HF混凝土在导流洞工程中的应用

王永涛

（新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局 乌鲁木齐 830000）

何若飞

（新疆水利水电勘测设计研究院 乌鲁木齐 830000）

1 基本情况

1.1 工程概况

新疆克孜加尔水利枢纽导流洞工程地处新疆阿勒泰地区，为无压隧洞，隧洞混凝土衬砌后断面为4.6m×7.3m（宽×高）的城门洞形。导流洞工程总长度为207.234m。

1.2 水文气象

阿勒泰地区气候特征为：气候干燥，气温年差悬殊，日差明显。根据气象站1961～2000年气象资料统计：多年平均气温2.7℃；极端最高气温40.1℃；极端最低气温-43.1℃；多年平均降水量183.9mm；多年平均蒸发量1951.1mm；多年平均风速2.4m/s。

2 问题的提出

按照设计要求，在闸井至消力池（0-029～0+319）段底板表层30cm选用C30F200W6HF混凝土，以满足底板抗冲耐磨要求。

HF混凝土施工存在“失水快、易干缩、粘性强、收面难、养护要求高、易裂缝”等问题，我们通过不断摸索和经验总结，最终顺利解决了以上施工难题，确保了施工质量和施工进度。

3 HF混凝土施工

3.1 混凝土原材料

3.1.1 HF的特点

HF混凝土具有优良的抗冲耐磨性能和抗空蚀性能,并且具有干缩性小、施工简单易行、造价低廉、均匀性好、不易出现温度裂缝等诸多优点。

3.1.2 水泥和粉煤灰

水泥采用P.O42.5水泥，其物理力学性能见表1；粉煤灰采用新疆玛纳斯电厂生产的Ⅰ级粉煤灰，其性能检测结果见表2。

表1 水泥物理力学性能检测结果

表2 粉煤灰性能检测结果

3.1.3 砂石骨料

细骨料为该工程规划的C2料场筛分的天然水洗砂，细度模数2.9，堆积密度1530kg/m3，含泥量1.3%。

粗骨料包括C2料场筛分的天然卵石（5～20mm、20～40mm）和人工破碎石。卵石（5～20mm）超逊径含量分别为4.6%和5.9%；碎石（5～20mm）超逊径含量分别为7.5%和 0.6%；卵石（20～40mm）超逊径含量分别为3.6%和4.2%。

3.1.4 抗冲磨材料

抗冲磨材料采用外加剂。

3.2 配合比

3.2.1 外加剂适应性试验

通过对泵送剂、减水剂、HF外加剂、引气剂分别进行适应性试验，最终确定：当粉煤灰掺量为水泥用量的30%时，泵送剂、减水剂、HF外加剂、引气剂的最优掺量分别为 1.0%、1.0%、2.0%、1.2/10000；掺HF外加剂后水泥净浆的流动度和掺减水剂、HF外加剂两种外加剂有几乎同样的效果，可满足泵送混凝的要求。

3.2.2 配合比的确定

通过C30F200W6泵送混凝土配合比试验，最终确定的配合比见表3，28天抗压强度为38.5MPa。

通过在拌和楼现场拌和，对该配合比进行了验证，确定拌和方法参数为

3.3 HF混凝土施工过程

3.3.1 系统环境情况

混凝土施工期间及浇筑后7天内最高气温26℃，最低气温4℃；昼夜温差最大21℃，最小温差18℃；平均风速5级。

3.3.2 混凝土拌和、运输与入仓

a.混凝土采用DS1000型拌和机拌和，拌和前对拌和楼的计量系统进行了校验，保证称量误差符合规范要求。HF外加剂为粉状与胶凝材料同时加入；拌和时间为180s；出机口温度应小于26℃；坍落度控制在160～220mm（气温不小于25℃时，取200mm以上；气温小于25℃时，取200mm以下）；含气量控制在4%～6%。运输采用3辆8m3混凝土搅拌罐车运输。

b.混凝土罐车运输至施工现场，混凝土泵车入仓，人工平仓。

c.卸料时，混凝土的自由下落高度一般不超过1.5m，大于1.5m或覆盖不到的部位，采用溜筒或溜槽等辅助措施。

3.3.3 混凝土浇筑

a.在基岩面及老混凝土面上浇筑混凝土前，可先铺一层2～3cm厚的接缝砂浆，保证新混凝土与基岩或老混凝土施工缝面结合良好；

b.混凝土浇筑前采取挡风、遮阳措施。

表3 C30F200W6混凝土配合比

表4 拌和质量检测结果

c.摊铺时边摊铺边对摊铺好的混凝土表面用塑料布覆盖保湿，防止振捣前混凝土面晒干发白，或失水过多，避免表层“初凝”。

d.混凝土入仓强度与平仓振捣速度协调，两者尽量要一致。入仓混凝土均布或人工及时散布平仓，按一定顺序、方向分层进行。

e.浇筑过程中，相邻两层混凝土的间歇时间不超出混凝土铺料所允许的间歇时间，以防下层混凝土初凝形成冷缝。

f.混凝土振捣。振捣时振捣棒快插慢拔，尽可能垂直地插入，为使上下层混凝土振捣密实，将振捣棒上下抽动，每次抽动幅度为5～10cm。振捣棒略带倾斜时，振捣棒与水平面的夹角不小于45°，且每次的倾斜方向应保持一致。为减少模板表面气泡，采用复振工艺，即第一次振捣后隔一段时间（30min）再振捣一次。

二次振捣可以提高混凝土的强度，增加混凝土的密实度，提高混凝土的防渗性，消除混凝土由于沉陷产生的裂纹和细缝。

振捣棒在每一处的振捣时间以混凝土粗骨料不再显著下沉或流动、气泡逸出并开始泛浆为准。

平仓后应延迟静置预缩，使混凝土坍落度适当损失后再进行振捣，以免过振。延迟静置的时间根据混凝土坍落度和施工温度不同而异。摊铺中应保证摊铺一定面积后再振捣，以免造成混凝土到处扩散。

HF混凝土的浇筑，应尽量避开大风、高温、烈日照射等蒸发量大的天气，以免造成混凝土冷缝甚至导致混凝土表面出现塑性龟裂现象。洞内施工时，如果洞子已经贯通，必要时可考虑挂帘阻挡洞内空气流动。

在能保证顺利进行浇筑施工的情况下，混凝土的坍落度应尽量采用较小值，避免坍落度太大。

3.3.4 拆模

拆模时间不宜太早，必须待混凝土有一定强度并且混凝土内部温度与外部温度之差满足温控要求时方可拆模（最好浇筑后5～7天拆模），拆模后表面要求采取措施保温保湿，特别注意洒水养护应满足温控要求。

4 养护

底板混凝土属大体积混凝土，温升较高，厚度较大，又在强约束区，混凝土施工中有可能出现温度裂缝，为此要及时采取如下温控措施，以保持适当的系统温度和湿度。

a.覆盖养护（适用于水平面）。应在混凝土抹面后立即进行，先覆盖一层塑料布，四周压好，以减少水分散失，白天气温稍高（最高26℃），再覆盖一层湿棉被，洒水降温；夜间气温急剧下降（最低4℃），再增加覆盖一层干棉被进行保温。

b.涂刷养护剂（适用于竖直面）。在混凝土拆模后立即喷涂一层养护剂，20min后再喷涂一层，喷涂养护剂时按一定方向有规律地进行，避免漏喷。在混凝土浇筑后7天以内，仍应注意白天洒水降温，夜间覆盖保温。

5 结语

在新疆克孜加尔水利枢纽导流洞工程施工过程中，我们严格按照上述施工方法施工，重点加强了混凝土的拌和、坍落度与和易性控制；搭设了防风屏障、遮阳棚，防止风吹日晒，防止混凝土表面失水过多，避免表层过早初凝；对混凝土进行二次振捣，提高混凝土的强度，增加混凝土的密实度，提高防渗性，消除混凝土由于沉陷产生的裂纹和细缝。采取了以上措施后，基本解决了HF混凝土在施工过程中失水快、易干缩，粘性强、收面难，养护要求高、易裂缝等施工难题，确保了施工质量和施工进度。施工后的检查表明：导流洞混凝土表面光滑，无干缩裂缝和温度裂缝，达到了抗裂要求。❋