DG水电站厂房蜗壳二期混凝土施工与质量控制

杨大鸿，翁 锐，杨昊川，巴桑次仁

(1.中国水利水电第七工程局有限公司，四川 成都 611130；2.华电西藏能源有限公司大古水电分公司，西藏 山南 856000)

DG水电站厂房为右岸坝后式地面厂房，布置于11～14号坝段。蜗壳二期混凝土底部高程为3 356.7 m，顶部高程为3 367.65 m，上下高差为10.95 m，主要使用二级配C9030W8F200混凝土，蜗壳与座环阴角等局部采用一级配C2830W8F200混凝土，采用分层整块通仓浇筑，水平缝相邻浇筑块间隔时间不少于5 d。

1 方案选择及施工重难点

1.1 方案一

厂房1～4号机组蜗壳二期混凝土施工在机组之间结构缝处分段，每个机组为一浇筑段，采用分层分块(分为4层，每层分为4块，单层高度在1.8～3.5 m间)和上下层块与块之间错缝按对称象限同时浇筑，混凝土为C2830W8F200(二)。

1.2 方案二

厂房1～4号机组蜗壳二期混凝土施工在机组之间结构缝处分段，每个机组为一浇筑段，采用分层整块通仓浇筑(分为5层，单层高度在1.2～3.0 m间)，混凝土为C9030W8F200(二)，蜗壳与座环阴角等局部采用C2830W8F200(一)，每层埋设冷却水管。

1.3 方案选定

方案选定。通过参见各方对方案一和方案二反复认真的分析讨论研究，最终拟决定采取方案二进行混凝土蜗壳二期混凝土浇筑施工。该方案主要解决了实际施工过程中存在的诸多问题。

1)由于蜗壳混凝土结构体型复杂，土建及机电预埋管路众多，且蜗壳与座环相连的阴角处钢筋密集仓面窄、进料条件差，振捣困难，如何保证混凝土施工质量是重点也是难点，通过采用座环孔浇筑一级配混凝土保证了混凝土浇筑密实；

2)由于本工程地处高寒高海拔地区，早晚温差大，内外温差容易超过设计要求，如何保证混凝土最高温度满足设计要求是重点也是难点，通过降低层高、增加埋设冷却水管通水措施保证了混凝土最高温度受控。

2 蜗壳混凝土浇筑

2.1 分层分块

主厂房蜗壳混凝土浇筑分层分块根据设计要求、现场施工进度要求及满足混凝土温控防裂施工技术要求等各方面因素进行统筹考虑，因地制宜、因时制宜设计。1～4号机组的具体分层情况见图1和图2。

图1 蜗壳二期混凝土分层图

图2 蜗壳二期混凝土平面典型图(以B层为例)

2.2 混凝土入仓方式

由于蜗壳混凝土施工处于关键线路上，钢筋密集，预埋件多，蜗壳控制精度高，若采用门机浇筑，对钢筋、预埋件及蜗壳等质量造成影响，并且存在一定的局限性(覆盖范围、吊装能力限制)，对施工进度影响极大，为了保证施工质量，满足工程建设目标，拟决定蜗壳混凝土采用泵送为主，门机辅助入仓浇筑，过程中进行对称下料，防止蜗壳变形。具体如下：

1)蜗壳前两层即蜗壳底部、蜗壳内侧浇筑采用布置在安装间施工平台的HBT80式拖泵和天泵联合入仓；

2)蜗壳后三层即蜗壳上部、外侧混凝土主要采用布置在尾水3 349.0 m平台的门机入仓，局部门机涵盖不到的部位，采用天泵入仓。

2.3 浇筑强度分析

根据浇筑仓面最大面积、混凝土上升速度(按照30 cm/h)、胚层厚度(按照30 cm)、混凝土初凝时间(按照4 h)，计算混凝土入仓强度。

蜗壳二期混凝土第A、B两层最大仓面面积为561 m2，混凝土小时最低入仓强度=561×0.3/4=42 m3/h。根据施工经验，采用1台HBT80混凝土泵(40 m3/h)+1台天泵(35 m3/h)每小时的浇筑强度为75 m3/h，即完全能够满足浇筑强度要求。

蜗壳二期混凝土第C、D、E层三层最大仓面面积为513 m2，混凝土小时最低入仓强度为=513×0.3/4=38.5 m3/h。根据施工经验，采用2台MZQ-1000型门机(每台45 m3/h)每小时的浇筑强度为90 m3/h，即完全能够满足浇筑强度要求。

2.4 混凝土浇筑

1)蜗壳二期混凝土第C、D、E层浇筑。蜗壳二期混凝土第C层浇筑层高为3.0 m，第D层浇筑层高为2.0 m，第E层浇筑层高为2.25 m，该三层混凝土用门机吊3 m3卧罐根据浇筑距离装料浇常态混凝土，施工较为常规，采用平铺法进行混凝土浇筑，各浇筑层与蜗壳结构面交角小于60°时，均做倒角处理。

2)蜗壳二期混凝土第A、B层浇筑。蜗壳二期混凝土第A层浇筑层高为1.2 m，第B层浇筑层高为2.5 m，该两层混凝土用布置用HBT80式拖泵和天泵浇筑泵送混凝土，其中第B层施工较为复杂，由于蜗壳及座环底部存在阴角，如何将蜗壳底部及与座环阴角部位浇筑密实是整个蜗壳混凝土施工质量好坏的胜负手，这里以蜗壳二期混凝土第B层浇筑施工为例进行详细说明(见图3)。

图3 二期混凝土第B层浇筑示意图

由于第B层与蜗壳底部距离较为接近，为保证蜗壳在混凝土浇筑过程中受力均匀，蜗壳二期混凝土B层浇筑时，采用HBT80式拖泵和天泵按上下游同时浇筑，同步开仓，同步对称上升，按照蜗壳半径较大侧向蜗壳半径较小侧的施工方式进行浇筑。开仓后先采用平铺法进行蜗壳底板以下整个大仓面的混凝土浇筑，待混凝土入仓后立即开始平仓振捣，随浇随平，严禁堆积，混凝土振捣工在蜗壳内侧能进人的情况下同时进行蜗壳内、外侧混凝土振捣施工，振捣时特别注意应将振捣棒插入料堆顶部，缓慢推或拉动振捣棒，通过借助振动作用逐渐铺平混凝土，保证蜗壳混凝土外侧面高于内侧面，从而达到蜗壳外侧混凝土挤进蜗壳底部和内侧的目的，使混凝土表面与蜗壳底部结构面密实。对于蜗壳底部混凝土浇筑面积大，钢筋较多，人员不能进入的部位，可利用φ50软轴振捣器进行振捣。

当内侧无法进料时，作业人员撤出，开始利用座环底板上的预留孔作为主要进料途径，由于座环底板上预留孔较小，蜗壳与座环阴角部位的混凝土调整为C2830W8F200(一)。同时该部位混凝土振捣用φ50的软轴振捣器通过预留孔进行振捣，振捣时避免振捣棒接触座环结构，待座环底板上的预留孔冒浆后结束混凝土浇筑施工。

浇筑B、C、D层时配专人负责观察，结合联合检测数据，及时调整泵机工作压力，以防止座环及蜗壳产生抬动现象。同时为减小混凝土浇筑对蜗壳产生的上浮力和侧压力，凝土浇筑施工时要严格控制浇筑速度，保持混凝土整体均匀上升，上升速度不宜超过30 cm/h。

2.5 布设灌浆系统

由于混凝土的凝固收缩性，会致使蜗壳混凝土与蜗壳钢板之间不可避免的产生缝隙，为此按设计技术要求，待蜗壳混凝土内部温度、变形基本稳定及其缝面充分张开后需对缝隙进行接触灌浆，以充填缝隙，保证混凝土与蜗壳结构面之间的密实性。本工程接触灌浆范围为蜗壳腰线高程3 362.10 m以下的下半部，采用预埋灌浆管路的灌浆系统。灌浆布置分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，采用3台灌浆泵三个区域同步灌浆(见图4)。

图4 蜗壳钢衬接触灌浆管路布置图

3 质量控制措施[1-3]

3.1 交底措施

开仓前由技术部组织施工质检人员和作业班长依据施工方案和施工技术措施制订详细的工序与质量控制技术措施进行技术质量交底，使所有人员熟悉并掌握具体技术指标和质量要求，明确各自的质量职责，施工中质量控制的要点及重点。

3.2 温控措施

按照目前施工进度计划，蜗壳混凝土浇筑多为夏季，白天温度较高，夜间温度较低，温差较大，对温控有较大要求，混凝土施工过程中必须采取温控措施，防止混凝土内部及表面产生裂缝。

1)混凝土运输车辆增加液压系统遮阳棚，避免混凝土运输过程中直接暴晒，减小混凝土入仓温度。

2)当浇筑仓内气温高于25℃时，可进行仓面喷雾，至上层混凝土浇筑准备工作开始时结束，以保持仓面湿润，降低仓面环境温度。

3)为控制混凝土最高温度，削减内外温差，每层蜗壳混凝土浇筑施工前需预埋冷却水管，冷却水管采用内径为Ф 28 mmHDPE高密聚乙烯塑料管，冷却水管水平布置间距均为0.75 m，垂直布置间距同浇筑层厚。混凝土在浇筑过程中，冷却水管必须一直保持通水。

4)浇筑完成后，立即覆盖塑料薄膜，防止混凝土表面水分的快速蒸发。

5)混凝土浇筑12 h后对表面混凝土采用洒水养护，保证混凝土表面连续湿润状态，每隔2 h检查一次养护的情况，气温高时加密巡查，并根据检查结果及时调整养护措施，确保混凝土表面湿润。

3.3 浇筑质量控制

1)浇筑过程中由试验室对入仓混凝土料严格监控，严禁不合格料进入仓内。

2)混凝土入仓后立即平仓振捣，严格控制振捣质量，按振捣施工工艺试验成果以一定的顺序和间距逐点振捣，每层铺料厚度控制在30 cm以内，振捣器必须插入下层混凝土面5 cm，每点上振捣时间控制在20～30 s，以混凝土表面停止明显下沉，周围无气泡冒出，混凝土面出现一层薄而均匀的水泥浆为准。

3.4 灌浆质量控制

1)接触灌浆前对三个灌区进行通水检查，查明灌浆管路、缝面、排气管是否通畅，并对缝面进行充水24 h浸泡，保证缝面充分张开，然后用风、水轮换冲洗所有灌浆管路及缝面，直至所有管路回水澄清且无杂质为止。

2)灌浆开始时，将排气管上的所有阀门全部开至最大，等返出的浆液稠度与最大比级浆液稠度相近时再一一关闭；在灌浆结束之前，要不时地打开和关闭所有排气管上的阀门，尽可能多地排出空气、水分和稀浆，以确保灌浆质量。

4 结 语

最终实践证明该方案是有效可行的，在DG水电站蜗壳二期混凝土施工过程中，通过一系列切实有效的举措，在参建各方的通力配合下，不仅保证了目前西藏在建规模最大水电站蜗壳二期混凝土的施工质量，而且加快了施工进度，为来年首台机组发电既定目标的顺利实现迈出了坚定而跨越性的一步。无论是怎样的高山峡谷，无论是怎样的湍急河流，也无法阻挡我们一心向前的坚定步伐，我们定会通过拼搏奋斗在青藏高原书写一个又一个华丽的乐章。