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泵站流道結(jié)構(gòu)改造施工與混凝土澆筑質(zhì)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(xué)研究院 3．連云港市金河水利工程建設(shè)監(jiān)理有限公司 4-南水北調(diào)東線總公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)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(jié)構(gòu)改造施工與混凝土澆筑質(zhì)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(yáng)州225002；2．江蘇省水利科學(xué)研究院，江蘇揚(yáng)州2250吃；3．連云港市金河水利工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，江蘇連云港222001；4-南水北調(diào)東線總公司，北京100029)摘要：江都三站進(jìn)水流道改造工程，因流道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用自密實(shí)混凝土澆筑，經(jīng)工程驗(yàn)收表明：混凝土密實(shí)度、流道表面平整度、流線以及混凝土強(qiáng)度等指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)及有關(guān)規(guī)范要求。關(guān)鍵詞：流道；改造；自密實(shí)粉煤灰混凝土；質(zhì)量控制中圖分類號(hào)：TU528．53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005—8249(2017)02—0049—04江都水利樞紐為南水北調(diào)東線源頭工程，江都三站安裝10臺(tái)單機(jī)流量lOm3／s立式軸流泵機(jī)組，2007年一2009年將原鐘型進(jìn)水流道改造為彎肘形結(jié)構(gòu)。在鋼筋、模板安裝完成后，施工人員無法進(jìn)入倉面澆筑振實(shí)。經(jīng)多方案比選論證，成功地采用自密實(shí)混凝土澆筑施工。1流道改造設(shè)計(jì)江都三站原流道經(jīng)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(jìn)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(wǎng)，新老混凝土采用錨筋提高界面粘結(jié)，流道混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C25。圖1 江都三站進(jìn)水流道改造結(jié)構(gòu)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(shù)研究，e-mail：muxiangren@1 63．corn收稿日期：2017—01—23·49·萬方數(shù)據(jù)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(jìn)水流道改造在流道內(nèi)壁新澆一層厚度不等的環(huán)形薄壁結(jié)構(gòu)混凝土，猶如在陶瓷酒壇內(nèi)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(cè)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(cè)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(gè)流道是封閉的，流道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定其底部、側(cè)墻、頂部等部位澆筑時(shí)，施工人員無法進(jìn)入倉面澆筑振實(shí)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(shí)混凝土、噴射混凝土等，從保證混凝土強(qiáng)度、密實(shí)性、新老混凝土粘結(jié)、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(shí)混凝土澆筑技術(shù)，能夠滿足混凝土密實(shí)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(nèi)安裝檢修門擋水，排除流道內(nèi)水后進(jìn)行流道改造。每臺(tái)機(jī)組流道改造施工順序?yàn)榘惭b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(hù)_拆模-÷質(zhì)量檢查驗(yàn)收_÷轉(zhuǎn)移檢修門。3混凝土施工質(zhì)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(xiàn)蜂窩、麻面，一次到位，內(nèi)實(shí)外光；還要防止因新澆混凝土塑性收縮、沉降收縮與進(jìn)水流道頂板等部位之間產(chǎn)生縫隙，保證新老混凝土結(jié)合面粘結(jié)強(qiáng)度。3．1原材料(1)膠凝材料：水泥為揚(yáng)州綠揚(yáng)牌P·0 42．5水泥，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量28％，安定性合格，3d、28d抗壓強(qiáng)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(jí)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(xì)骨料為長江中砂，細(xì)度模數(shù)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(jí)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(shí)混凝土外加劑：江蘇博特新材料有限公司生產(chǎn)，復(fù)合了減水劑、引氣劑、膨脹劑等組份，其性能指標(biāo)為：細(xì)度(45um篩篩余)≤5％，含水率≤5．O％，硫酸鈉含量≤2％，水泥凈漿流動(dòng)度≥220mm。(4)水：自來水。3．2混凝土配合比一般要求自密實(shí)混凝土拌合物的初始坍落度250mm～270mm、擴(kuò)展度600mm～700mm，同時(shí)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(dòng)度損失小。為滿足混凝土流動(dòng)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(jīng)正交試驗(yàn)，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(yàn)結(jié)果3．3工序質(zhì)量控制流道改造工序較多，每一道工序均會(huì)影響著混凝土施工質(zhì)量，因此要加強(qiáng)質(zhì)量三檢制，按照監(jiān)理機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的施工方案、質(zhì)量檢驗(yàn)計(jì)劃以及有關(guān)規(guī)范進(jìn)行工序質(zhì)量控制與檢驗(yàn)。3．4新老混凝土結(jié)合面處理設(shè)計(jì)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(jìn)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(dòng)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(jié)合面按隱蔽工程驗(yàn)收要求進(jìn)行檢查驗(yàn)收。為提高新老混凝土結(jié)合，設(shè)計(jì)采用①14@300mm萬方數(shù)據(jù)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(nèi)鋼筋焊接連接，估算在錨筋達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)增加混凝土拉拔力約0．57MPa。為提高錨固質(zhì)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(nèi)碎屑，錨固前用水沖洗、并濕潤孔內(nèi)混凝土，錨固劑凝固前不擾動(dòng)錨筋。7d后進(jìn)行錨筋拉拔試驗(yàn)，檢測拉拔力68．4—91．7kN時(shí)錨筋無松動(dòng)，符合設(shè)計(jì)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(yīng)形狀，并逐根編號(hào)，再運(yùn)到現(xiàn)場安裝。由于流道是加固改造項(xiàng)目，受現(xiàn)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?biāo)鞣较驅(qū)⒘鞯滥０宸殖?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(jìn)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(jìn)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(tái)上按1：1放樣，根據(jù)放樣圖 的錨筋固定。配置各節(jié)模板的龍骨，并預(yù)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(shí)連成整體，架設(shè)模板樣架，并將 混凝土澆筑主要是保證混凝土均質(zhì)性、澆筑到(四)一(六)節(jié)中的龍骨固定在樣架上，再架設(shè)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(chǎn)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(dòng)能轉(zhuǎn)換、控制澆筑速度、設(shè)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(shù)措施。根釘在龍骨上。 混凝土入倉利用重力勢能轉(zhuǎn)變成動(dòng)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(nèi)流動(dòng)阻力，在電機(jī)層到水泵層進(jìn)料口之水泥配制而成的聚合物水泥膩?zhàn)?，目的是嵌填面?間設(shè)置滑槽，再通過串管人倉。、木條之間縫隙、確保表面光滑，待膩?zhàn)佑不?，?(1)設(shè)置進(jìn)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(hào)拆開。 頂板上設(shè)置1個(gè)進(jìn)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(diǎn)，從座環(huán)下 凝土進(jìn)料口；在胸墻檢修門門楣上部設(shè)1個(gè)進(jìn)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(gè)觀測口，作為頂板和檢修門門楣混凝土進(jìn)料口；槽處進(jìn)行處理，模板之間的縫隙用膩?zhàn)幽ㄆ教幚?。?在進(jìn)水流道頂板設(shè)置1個(gè)進(jìn)料口和2個(gè)觀測口兼輔助形進(jìn)水管部位模板通過埋設(shè)在底板上的直徑為28mm 進(jìn)料口，作為流道側(cè)墻和底部混凝土進(jìn)料口。·51·萬方數(shù)據(jù)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(qiáng)制式攪拌機(jī)現(xiàn)場自拌，為提高外加劑減水效果，采用后摻法投料，先將細(xì)集料、1水泥、粉煤灰和部分拌合水?dāng)嚢?9s，再投人外加劑、粗集料和剩余的水，攪拌均勻?；炷劣梅奋囘\(yùn)至電機(jī)層，由于坍落度和擴(kuò)展度較大，翻斗車運(yùn)至現(xiàn)場后混凝土略有離析，在電機(jī)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(cè)面設(shè)置排漿孔和排氣孔在水泵座環(huán)底口的模板側(cè)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(zhì)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(dòng)時(shí)間充滿整個(gè)空間，在倉內(nèi)混凝土澆筑至喉管部位靜停等待2—3h，混凝土澆筑時(shí)間控制在8～10h。測量進(jìn)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(nèi)混凝土澆筑結(jié)束后，在進(jìn)料口和觀測口上分別設(shè)置增壓管，向增壓管內(nèi)灌注lm～1．5m高的混凝土。4流道改造施工質(zhì)量回彈法檢測10孔進(jìn)水流道實(shí)體混凝土強(qiáng)度推定值在31．0～36．5MPa之間(齡期不足28d)，混凝土試塊抗壓強(qiáng)度平均值35．6MPa，混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度3．24MPa，與直徑16mm的Ⅱ級(jí)鋼筋握裹強(qiáng)度4．2MPa，新老混凝土粘結(jié)劈裂抗拉強(qiáng)度和粘結(jié)抗折強(qiáng)度分別為1．14 MPa、2．36MPa?；炷粱貜棌?qiáng)度推定值最大與最小值之差在1．6～4．8MPa之間，均方差4．1MPa，說明混凝土實(shí)體強(qiáng)度均質(zhì)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(jié)劈裂抗拉強(qiáng)度和粘結(jié)抗折強(qiáng)度結(jié)合系數(shù)分別為0．43、0．56，說明新老混凝土粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到老混凝土的50％左右，與普通混凝土新老粘結(jié)強(qiáng)度基本一致，通過設(shè)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(jié)合性能?；炷敛鹉：髾z查表面外觀，除試驗(yàn)孑L 7#流道原水泵座環(huán)下口0．1m高度范圍內(nèi)混凝土不到位需修補(bǔ)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(jié)構(gòu)尺寸與表面平整度測點(diǎn)合格率90．1％，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。5結(jié)束語江都三站進(jìn)水流道改造將鐘型改為肘形，形體復(fù)雜，異型環(huán)形薄壁結(jié)構(gòu)斷面變化大，空間狹小，鋼筋密集，混凝土振搗難以實(shí)施。采用自密實(shí)混凝土澆筑技術(shù)，研究了立模、保證新老混凝土界面粘結(jié)、配合比優(yōu)化等技術(shù)，通過采取增壓、設(shè)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(shí)度、表面平整度、流道流線，施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及有關(guān)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(yīng)用自密實(shí)混凝土施工技術(shù)提供工程實(shí)例。參考文獻(xiàn)[1]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)．JGJ，r283—2012自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)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(shí)混凝土配合比正交試驗(yàn)研究與應(yīng)用[J]．混凝土2010(2)：130—132．超過15％時(shí)強(qiáng)度反而下降。程興旺∽參照普通混凝土設(shè)計(jì)方法對C25機(jī)制砂混凝土進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，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(yīng)為“劉磊，鐘貽輝，劉小艷等(44)’’特此更

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