中国水利水电第四工程局有限公司 青海西宁 810000
摘要：溪洛渡水电站水垫塘硅粉混凝土表面平整度和振捣质量均有较高要求，混凝土施工方法是保证质量的关键。由于不能按照常规方法进行备仓、浇筑，因此需对施工工艺进行研究探讨，主要从混凝土配合比和混凝土浇筑两方面进行优化、控制。
1概述
水垫塘和二道坝作为溪洛渡水电站重要的消能建筑物，承担了设计泄洪流量为32278m3/s的大流量消能，要承受强大的动水冲击压力和脉动压力，这对水垫塘底板面层60cm厚C9060W8F150硅粉混凝土施工质量提出了更高的要求。为保证水垫塘硅粉混凝土施工质量，施工局积极组织配合比优化试验工作，同时采用先进的整平机和自动抹面机代替人工进行抹面，并规范混凝土施工工艺，取得了较好的效果。
2硅粉混凝土施工难点
2.1温控防裂
混凝土中掺加硅粉可以增加混凝土密度和凝聚力，提高其抗压抗折强度，改善新拌混凝土的和易性，增加混凝土与钢筋间的粘结性。加入硅粉可减少新拌混凝土内部的泌水，从而减少界面水分的积聚，改善界面粘结性能，使得混凝土抗渗性、抗冻性等耐久性能均有很大提高。另外还可使混凝土的早强性、耐久性及抗化学侵蚀性、抗空蚀性、抗冲击性等性能明显提高。
但硅粉混凝土由于其水胶比小、水泥用量大且不易泌水，因而比普通混凝土发热量大，更容易发生塑性收缩，其早期干缩率和自身体积变形也比普通混凝土更大，因此导致硅粉混凝土在施工中往往出现混凝土内部温升过快、过高，早期开裂的技术难题。
2.2表面平整度
根据设计要求，水垫塘底板不平整度控制要求为5mm，结合水垫塘底板单元仓号尺寸为12.0m×12.0m，底板总面积达18713.7m2，整体控制难度大。
3优化配合比
3.1施工配合比
根据生产性试验的情况，对掺高性能减水剂混凝土配合比进行优化调整，具体详见表1。
表1C9060F150W8混凝土施工配合比
ZB-1A减水剂和JM-PCA高性能减水剂胶材总量相差较大，水泥量差最大为80kg/m3，胶材总量差最大达108kg/m3。使用ZB-1A减水剂发现浅层龟裂产生，因此调整为JM-PCA高性能减水剂。
3.3.4混凝土经济效益对比
通过优化混凝土配合比，调整前后硅粉混凝土胶材总量相差较大，水泥量差最大为80kg/m3，胶材总量差最大达108kg/m3。考虑到减水剂为业主统供材料，价格不变，经济效益主要体现在胶材用量减少方面，最大可减少投资36.0元/m3，经济效益明显。
4规范施工工艺
4.1浇筑前准备工作
4.1.1方案概述
水垫塘底板硅粉混凝土单元仓号层高1.6m，典型仓号浇筑高程为EL338.4m～EL340.0m，仓内有5cm×5cm的三角排水暗沟及排水孔等排水设施，距仓号收仓线以下20cm布一层钢筋网，仓号纵向长分为11.42m、12.0m、14.5m和10.0m四种，横向长12.0m，仓号面积约120m2～180m2。表层60cm为硅粉混凝土，采用胎带机或长臂反铲入仓，整平机抹面工艺进行浇筑。
4.1.2新老混凝土施工缝面处理
水垫塘底板1.6m层混凝土施工于2.4m老混凝土之上，缝面处理采用深凿毛工艺施工。深凿毛：露出新鲜混凝土，微露中石。
4.1.3整平机的使用
箱梁式整平机常用于公路路面、桥梁预制等现浇混凝土的提浆、整平、压实等施工中，具有机械性能高、整平和提浆效果好等优点。结合水垫塘底板特性，特定制适合于水垫塘底板收面的整平机，同时对整平机轨道进行改造，利用桁架对轨道进行加固处理并给轨道增加了可调节套件，一方面加强了轨道抗弯刚度和抗侧移强度，另一方面增加了整平机运行的整体稳定性和可调控行。整平机的使用与人工收面相比，大大提高了水垫塘底板混凝土表面平整度，减少了人工投入，加快了施工进度。
（1）单元仓号浇筑前根据测量成果进行收仓线的标识，以此基准设置整平机的支撑轨道和架设位置。
（2）轨道立杆
①采用φ48钢管制做，长1.4m；布置间距1.5m。
②顶端安装立杆调节件，调节件采用 32螺纹钢滚丝扣与直螺纹套筒丝接进行上下调节。
图6整平机轨道立杆结构图
③立杆底部与混凝土面紧密结合，受力不下沉。
④与模板竖围檩采用 20钢筋以桁架形式牢固焊接，并与φ48钢管斜支撑通过扣件连接。
（3）轨道
①采用两根6m的Ⅰ10工字钢铆接，铆接采用10mm厚6cm×32cm钢板附在左右两侧，以M12螺栓固定。
②轨道加固采用立杆调节件上[14槽钢制做的轨道加固件。
（4）整平机吊装
①整平机轨道安装完成进行测量复测，保证两条轨道平行且高程一致。
②吊装整平机，对滚杠进行测量校核，保证滚杠底部高程与设计收仓线一致。
③开仓前空载行走整平机，认真检查是否满足整平工况要求。
图7整平机轨道加固示意图
（5）整平机工作原理
①滚筒推平：这个工序紧接着人工摊铺振捣粗平后进行，当整机沿轨道前进时，滚筒沿着机架的导轨作横向往复运动，将人工振捣后的混凝土横向推进，同时将过量的混凝土沿纵向推移。
②振捣提浆：推平的同时进行振捣提浆，为刮削、滚压做准备。
③刮削滚压：这是机械整平的主要工序，作业时，滚筒沿整平方向斜摆一个角度，斜摆的角度大小视混凝土坍落度而定，通常是坍落度高，斜摆的角度大些。操作时应让滚筒多往返几次，以达到刮削滚压效果。
④密闭抹光：这个工序由人工来实现，操作时注意与机械的配合以确保抹光的效果。
⑤待混凝土初凝时（8h～10h），采用自动抹面机进行第三道抹面、压光，并进行喷雾养护。
4.2浇筑过程控制
4.2.1浇筑收面控制
（1）最后一个坯层（厚度20cm、坍落度为9cm～11cm）浇筑时，人工翻料使混凝土均匀摊铺，振捣密实后整平机整平收面。
（2）合理调节整平机行走速度，以仓面平整，无小石外露为准。
（3）配合人工抹面，抹面完成后覆盖塑料薄膜，防止水分丢失引起混凝土干裂。
4.3养护、保温和通水冷却
4.3.1混凝土养护
水垫塘底板硅粉混凝土主要采用洒水、蓄水方式进行养护，使混凝土表面在满足规范要求的时间内保持长时间湿润。
（1）洒水养护：横缝面采用人工洒水养护，在混凝土表面形成“水膜”，保持养护面长时间湿润。
（2）蓄水流水养护：混凝土顶部表面周边采用水泥砖设置围堰，达到蓄水流水养护效果，定期对蓄水深度（5cm～15cm）、温度（温度波动≤15℃）、流动情况进行检查，确保蓄水温度波动在控制范围内。
（3）混凝土连续养护时间不少于28天，混凝土在浇筑完毕后6h～18h开始养护。
4.3.2混凝土表面保温
在低温季节或温度变化较大时段，混凝土表面保温可减小混凝土表层温度梯度及内外温差，保持混凝土表面温度，防止产生裂缝。
（1）采用2cm厚保温卷材对各混凝土块横缝面及上表面进行临时保温。
（2）横缝面利用外露拉杆头张挂保温卷材，顶面采用铅丝、木板、钢筋等加以固定，保温卷材之间搭接严密。
4.3.3混凝土通水冷却
（1）进水温度保持在10℃，冷却时间控制在15d，通水方向24h调换一次。
（2）混凝土最高温度出现之前通水流量不小于1.8m3/h，最高温度回落2℃后通水流量控制在1.2m3/h～1.5m3/h。
（3）根据混凝土内部温度变化情况，及时调整冷却通水流量，实行个性化通水，保证降温速率和内部温度满足施工技术要求。
（4）专职人员对通水流量、蓄水温度、外界气温及进、回水温度进行定时检测，前5d按每2h检测一次，5d后按4h一次进行检测。
5硅粉混凝土施工总结
通过优化硅粉混凝土施工配合比和规范施工工艺，水垫塘底板硅粉混凝土温控和表面不平整度满足设计要求，未发现温度裂缝及其它危害性裂缝。
5.1温控防裂
水垫塘底板硅粉混凝土共计埋设测温仪器11仓次，结合11仓出机口、入仓和浇筑温度看，内部最高温度为35.8℃。
5.2表面不平整度
水垫塘底板硅粉混凝土表面不平整度共计检测3602次，检测值在设计要求范围内的检测点为3524个，占总检测点数的97.83%，最大值为8.59mm（采用1m靠尺和塞尺检测）。
针对超标部位（主要集中在相邻坝块间），严格按照设计标准对其进行打磨处理。
6结束语
作为主要泄洪消能建筑物的水垫塘和二道坝工程，水垫塘底板硅粉混凝土施工质量显得尤为重要，通过以上措施的实施，有效保证了硅粉混凝土的施工质量。但在施工过程中也存在不足，比如相邻坝块间的不平整度控制和边角部位的保护等方面需作进一步改进。
论文作者:郭永琴
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/1/10
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