导流洞大体积底板混凝土浇筑施工技术

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摘要：导流洞大体积底板混凝土浇筑过程中，运用温控及防裂技术措施，可以有效避免大体积混凝土出现有害裂缝，保证了底板混凝土衬砌质量，其施工技术值得类似大体积混凝土工程借鉴。

关键词：导流洞；底板；低热水泥；温控；施工技术

中图分类号： TU74 文献标识码： A

1 概述

白鹤滩水电站左右岸共布置了5条导流洞， 1#、2#、3#导流洞位于左岸，4#、5#导流洞位于右岸，其中4#导流洞进口高程585m，出口高程574m，洞长1650.87m，纵坡0.903%，洞身段混凝土施工共分138段，洞内混凝土衬砌分段长度10.0～12.54m，底板高度1.5～2m，其中堵头段上游部位有63段，堵头段有7段，堵头段下游部位有68段；5#导流洞进口高程605.00m，出口高程574m，洞长1945.63m，纵坡2.192%，洞身段混凝土施工共分163段，洞内混凝土衬砌分段长度10.0～12.53m，底板高度1.5～2m，其中堵头段上游部位有78段，堵头段有7段，堵头段下游部位有78段。单仓方量平均425m3。

2 施工方法

2.1施工工艺

基岩清理、验收测量放样垫层浇筑、插筋安装垫层混凝土面冲毛测量放样钢筋绑扎模板安装冲仓仓位验收浇筑混凝土表面整平抹面养护、拆模。

2.2施工准备

2.2.1基础垫层浇筑

采用高压水将基岩面的浮渣、泥土、松动岩石及松散软弱夹层清洗干净，排除仓内积水。基础垫层混凝土采用C25（二级配）泵送浇筑，在混凝土浇筑前保持基岩面洁净和湿润，以保证混凝土与基岩面结合良好。混凝土采用平浇法。混凝土顶面高程按底板的建基高程控制，采用振捣器先平仓后振捣，骨料集中时人工均匀分散，使用Φ80软轴插入式振捣器振捣。

2.2.2插筋钻孔、灌浆

底板插筋施工采用“先注浆、后插杆”的施工方法施工，其施工程序为：施工准备钻孔孔道清洗插筋制作及安装拉拔检测。

2.3混凝土施工

2.3.1测量放样

施工前根据施工图纸采用全站仪进行测量放样，测出底板、边墙的结构边线，并用红油漆准确明显的在现场标识。模板安装好后进行复核测量，保证模板安装及过流面控制样架的误差控制在设计范围内。

2.3.2钢筋安装

底板钢筋安装：先由测量放出中线、边线及高程控制点。利用底板锚筋和结构钢筋搭焊2×2m网格钢筋样架，由人工按照设计要求进行钢筋绑扎、套接、电焊加固，并依据钢筋台车的轨道中心线，调整钢筋间距。边墙钢筋绑扎：先由测量放出结构边线。内、外墙竖向钢筋按相邻钢筋及内外墙钢筋长短对应配筋。为满足混凝土高强度需要，施工中采用钢筋直螺纹套筒连接工艺，提高钢筋安装速度。

2.3.3模板安装

底板封头采用组合钢模板，底板与两矮边墙混凝土结合面安装键槽模板，封头模板上口为底板过流面高程。封头模板主要采用内拉内撑的加固方法。直线段高度为45cm矮墙采用加工成品的钢模板悬空安装，底板与两边墙角采用楔形模板配合组合模板进行面层浇筑压浆，楔形模板在混凝土初凝前6小时抽出。弯段高度为35cm矮边墙采用加工成品的钢模板悬空安装。

2.3.4预埋件施工

导流洞底板混凝土中的预埋件，主要包括止水带、接地扁铁的预埋。

（1）止水施工

铜片止水采用成品件，铜片止水的连接在现场采用搭接方式，其搭接长度不应小于20mm，由合格焊工用铜焊条双面焊接。

（2）651橡胶止水带采用热熔连接。

止水的安装在钢筋绑扎完成，模板安装至止水片位置后进行，对于底板和边顶拱，先将封头模板安装至第一层止水位置，并将模板调整加固，开始安装止水片。第一道止水片安装完成后，再组立一块25cm宽的模板并调整加固，然后在其表面安装第二道止水，焊接完成后模板封口并加固。

（3）接地扁铁施工

导流洞洞内接地扁铁紧跟混凝土浇筑，备仓前敷设，每仓相连。扁铁连接焊接长度为其宽度的2倍，且至少3个棱边焊接。

2.3.5混凝土浇筑

底板浇筑采用C9040W10F150二级配混凝土，全幅底板采用台阶法浇筑，布料机端口处需连接可移动的软管，人工移动软管出口均匀浇筑。混凝土浇筑前保持仓面洁净和湿润，及时覆盖老混凝土面，混凝土每层下料厚度不超过50cm。

矮边墙浇筑完毕后，及时抽出楔形压浆板并用原浆抹面。

混凝土浇筑以振捣器平仓为主、人工平仓为辅的方法，在混凝土入仓后，用振捣器把堆积的混凝土振平，铺成规定的厚度，振捣宜垂直插入混凝土中，并插入下层混凝土5cm左右，如略有倾斜，倾斜方向 保持一致，振捣器插入混凝土的间距不得超过振捣器有效半径的1.5倍，然后依次振捣直至密实。在钢筋密实部位、有预埋件部位、模板附近应细心振捣，不应接触钢筋或预埋件。混凝土振捣时间以粗骨料不再显著下沉，表面开始泛浆为准，防止欠振或过振。底板在建基面垫层浇筑后一仓浇筑至过流面，并且左右边同时用钢模板贴脚起墙45cm高度，便于台车边墙模板靠墙及贴缝吻合。

2.3.6拆模及养护

（1）边墙上下游进行拉线检查或及时打磨，便于后期钢模台车贴合，模板在混凝土强度达到表面及菱角不因拆模板而损坏时拆除。拆模时间依据试验控制（约24～36h）。

（2）衬砌混凝土浇筑完毕12h～18h后开始人工洒水养护，气温高时取小值，气温低时取大值，应配备专业人负责洒水养护，始终保持混凝土表面湿润。养护时间28d或至上一浇筑层覆盖，底板混凝土终凝后及时通冷却水及地面洒水养护。

2.3.7混凝土缝面处理

（1）施工缝在混凝土终凝后采用高压水进行缝面冲毛处理，局部采取人工凿毛处理。

3大体积底板混凝土温控及防裂措施

（1）优化选料

在混凝土开浇以前，及时进行混凝土配合比优化设计。选择发热量较低的低热水泥、较优骨料级配和Ⅰ级粉煤灰，优选复合外加剂（减水剂和引气剂），降低混凝土单位水泥用量，以减少混凝土水化热温升和延缓水化热发散速率，提高混凝土抗裂能力。

（2）合理优化配合比

导流洞混凝土施工质量要求高，需合理进行温控措施，预防混凝土温度裂缝。优化混凝土配合比，导流洞衬砌混凝土采用低热水泥，粉煤灰采用Ⅰ级粉煤灰，掺量30%～35%，底板混凝土浇筑常态二级配混凝土。

（3）降低混凝土浇筑温度

混凝土在高温季节施工时，应采用综合措施，降低混凝土浇筑温度。

（4）预冷混凝土

在高温季节施工时，导流洞采用预冷混凝土浇筑，出机口温度约14℃。

（5）运输过程中控制措施

在拌合楼布置水管，混凝土运输车辆排队等待时，为避免车辆等待时间过长，车体料仓温度过高，打料前及时对车体洒水降温。混凝土运输车辆加装隔热遮阳措施，减少运输过程中阳光直射。

（6）管理过程中控制措施

加强施工组织协调，科学统筹安排施工，减少混凝土转运次数，避免和减少运输中的干扰和停滞，缩短运输时间，减少中间环节温度回升。进仓后及时进行平仓振捣，加快覆盖速度，缩短混凝土的曝晒时间。

合理安排开仓时间，高温季节浇筑时，将混凝土浇筑尽量安排在早晚和夜间施工，以避免白天高温时段浇筑混凝土。

（7）混凝土浇筑过程中控制措施

导流洞底板采用布料机浇筑二级配常态混凝土，减少水泥用量。为使高温季节预冷混凝土自出几口至仓面浇筑坯被覆盖前的温度满足浇筑温度要求，混凝土自出机口至仓面浇筑坯被覆盖前的时间不大于150min。

（8）混凝土浇筑后控制措施

浇筑作业完成、混凝土初凝后，及时对混凝土表面进行养护。对地板采取覆盖湿麻袋并及时洒水保持湿润；对于边墙，采取挂花管流水养护。混凝土浇筑温度的测量，每100m2仓面面积应不少于1个测点，每1浇筑层应不少于3个测点。测点应均匀分布在浇筑层面上。

（8）冷却水温控措施

为控制混凝土水化热温升，降低混凝土内外温差，防止或减少表面裂缝。混凝土冷却水管采用高密度聚乙烯冷却水管，外直径Φ32mm，壁厚2mm。在导流洞混凝土中埋设冷却水管，沿水流方向布置。底板全幅均埋设冷却水管，间距为1.0m。高密度聚乙烯冷却水管表面的油渍等应清除干净。水管内壁应光滑平整，没有气泡、裂口、分解变色、凹陷及影响使用的成份，管两端应切割平整，并与轴线垂直。塑料管不得受到重物挤压、阳光暴晒，已严重损坏的管材严禁使用。冷却水管应避开灌浆埋管铺设，循环冷却水管的单根长度一般不宜超过250m。预埋冷却水管不能跨越收缩缝。冷却水管采用Φ22mm钢筋作为架立筋，铁丝绑扎固定。水管的所有接头具有水密性，清洗干净，并用0.35MPa的净水压力测试，水管埋设前在此压力下接头应不漏水，水管应细心地加以保护。防止在混凝土浇筑或混凝土浇筑后的其它工作中，以及管子试验中使冷却水管位移或破坏。伸出混凝土的管头应加帽覆盖的方法等予以保护。冷却水管在混凝土浇筑过程中若受到任何破坏，应立即停止浇混凝土直到冷却水管修复并通过试验后方能继续进行。管路在混凝土浇筑过程中，应有专人维护，以免管路变形或发生堵塞。在埋入混凝土30cm～60cm后，应通水（气）检查，发现问题，应及时处理。对每仓冷却水管进出口管口进行挂牌编号，防止错接。每条冷却水管独立设置控制压阀，以控制通水流量。冷却水管使用完后，应按照设计要求进行灌浆回填。露出混凝土表面的水管接头应割去，留下的孔应立即用砂浆回填。

（9）通水冷却施工工艺

冷却通水分为一期通水和二期通水，右岸导流洞衬砌混凝土冷却通水为一期通水。一期通水应在混凝土浇筑开始后即刻进行，从而削减混凝土最高温升，通水流量控制在1.0～1.5 m3/h左右，使混凝土温度不超过容许的最高值。埋管应在混凝土浇筑开始后通水，通水时间一般为15～25天。混凝土温度与冷却水之间温差不超过25℃，冷却时混凝土日降温幅度不超过1℃。

（10）混凝土表面散热和保温

根据右岸导流洞混凝土施工特点，导流洞洞内施工，环境温度较为稳定无需进行混凝土表面保温。在导流洞进出口采用钢丝绳挂防雨布作为洞口封堵门帘，冬季防冷空风贯通导流洞，造成洞内混凝土产生表面裂缝，夏季防止温度倒灌。

4施工成果

（1）导流洞洞内混凝土衬砌分段施工，有效的避免混凝土温度集中，提高散热效率。

（2）通过有效的管理方法，合理安排开仓时间，回避高温时段的浇筑，规避外界环境因素造成混凝土温升。

（3）优化选料，合理优化配合比以及对混凝土出机口、运输过程、浇筑过程控制，从混凝土原料本身控制入手，以减少混凝土水化热温升和延缓水化热发散速率，提高混凝土抗裂能力，有效地控制导流洞底板有害裂缝的出现。

（4）通水冷却施工工艺使混凝土温度不超过容许的最高值，避免了温差影响对导流洞底板大体积混凝土产生有害裂缝。

通过优化配合比设计，改善施工工艺，控制混凝土的水化升温、延缓升温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件、加强冷却水降温、养护等方面有效的温控技术措施，保证了白鹤滩水电站右岸4#、5#导流洞大体积底板浇筑质量，达到设计要求标准，顺利通过专家组验收，实现了预定工期内导流洞过流。

5结语

导流洞底板大体积混凝土工程温控的核心是：从大体积混凝土施工的各个环节控制混凝土内部温度变化，以控制混凝土因温度变化产生裂缝。这对大体积混凝土施工具有重大意义。大体积混凝土施工前，要制定具体的施工方案，优化配合比设计，改善施工工艺，控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面全面考虑，结合实际采取相应措施。经过合理优化配合比、优化选料、预冷混凝土施工、运输过程中控制措施、管理过程中控制措施、混凝土浇筑过程中控制措施、混凝土浇筑后控制措施、冷却水养护措施、通水冷却施工工艺、混凝土表面散热和保温、加强养护等方面采取有效的温控施工技术措施，有效的控制导流洞大体积底板混凝土的温度，达到无裂缝底板混凝土施工的理想效果。