能器,而结尾消能器和上一个消能器的间距不得大于3~4m。消能器上装一附着式振动马达,以防混凝土堵塞。
(2)回填混凝土性能和温度控制:回填的混凝土利用500号或600号硅酸盐水泥,其水灰比~,水泥用量m3,骨料为3级配,明落度2cm,抗压强度l50kgf/m2,掺加~万的加气剂。
混凝土浇筑温度应小于℃,允许温差为18℃。
(3)混凝土浇筑z浇筑分层厚为~11m。铺料层厚50cm,利用强力振捣器·因填混凝土每浇筑一次的循环作业时刻见表7-7-23。
(4)质量控制:
1)为了避免石子分离,在溜管间距为5~6m情形下,每次下料不该超过1ms。严禁将溜管斜拉下料,必要时在溜管底部安装两节普通溜管,在振动溜管稍有斜拉时普通溜管仍能维持垂直下料;
2)增强宽槽内平仓振捣力量,已经分离的砂浆必需由人工平仓均匀并振捣密实。要设置上下联系信号,槽内未平仓振捣完毕,上面不能下料;
3)应设专人负责槽内泌水的刮除并排出宽槽外,以避免积水影响缝面结合; (5)安全办法:
l)为避免人、物堕落槽内,在宽槽顶面除进人口外,均用术板盖住;在槽内每隔l0m搭设一层保护平台; 2)振动溜管在利用前应派专人检查钢丝绳、拉条、振动马达的连接情形.振动马达的操作控制开关装在宽槽顶部;
3)在工序安排上,严禁在同一部位进行上下立体交叉作业。
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