山口水电站钢筋混凝土压力支管道施工技术

2009/09/10 00:00 来源:中国混凝土网

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  摘要:新疆哈巴河县山口水电站在4条钢筋混凝土压力支管混凝土施工中采取了新技术、新工艺,很好地克服了因压力支管管径较大,场地限制而带来的施工中的难题,保证了压力支管混凝土工程质量。 

  关键词:水电站;压力支管;排气孔;浮力 

   1 前言 

  新疆哈巴河县山口水电站是一座堆石面板坝后电站,电站总装机容量为25200KW,共有4台机组,每台机组容量为6300KW,引水工程由2条直径4m、壁厚1m的钢筋混凝土压力主管经岔管分为4条压力支管,压力支管内径为1.8m,壁厚70cm,外径2.5m,此电站设计水头为90m。山口电站两条钢筋混凝土压力主管于1994年7~9月施工完成,在施工过程中施工单位、监理单位、设计单位3方共同研究决定,为了降低施工难度,压力管道外部由圆形设计变更为方形,两条主管连在一起。 压力支管基础为火成岩石基础,支管两侧有1/2被岩石包围,设计管节长15m,接缝用铜和橡胶两道止水,4条支管长度不等,支管混凝土为C25F100S6。 在压力支管混凝土浇筑施工中存在2个技术难题,本文就为解决难题采取的措施作以阐述。 

  2 支管底部振捣、排气问题及解决措施 

  由于压力支管管径为1.8m,壁厚70cm,管径较大,外部被基岩包围。施工范围、场地受到限制,施工中要确保混凝土浇筑质量,因振捣不实、漏振、振捣中排出气体聚集支管底部会造成空洞、麻面而引发质量问题显得特别重要,不解决这一难题,无法保证支管混凝土浇筑质量。 解决压力支管混凝土施工中支管底部振捣、排气难题在施工过程中采取了5条技术措施: (1)增加混凝土和易性。 加大混凝土坍落度,原先经设计、检测单位确定支管C25混凝土坍落度为5~7cm,施工中增加为7~9cm,增强了混凝土和易性,便于支管底部浇筑时混凝土流动性增大,易到达支管底部。 (2)设置专人清除泌水。 由于增大了混凝土坍落度,在浇筑过程中产生较多泌水,清除泌水也就成了必要的技术措施,每个作业班次由一名专人用海棉、勺子负责清除,保证混凝土施工质量。 (3)加强平仓,保证铺料。 由于施工环境限制,加上钢筋密集,混凝土不易到达支管底部,常堆积于底角,为此采取平仓措施,用振捣棒插入料堆顶部,借助混凝土在振捣作用下的流动推平,保证铺料。 (4)采取平衡放料法。 压力支管混凝土浇筑施工中,采取平衡放料法,在支管两边平整场地,设置高50cm的栏杆和土堆,便于混凝土罐车出料,支管内模板用3cm厚垫块固定于钢筋内,钢筋用撑筋支撑,浇筑时为了防止混凝土产生的冲力使模板和钢筋整体移位,采用两边平衡浇筑法。 (5)设置排气孔 由于支管管径较大,钢筋密集,混凝土配筋率高,混凝土浇筑过程中虽采取增加混凝土坍落度和平仓铺料措施,还是无法消除在支管底部有架空现象。混凝土浇筑时受施工环境、条件限制难以成水平层浇筑。

  多成斜层,且斜层上部厚度较大,大于30cm,再加上为了防止模板和钢筋整体位移,两边入料有可能由于骨料堵塞形成架空现象,又要防止由于钢筋影响而引起骨料分离,且由于管径大无法正常振捣,必然会导致混凝土不密实、漏振,还由于振捣作用下,混凝土内排出大量气体,而这些排出气体会因两边堆高而会聚于模板底部,形成较大气泡,小的形成麻面,大的形成空洞,支管底部混凝土质量非常明显的成为克难问题。这些因素严重影响混凝土质量,无法满足支管设计强度、质量要求。为此,在支管底部弧形模板上设置排气孔,排气孔为方形,长宽各为20m,在15m的管节上间隔2m共设置有7个排气孔。 这些排气孔的作用有: ①可以观察混凝土在支管底部动态,看是否在平仓、振捣作用下混凝土到达支管底部、是否有骨料分离现象,如有骨料分离现象,立即进行人工加填骨料,满足设计混凝土强度。 ②振捣时排出气体,消除因气体聚集而形成的麻面、空洞。 ③可把振捣棒插入排气孔,进行底部混凝土充分振捣,排气孔间隔是根据50型振捣棒有效作用范围设置的,由此孔振捣,保证了支管底部混凝土的密实性,消除了振捣不到位、漏振现象。 ④发现混凝土料无法到达底部,可以采用人工由此孔入料,再加以振捣。 当支管底部混凝土振捣密实后,此孔有溢出现象,人工修平,再盖上按孔尺寸做好的模板。新疆哈巴河水电站压力支管混凝土浇筑的实践证明,这些技术措施保证了支管混凝土施工质量,达到了满意的效果。 

  3 模板产生浮力问题及解决措施 

  此电站压力支管为岩石基础,支管模板固定于钢筋上,整体由施工用筋支撑于岩石上,没有一期混凝土或砌石工程,没有预埋钢筋,总的来说“无根”。在混凝土浇筑施工中,混凝土具有一定的流体性质,它对模板产生有浮力,可以使模板和钢筋上浮,改变管道轴线位置,是施工中的又一个难题。为解决这一难题,施工单位在混凝土施工中采取了3项有力措施: 

  (1)增加模板内支撑,增加总体重量。在保证模板支撑牢固的前提下,由于增加了模板总体重量,增大了抵抗混凝土对模板产生的浮力。 

  (2)在混凝土浇筑强度上采取措施,适当调整混凝土浇筑强度,避免强度过大,控制入仓时间,使混凝土缓慢入仓。 

  (3)在当时的混凝土施工环境下,混凝土初凝时间为3~4h,在保证混凝土施工过程中不产生冷缝的前提下,逐层浇筑,压力支管管节为15m,由一端向另一端逐层浇筑,第一层浇筑完毕后再浇筑第二层,每层厚度不超过40cm,降低了混凝土对模板、钢筋的冲力和上浮力。实践证明,这些技术措施很好地解决了这一难题。
 
原作者: 吴正

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