水垫塘反弧段抗冲磨混凝土试验及运用

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【摘 要】：锦屏一级水电站由于受水垫塘反弧段混凝土负倾角模板下气泡水泡排除困难、表面抗冲磨混凝土入仓困难等问题的影响，根据前期仓号施工质量看，混凝土存在起弧段抗冲磨混凝土外观不能满足设计要求，气泡多，起弧段抗冲磨混凝土范围无下料口，局部过振，抗冲磨混凝土表面局部出现表面龟裂。通过对水垫塘反弧段抗冲磨混凝土的仓号进行工艺试验，获得最优的模板工艺、混凝土浇筑工艺，解决抗冲磨混凝土表面气泡和水泡较多问题，满足水垫塘混凝土的质量要求。现已基本在大坝及水垫塘等混凝土浇筑中得以广泛运用。

【关键词】：锦屏一级水电站水垫塘反弧段抗冲磨混凝土工艺试验

中图分类号：TU37文献标识码： A 文章编号：

1 反弧段抗冲磨混凝土试验概述

锦屏一级水电站水垫塘混凝土范围从大坝坝体下游约0+50桩号至二道坝护坦下游0+460桩号，总长410m（含二道坝位置）。设计建基面高程为1591m，底板顶高程为1595m，水垫塘底板混凝土厚4m，边墙顶高程1661m，深度66m。底板水平宽47m，边墙坡度为1:0.5，在1625m高程处设一条4m宽的马道，1625m高程以下边墙厚3m，以上边墙厚2m。水垫塘工程混凝土总量约33.65万m3。水垫塘反弧段边墙高度5m，高程范围EL1595m～EL1600m，圆弧半径5m，角度63.40，圆弧长5.53m。

根据原施工措施水垫塘反弧段施工方法为：水垫塘反弧段（底板与边墙的导角弧段）混凝土采用定型钢架固定定型模板，模板下面采用蛇形柱支撑，配合部分Φ28的支撑钢筋。定型钢模和P1015钢模组合散拼，采用内拉和支撑加固。水垫塘反弧段浇筑分3层施工，浇筑分层为1.5m、1.5m、1.0m；仓面混凝土采用MQ900 B门机配吊6.0m3（3.0m3）罐入仓、平铺法分层浇筑，铺料厚度拟定50cm，底板和反弧段表面混凝土为C9050抗冲磨硅粉混凝土。入仓后的混凝土采用Φ100插入式振捣器进行人工平仓振捣。

但由于受水垫塘反弧段混凝土负倾角模板下气泡水泡排除困难、表面抗冲磨入仓困难等问题的影响，出现一些施工质量问题。根据前期L-10-2第③层（EL1594～EL1596m）仓号施工质量看，混凝土存在起弧段抗冲磨混凝土外观不能满足设计要求，气泡多；起弧段抗冲磨混凝土范围无下料口，局部过振；抗冲磨混凝土表面局部出现表面龟裂。

因此，根据业主、设计、监理、施工等四方工地例会意见，在水垫塘反弧段抗冲磨混凝土的L-10-2④、L-6-2仓号进行工艺试验。

2 反弧段抗冲磨试验目的和内容

2.1试验目的

通过对水垫塘反弧段抗冲磨混凝土的L-10-2④、L-6-2仓号进行工艺试验，获得最优的模板工艺、混凝土浇筑工艺，解决抗冲磨混凝土表面气泡和水泡较多问题，满足水垫塘混凝土的质量要求。

2.2试验内容

根据水垫塘抗冲磨反弧段弧度情况，在坡比1：3以内（EL1596.0m高程以下）采用不安装模板调整混凝土塌落度，用样架振捣压面和在以上弧度用贴透水模或提前拆模人工压面抹面等工艺分别试验。工艺试验在L-10-2④EL1596.0m高程以上做试验，高程范围EL1596m～EL1598m。

图2-1 水垫塘反弧段抗冲磨混凝土试验仓范围图

在水垫塘反弧段L-10-2第④层仓号，按照仓号长度方向分三块作对比试验，分别在模板内使用透水模板布、混凝土初凝前提前拆模和在仓外加强复振的三种试验方案进行对比试验，得到最优的抗冲磨表面质量施工工艺。透水模板布试验范围长度4.5m（仓号上游），混凝土提前拆模压面试验范围长度3.75m（仓号下游），按原措施仓外加强复振试验范围3m（仓号中间）。

3 试验程序

3.1 施工准备

施工前先将L-10-2试验仓号不用的材料全部清除完成。

试验仓浇筑施工前，将试验用设备、材料准备到位，主要是增加混凝土振捣器和入仓设备和器具的配置。

3.2 反弧段混凝土试验工艺方法

3.2.1水垫塘反弧段抗冲磨混凝土试验程序

L-10-2第④层仓号试验程序为：

仓面清理钢筋、止水安装模板安装（含贴透水布）试验仓号验收混凝土浇筑下游范围提前拆模压面试验仓模板拆除养护现场查看试验效果试验成果总结下一次试验。

3.2.2 L-10-2第④层仓号试验

（1）模板工艺试验措施

1）水垫塘反弧段L-10-2第④层按照仓号长度方向分三块作对比试验，分别在模板内使用透水模板布、混凝土初凝前提前拆模和在仓外加强复振的三种试验方案进行对比试验。透水模板布试验范围长度4.5m（上游仓号），混凝土提前拆模压面试验范围长度3.75m（下游仓号），仓外加强复振试验范围3m（中间仓号）。

L-10-2第④层仓号透水布安装按照定型模板的尺寸，现场加工成P6015和P1015尺寸，透水布包裹模板两侧5cm肋板，用U型卡一起散拼成型，保证浇筑过程中不出现变形。混凝土透水布是通过材料透水性能，把浇筑过程中混凝土表面的多余水和空气排出，透水布由于有很好的保水性保证混凝土拆模前表面的高湿度，起到养护作用。透水布与模板用一层薄胶水粘贴，布的光面为混凝土表面，羊毛面为粘贴模板面。为保证粘贴效果严禁在安装透水布的模板上刷脱模剂。

2）取消接缝处双面胶带，保证混凝土振捣的排气通畅。

3）另外将反弧段模板加固架立筋所有露出混凝土表面的钢筋用砂浆垫块替代，加固用拉杆用定位锥连接，在混凝土浇筑完成后拆除定位锥和外侧拉杆，用预缩砂浆或环氧胶泥进行修补。

（2）混凝土振捣工艺措施

1）在模板上用Φ100振捣器进行仔细振捣，将反弧段混凝土内的气泡全部排出。

2）采用料斗和溜筒进行表面40cm厚抗冲耐磨砼下料，防止采用振捣棒长距离赶料赶料，拖料造成的灰浆富浆在模板边。

3）在反弧段每层浇筑时，根据大坝二次复振经验，时间在第一次振捣20分钟后进行，以保证将所有气泡充分排出。

（3）抗冲磨混凝土入仓

1）在反弧段第⑶、⑷层下料时，采取在仓号内布置3～4个溜槽，直接将溜筒接至抗冲磨砼部位，必要时采用人工入仓，保证抗冲磨结合部位下料厚度均匀。

2）将反弧段第⑶层预留苗子钢筋长度降低，最大限度降低门机料罐下料口与仓号的高差，防止混凝土出现离析现象。

（4）混凝土振捣工艺优化

浇筑时将混凝土塌落度调整至3～5cm，减少混凝土振捣过程中档护的变形。

3.3资源配置

3.3.1设备材料配置

水垫塘反弧段试验主要设备配置表 表3-1

3.3.2人力资源配置

水垫塘反弧段试验人力资源配置表 表3-2

4 试验过程记录及总结

试验过程中要做好以下方面数据的统计和总结工作：

（1）做好混凝土浇筑时间、入仓强度、温控数据等记录。

（2）做好混凝土振捣、复振等参数的记录；

（3）混凝土拆模后，做好对比试验数据、照片的收集。

4.1 L-10-2第④层仓号试验情况过程

水垫塘反弧段L-10-2第④层仓号于2010年6月14日上午9点开始进行浇筑，于晚上21：30收盘。

6月16日上午业主、监理和施工单位现场查看L-10-2第④层仓号混凝土浇筑后对比试验情况。

图4-1 L-10-2第④层仓号拆模后混凝土表面对比照片

图4-2 L-10-2第④层仓号拆模后混凝土表面对比照片

4.2 L-10-2第④层仓号试验总结

（1）模板使用透水布试验区

通过试验仓上游4.5m范围模板贴透水布试验结果看，该范围混凝土表面气泡和水泡基本没有，表面湿润，未见表面裂纹。除2处小范围的麻面外，整体表面外观质量满足设计要求。

（2）混凝土初凝前提前拆模压面试验区

下游提前拆模压面试验区由于混凝土初凝时间无法很好的掌握，拆模后压面出现由于无砂浆而造成表面不平整、不光滑。

（3）模板外加强振捣试验区

在模板外试验分时段的复振施工，根据现场查看情况看，混凝土表面仍有大量的水泡和气泡。

因此我们安排在L-6-2第③层1594～1596m仓号再次进行试验，解决L-10-2第④层试验不足。采用按2.25～3m间距安装5道模板轨道，轨道采用定型钢模板加工成20cm宽轨道，在轨道上用10×10cm方钢作仓号浇筑收面轨。浇筑时将混凝土塌落度调整至3～5cm。其他方法同L-10-2第④层。

5 主要结论

通过对L-10-2第④层、L-6-2第③层三种试验方案对比试验，得出采用混凝土表面贴透水布为最优的抗冲磨混凝土施工工艺，已基本解决抗冲磨混凝土表面气泡和水泡较多等问题，混凝土外观质量满足设计要求，达到了试验目的。该施工工艺已得到业主、设计、监理单位的认可，广泛使用在水垫塘反弧段及大坝部分部位。

参考文献

1、《水工混凝土施工规范》（DL/T 5144-2001）

作者简介：

武三宝（1979.01.06～）男，四川成都人，中国水利水电第七工程局有限公司，从事水电施工技术管理，工程师。