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泵站流道结构改造施工与混凝土浇筑质量控制

文档作者：夏炎1，朱炳喜2，周少亭3 滕海波4，曹美萍1 文档来源： 1．江苏省江都水利工程管理处 2．江苏省水利科学研究院 3．连云港市金河水利工程建设监理有限公司 4-南水北调东线总公司		点击数：	更新时间： 2025年04月20日
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粉煤灰综合利用FLY ASH CoM咿REHENSⅣE UTⅡ。IZA’noN 2017 NO．2泵站流道结构改造施工与混凝土浇筑质量控制 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．江苏省江都水利工程管理处，江苏扬州225002；2．江苏省水利科学研究院，江苏扬州2250吃；3．连云港市金河水利工程建设监理有限公司，江苏连云港222001；4-南水北调东线总公司，北京100029)摘要：江都三站进水流道改造工程，因流道结构特点采用自密实混凝土浇筑，经工程验收表明：混凝土密实度、流道表面平整度、流线以及混凝土强度等指标均满足设计及有关规范要求。关键词：流道；改造；自密实粉煤灰混凝土；质量控制中图分类号：TU528．53 文献标识码：A 文章编号：1005—8249(2017)02—0049—04江都水利枢纽为南水北调东线源头工程，江都三站安装10台单机流量lOm3／s立式轴流泵机组，2007年一2009年将原钟型进水流道改造为弯肘形结构。在钢筋、模板安装完成后，施工人员无法进入仓面浇筑振实。经多方案比选论证，成功地采用自密实混凝土浇筑施工。1流道改造设计江都三站原流道经两次改造后成为宽度方向未I断面图作收缩的“半肘形”，本次改造水泵叶轮直径不变，保留原水泵座环，中隔墩缩短2m，喉管高度降为1．8m，流道宽度从检修门槽后开始收缩，改造成弯肘形(图1)。进水流道改造施工先拆除原流道中隔板及部分块石混凝土，将原流道混凝土表面凿毛，安装①1 6@200mm钢筋网，新老混凝土采用锚筋提高界面粘结，流道混凝土设计强度等级为C25。图1 江都三站进水流道改造结构图第一作者：夏炎，(1978～)。男。工程师。从事水利工程管理和施工技术研究，e-mail：muxiangren@1 63．corn收稿日期：2017—01—23·49·万方数据2017 NO．2粉煤灰综合利用FLY ASH CoMPREHENSⅣE UTⅡjZATIoN2流道改造施工方案江都三站进水流道改造在流道内壁新浇一层厚度不等的环形薄壁结构混凝土，犹如在陶瓷酒坛内壁加厚一层陶瓷。最薄厚度位于肘形部位的底部和流道顶板的底面，其中肘形底部面积2．2m×(3．5～4．5)m、浇筑厚度0．1m～0．3m，混凝土需从肘形流道的侧墙流入，而顶板的底面改造加厚的混凝土面积从检修门槽到喉管处约4．8m×3．5m、厚度0．1m～0．3m；侧壁改造混凝土厚度最薄不足0．1m，最厚1．5m。钢筋、模板安装后整个流道是封闭的，流道结构特点决定其底部、侧墙、顶部等部位浇筑时，施工人员无法进入仓面浇筑振实混凝土。混凝土浇筑施工方案除常规混凝土外，还有浇筑自密实混凝土、喷射混凝土等，从保证混凝土强度、密实性、新老混凝土粘结、表面平整度、线型以及施工操作环境等多方案比较论证，决定采用自密实混凝土浇筑技术，能够满足混凝土密实性、表面平整度、流道线型等要求。流道改造采用在检修门槽内安装检修门挡水，排除流道内水后进行流道改造。每台机组流道改造施工顺序为安装检修门_抽水叶测量放样_混凝土凿除及凿毛_÷清渣、冲洗叶锚筋斗钢筋安装_埋件安装_模板安装_÷混凝土浇筑叶养护_拆模-÷质量检查验收_÷转移检修门。3混凝土施工质量控制混凝土浇筑需保证流道的线型和表面平整度，不出现蜂窝、麻面，一次到位，内实外光；还要防止因新浇混凝土塑性收缩、沉降收缩与进水流道顶板等部位之间产生缝隙，保证新老混凝土结合面粘结强度。3．1原材料(1)胶凝材料：水泥为扬州绿扬牌P·0 42．5水泥，标准稠度用水量28％，安定性合格，3d、28d抗压强度分别为25．9MPa、49．6MPa；为改善混凝土和易性和体积稳定性，掺入I级粉煤灰，45um筛余10．3％，需水量比93％，烧失量4．6％、SO，含量2．5％，烧失量4．6％。(2)骨料：细骨料为长江中砂，细度模数2．5～2．7，含泥量o．8％～1．2％，，空隙率39．5％；粗集料粒径5mm～15mm，颗粒级配连续，针片状含量4．2％，空隙率40％，使用前筛除粒径20mm以上的颗粒。(3)JM—SCC自密实混凝土外加剂：江苏博特新材料有限公司生产，复合了减水剂、引气剂、膨胀剂等组份，其性能指标为：细度(45um筛筛余)≤5％，含水率≤5．O％，硫酸钠含量≤2％，水泥净浆流动度≥220mm。(4)水：自来水。3．2混凝土配合比一般要求自密实混凝土拌合物的初始坍落度250mm～270mm、扩展度600mm～700mm，同时要求混凝土拌合物有良好的间隙通过性、抗离析性，1h坍落度损失和流动度损失小。为满足混凝土流动性、降低离析、提高间隙通过能力，混凝土胶凝材料总量宜480～500k∥m3，砂率45％一50％。江都三站流道改造混凝土经正交试验，优化后的配合比及混凝土性能见表1。表1 流道改造混凝土配合比与性能试验结果3．3工序质量控制流道改造工序较多，每一道工序均会影响着混凝土施工质量，因此要加强质量三检制，按照监理机构批准的施工方案、质量检验计划以及有关规范进行工序质量控制与检验。3．4新老混凝土结合面处理设计需要拆除流道浆砌块石、老混凝土、隔墩等，·S0·肘形流道的底部和进水流道的顶板底面，局部混凝土厚度小于o．1m，为保证混凝土浇筑到位，要求凿除深度至少在0．1m以上。混凝土凿除后清理松动石子、碎屑。隔墩等部位老混凝土表面采取凿毛处理，人工凿毛露出新鲜混凝土面。在安装模板之前对混凝土结合面按隐蔽工程验收要求进行检查验收。为提高新老混凝土结合，设计采用①14@300mm万方数据粉煤灰综合利用FLY ASH CoM田REHENSIVE UTIL殁孤TIoN 2017 NO．2锚固钢筋，其中一半的锚筋与原站墩内钢筋焊接连接，估算在锚筋达到屈服强度时增加混凝土拉拔力约0．57MPa。为提高锚固质量，采用药卷锚固剂锚固，锚固深度0．45m。钻孔后检查钻孔深度，用压缩空气吹除孔内碎屑，锚固前用水冲洗、并湿润孔内混凝土，锚固剂凝固前不扰动锚筋。7d后进行锚筋拉拔试验，检测拉拔力68．4—91．7kN时锚筋无松动，符合设计要求。3．5钢筋与模板制作安装钢筋先在加工场制作成相应形状，并逐根编号，再运到现场安装。由于流道是加固改造项目，受现场施工条件的限制，在钢筋全部安装完成后才能安装模板，且模板无法整体吊装，所以需将模板分块分节加工(见图2)。从检修门槽至原水泵座环下口顺水流方向将流道模板分成6节，其中从检修门槽至原隔墩墩头为矩形断面，分为3节；从原隔墩墩头至水泵座环下口肘形进水管模板，因原水泵座环直径2．12m，而肘形模板上口断面直径为2．16m，只能整体制作后再分块，肘形部位第1节分2块(图2中的第六节)，其余2节每节分为4块(图2中的第四节和第五节)。进水流道模板剖面：==========：=：==：=：：=：=里=皇：1Qv-4 367尉2模板配制剖面图流道模板在操作平台上按1：1放样，根据放样图 的锚筋固定。配置各节模板的龙骨，并预留2．5cm面板木条厚度。 3．6混凝土浇筑施工将分块的龙骨l临时连成整体，架设模板样架，并将 混凝土浇筑主要是保证混凝土均质性、浇筑到(四)一(六)节中的龙骨固定在样架上，再架设各块、 位以及防止混凝土因塑性收缩、沉降收缩与老混凝各节龙骨的支撑，将各片龙骨连成整体，保证其不 土之间产生缝隙，采取外加剂后掺、二次拌合、利变形。模板主龙骨制作拼装固定后，模板板面采用 用重力势能与动能转换、控制浇筑速度、设置静停厚度1．25em和2．5em、宽度2em～5em的小木条，逐 等待期以及增压等技术措施。根钉在龙骨上。 混凝土入仓利用重力势能转变成动能，克服混模板表面木条刨平后涂刷由滑石粉、109胶和白 凝土在仓内流动阻力，在电机层到水泵层进料口之水泥配制而成的聚合物水泥腻子，目的是嵌填面板 间设置滑槽，再通过串管人仓。、木条之间缝隙、确保表面光滑，待腻子硬化后，用 (1)设置进料口与观测口在隔墩缩短部位的木砂纸打磨，然后表面刷清漆，再分块编号拆开。 顶板上设置1个进料口，作为隔墩混凝土和顶板混模板安装以水泵座环中心为控制点，从座环下 凝土进料口；在胸墙检修门门楣上部设1个进料口口开始模板安装，将模板制作的尺寸偏差在检修门 和1个观测口，作为顶板和检修门门楣混凝土进料口；槽处进行处理，模板之间的缝隙用腻子抹平处理。肘 在进水流道顶板设置1个进料口和2个观测口兼辅助形进水管部位模板通过埋设在底板上的直径为28mm 进料口，作为流道侧墙和底部混凝土进料口。·51·万方数据2017 NO．2粉煤灰综合利用FIjY ASH COMPREHENSⅣE UTⅡJZATIoN(2)混凝土制备混凝土采用强制式搅拌机现场自拌，为提高外加剂减水效果，采用后掺法投料，先将细集料、1水泥、粉煤灰和部分拌合水搅拌19s，再投人外加剂、粗集料和剩余的水，搅拌均匀。混凝土用翻斗车运至电机层，由于坍落度和扩展度较大，翻斗车运至现场后混凝土略有离析，在电机层人工二次拌合将混凝土再次拌合均匀。(3)在水泵座环底口模板侧面设置排浆孔和排气孔在水泵座环底口的模板侧面每隔0．2m开边长5em的方形槽，作为排浆孔、排气孔，待混凝土浇至槽口处气泡和浮浆溢出后再将方形槽封闭，从而保证水泵座环底口混凝土浇筑到位以及混凝土质量均匀性。(4)控制混凝土浇筑速度与均衡上升混凝土浇筑顺序总体上由低往高，水平分层，逐层上升，保证混凝土有足够的流动时间充满整个空间，在仓内混凝土浇筑至喉管部位静停等待2—3h，混凝土浇筑时间控制在8～10h。测量进料口和观测口混凝土高度，如果高差大于0．2m，则改在观测口灌注混凝土，以保持混凝土浇筑均衡上升。(5)内混凝土浇筑结束后，在进料口和观测口上分别设置增压管，向增压管内灌注lm～1．5m高的混凝土。4流道改造施工质量回弹法检测10孔进水流道实体混凝土强度推定值在31．0～36．5MPa之间(龄期不足28d)，混凝土试块抗压强度平均值35．6MPa，混凝土劈裂抗拉强度3．24MPa，与直径16mm的Ⅱ级钢筋握裹强度4．2MPa，新老混凝土粘结劈裂抗拉强度和粘结抗折强度分别为1．14 MPa、2．36MPa。混凝土回弹强度推定值最大与最小值之差在1．6～4．8MPa之间，均方差4．1MPa，说明混凝土实体强度均质性较好。流道顶板底面、肘形部位底部等厚度较薄部位采用小锤敲击法检测，各处发生的声音响度基本一致，没有不均匀或空鼓声音；新老混凝土粘结劈裂抗拉强度和粘结抗折强度结合系数分别为0．43、0．56，说明新老混凝土粘结强度达到老混凝土的50％左右，与普通混凝土新老粘结强度基本一致，通过设置锚筋增加新老混凝土拉拔力0．57MPa，以上说明新老混凝土具有良好的结合性能。混凝土拆模后检查表面外观，除试验孑L 7#流道原水泵座环下口0．1m高度范围内混凝土不到位需修补外，其余9孔流道混凝土浇筑到位，无蜂窝、露筋、裂缝等缺陷。流道结构尺寸与表面平整度测点合格率90．1％，满足设计及规范要求。5结束语江都三站进水流道改造将钟型改为肘形，形体复杂，异型环形薄壁结构断面变化大，空间狭小，钢筋密集，混凝土振捣难以实施。采用自密实混凝土浇筑技术，研究了立模、保证新老混凝土界面粘结、配合比优化等技术，通过采取增压、设置静停等待期、排气通道等措施，确保混凝土浇筑到位，也保证流道混凝土密实度、表面平整度、流道流线，施工质量满足设计及有关规范要求。为大型泵站流道改造以及密集配筋、振捣困难的部位应用自密实混凝土施工技术提供工程实例。参考文献[1]中华人民共和国行业标准．JGJ，r283—2012自密实混凝土应用技术规程[s]．中国建筑工业出版社出版，2012．[2]朱炳喜．粉煤灰自密实混凝土配合比正交试验研究与应用[J]．混凝土2010(2)：130—132．超过15％时强度反而下降。程兴旺∽参照普通混凝土设计方法对C25机制砂混凝土进行配合比设计，通过对影响混凝土性能．·52·更 正2017年第1期目次中‘‘刘小艳，刘磊，钟贻辉等(44)”应为“刘磊，钟贻辉，刘小艳等(44)’’特此更

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