控制水泵站流道混凝土裂缝施工工艺

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摘要：文章通过大中型泵站工程施工的实践和研究，提出了施工方面控制流道混凝土裂缝的主要措施，包括控制流道混凝土的材料、研究和改进混凝土的施工工艺。

关键词：水泵站流道；混凝土裂缝；“双掺”技术；泵站工程施工；混凝土施工

中图分类号：U445　文献标识码：A　文章编号：1009－2374(2009)12－0117－02

混凝土裂缝产生的原因主要是泵站流道结构形体复杂，周围刚性连接的结构物体积大小不一、方向各异，约束复杂，当新浇筑的混凝土发生温度变化、塑性收缩后，混凝土极易产生裂缝。为保证泵站的安全运行，泵站钢筋混凝土流道应防裂、防渗。泵站建设中，除在结构设计方面采取流道混凝土防裂措施外，在施工中也需要采取有效的控制措施防止流道混凝土裂缝的产生。

一、控制混凝土的组成材料。降低流道混凝土发热量

1　优选混凝土的原材料，优化混凝土的配合比。在流道混凝土的水泥品种选择上，要选用低水化热的水泥，如普通硅酸盐水泥、矿渣水泥等水泥品种；在满足混凝土强度、耐久性和和易性的前提下，改善混凝土的骨料级配，选用级配良好的骨料，严格控制砂含泥量小于3％、石子含泥量小于1％，砂石材料无泥块含量，保证混凝土组成材料的优良品质。在混凝土配合比设计中，应将混凝土的耐久性要求如抗渗、抗冻标号作为重要指标，设计的混凝土材料必须满足流道混凝土耐久性、强度和施工的和易性的要求，通过试验室试验优化选择流道混凝土的配合比。

2　应用“双掺”技术，提高混凝土的性能指标。即在混凝土配合比的选择上，掺入优质粉煤灰和高效减水剂，以减少单位水泥用量，有效降低流道混凝土的发热量，同时提高混凝土的性能指标。粉煤灰应采用I级、Ⅱ级品质，其掺量一般占水泥用量的20％左右，可采用等量代换或超量代换；高效减水剂的品种、规格和掺量根据产品说明书并经试验确定，一般高效减水剂的减水率在15％左右，相应可减少水泥用量10％～15％，可有效降低混凝土的发热量，同时能提高混凝土的早期强度和极限拉伸值，对控制流道混凝土的早期混凝土收缩裂缝亦很有益处。粉煤灰和减水剂等外掺剂要坚持先试验后使用的原则。

二、控制混凝土施工工艺，提高流道混凝土抗裂能力

1　控制混凝土的拌制工艺。流道混凝土施工中，加强混凝土配料的过程控制，要严格遵守混凝土配料单制度，混凝土拌制过程中及时测定砂石骨料的含水率，及时调整施工配合比。使用高效减水剂、早强剂、防冻剂等外加剂时，准确控制其掺量，并将外加剂均匀地配入拌和混凝土中，拌和程序和时间应通过试验确定。为提高混凝土拌和料的质量稳定性，一般采用自动配料、自动检测系统，混凝土在运输过程中不得发生分离、漏浆，泌水等现象。使配制的混凝土具有良好的和易性。通过控制，降低混凝土的离散系数，使混凝土产品达到优等品质标准，从而提高混凝土材料的抗拉强度，增强混凝土材料的抗裂性能。

2　控制混凝土浇筑工艺。根据流道的结构特点，控制混凝土的铺料、平仓、振捣等作业程序、工艺技术，通过浇筑工艺的控制，使流道混凝土密实、增强流道整体的结构力。混凝土入仓时，应防止离析，混凝土垂直落距控制在2m以内，否则应增设缓降设施。严禁混凝土在运输中加水入仓，严禁不合格料入仓。在浇筑流道混凝土时，应使混凝土均匀上升，采用分层浇筑法；浇入仓面的混凝土随浇随平仓，不得堆积。仓内若有粗骨料堆迭时，应均匀地展布于砂浆较多处，不得用水泥砂浆覆盖，以免形成蜂窝。浇筑的混凝土应用振捣器捣实到可能的最大密实度，每一位置的振捣时间以混凝土不再显著下沉，不出现气泡，并开始泛浆时为准，最适宜的振捣时间为5～15s。振捣工艺上做到“快插慢拔”，既不过振，也不漏振。凡无法使用振捣器的流道边角部位，辅以人工捣固密实。对大中型立式泵站，混凝土浇筑分底板层、流道层的，在流道混凝土浇筑前，在混凝土新老结合部位，先铺2～3cm的同标号水泥砂浆，砂浆的水灰比较混凝土的水灰比减少0.03～0.05，铺设的砂浆面积与混凝土浇筑强度相适应，保证新浇混凝土与基础面或老混凝土结合良好。混凝土浇筑应保持连续性，上下层混凝土浇筑间隔时间严格控制在规范范围内，防止出现冷缝，对于采用泵送法浇筑流道混凝土，要研究泵送混凝土的特点，采取相应控制措施保证质量，混凝土中掺入泵送剂，拌制时的混凝土坍落度大小按运输距离气候干燥程度等因素确定，现场浇筑时泵送混凝土的坍落度一般控制在12±3cm，最大骨料粒径小于导管径的1/3，严禁超径骨料进入混凝土泵，泵送过程中，保持泵送混凝土的连续性，防止堵管，在混凝土浇筑到顶、收面前清除表面多余的水泥浆，反复收面，及时养护。通过浇筑工艺的控制，达到使流道混凝土密实、增强混凝土抗裂能力的目的。

3　控制模板支立、钢筋安装工艺。流道异型模板采用工厂按施工详图定制加工，进出水流道分水墩圆头采用定型钢模板；所用模板的制作尺寸、刚度、强度、表面光洁度、平整度经检测合格后再用于工程施工。模板在安装前，进出水流道定型钢模表面除锈磨光后采取喷塑处理以保证混凝土表面光滑。模板安装时，重要部位设置控制点，以便检验校正。模板安装的顺序是：弹立模平面控制线和高程控制点拼模板模板初步固定模板整体微调钢管围囹加固对销螺栓拉紧一模板局部加固。做到模板拼缝严密，表面平整、不漏浆，流道部位立模时特别重视模板的加固措施，根据混凝土浇筑速度设计对销螺栓的数量，同时加密锚固对销螺丝和焊锚筋，加固钢筋、钢管围囹，模板分层施工时，逐层校正上、下层偏差，不出现“错台”现象，模板支撑必须牢固，搁栅、围檩、横梁必须有足够的刚度，模板安装结束后，全面检查模板的尺寸、平整度、垂直度、接缝支撑、预留孔、洞位置，确保立模位置准确、支撑牢固，在流态混凝土荷载施工后模板不变形。严格控制流道混凝土保护层的厚度对于控制混凝土的裂缝具有重要作用。流道部位钢筋尤其是设置的抗裂钢筋的加工、钢筋安装位置、间距、混凝土保护层要严格按设计图纸和规范施工，确保混凝土保护层厚度控制在质量检验标准范围内。流道部位的混凝土保护层可用高于结构物设计强度的混凝土垫块垫在钢筋与模板之间，垫块与钢筋扎紧，相互错开，分散布置。

4　控制混凝土的养护措施。流道混凝土浇筑完成后，混凝土表面及时用聚乙烯薄膜等材料覆盖，并洒水湿润养护。正常气温采用安装凿有孔眼的自来水管自流喷水的措施，并辅以人工洒水，保持混凝土表面湿润；气温低则采取封闭保温、蓄热加温等措施控制其内外温差在规范范围内。流道结构复杂的部位，可采用喷涂混凝土养护剂养护。喷涂养护剂的方法，一般喷涂二遍，第一遍喷涂成膜后，再喷涂第二遍。第一遍与第二遍应相互垂直，以保证均匀分布。混凝土连续湿润养护的时间一般不少于28d。流道墩墙等大体积部位要加 强对混凝土内部温度监控，通过在混凝土内埋设温度监测管，定时观测，并控制混凝土内外温差在20℃范围内。

三、采取技术措施，控制流道混凝土裂缝

大体积降温技术措施。大中型泵站流道的墩墙部位为大体积混凝土，大体积结构控制裂缝的主要因素是水化热降温引起的拉应力。必须采取措施控制大体积混凝土的温度应力，防止温度应力产生混凝土的裂缝。流道墩墙大体积混凝土施工技术措施，以往的做法是在墩墙部位适量抛石，一般抛石量约占体积的20％左右。但随着施工技术的进步，许多泵站采用泵送混凝土施工，浇筑速度较快，在混凝土浇筑的同时抛石施工干扰大、抛石量小，难于达到预期的效果，在近期的泵站施工中，尝试采用在流道墩墙大体积混凝土的芯部事先砌浆块石墙或先期浇筑一期混凝土芯墙、同时预埋插筋的措施，降低大体积混凝土的发热量，进而控制温度裂缝。

四、施工措施控制的效果

泵站施工中，采用从材料、配合比到施工工艺以及应用新材料新技术的综合施工措施后，检测单位对流道混凝土抗裂的控制效果进行了相关项目和指标的检验，包括过程控制的效果、混凝土性能指标和混凝土外观质量及混凝土裂缝效果的检查和检测。

1　过程控制的效果。通过现场测定混凝土拌和物的坍落度、检查混凝土拌和物的和易性，检验流道混凝土拌和物的质量。在采取优选原材料、优化混凝土配合比和控制混凝土生产工艺措施后，流道混凝土拌和物的质量可得到有效的保证。

2　混凝土强度、耐久性指标控制的效果。在流道混凝土施工中，按规范规定的频率现场分别制作混凝土试块，按规定养护，检验其强度和抗渗、抗冻等耐久性指标，并由检测单位用回弹法抽检验证。

3　混凝土外观质量及混凝土裂缝的检查。根据《水工建筑物外观质量评定标准》由检测单位对流道外观质量进行检查，泵站流道线型、几何尺寸等均符合设计要求，流道混凝土外观质量良好。经检测，流道混凝土没有产生裂缝。

五、结语

控制泵站流道混凝土的裂缝，应采取综合技术措施。从优选混凝土的材料和优化混凝土配合比、改进混凝土施工工艺技术和新技术新材料的应用等方面控制，从而提高混凝土的抗裂性能。实施中，需要进行试验、研究和总结，借助于计算机技术，提高控制和管理的水平。

作者简介：万家锋(1976-)，男，江苏淮安人，江苏淮阴水利建设有限公司工程师，研究方向：水利工程施工。