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摘要:发电厂房蜗壳及座环周边埋件多、钢筋密,同时该部位又是固定机组的结构混凝土,若浇筑不密实、出现冷缝或产生蜗壳和座环移位、变形,在机组运行期间可能产生过大的振动,甚至导致机组无法正常运行,故机墩二期混凝土浇筑必须认真对待。本文简要介绍柬埔寨额勒赛下游电站发电厂房的蜗壳及座环周边机墩二期混凝土浇筑经验,以供参考。
关键词:蜗壳及座环;二期混凝土;初凝;冷缝;
中图分类号:U445.57文献标识码:A文章编号:1674-3520(2014)-06-00270-02一、工程简介
额勒赛下游水电站位于柬埔寨王国西部戈公省,电站由引水发电系统和拦河坝组成。引水系统由岸塔式进水口、引水隧洞、调压井和压力钢管组成,发电厂房均为河岸式,电站装机容量为2×103MW,是我国在该国投资承建的最大水电站。
二、运输及入仓方案
蜗壳和座环周边机墩二期混凝土浇筑期间,周围墙体完成浇筑,形成与机墩二期仓面较高的落差,混凝土垂直入仓主要利用溜筒:1#机墩靠安装场侧,在安装间靠厂房边墙上挂溜筒下降到合适高程(根据每层浇筑高程而定)后经溜槽二次分配到仓面;2#机墩在尾水平台上设短溜槽跨主吊车柱进入挂在墙上的溜筒,经溜槽穿尾水副厂房(楼板不浇筑)二次分配到仓面。
三、混凝土衬砌分层、分块
(一)分层:机墩EL105.20高程以下断面为矩形,高度为5.70m,是蜗壳、座环外包混凝土,为防止浇筑对蜗壳及座环产生较大侧压力和浮托力,导致其变形、移位,分成3层浇筑:第一层到蜗壳中心线以下约50cm(高程EL101.50,高度2.00m);第二层到水轮机层楼板梁底下约25cm(高程为EL103.95,高度为2.45m),第三层与水轮层楼板一起浇筑(高程为EL105.20,高度为1.25m)。再上部分则根据结构物特点进行分层,高度一般不超过3m。(二)层面处理:为保证层面间紧密结合,增加抗推力,浇筑层面必须按规范要求进行打毛处理,同时在层面上设抗剪钢筋和键槽。抗剪钢筋为25@1m×1m,长度为2m,插入先浇层中1m,键槽为倒棱台,面积约占浇筑面积的40%,在浇筑完3天左右的时间人工凿挖而成。(三)分块:为提高机墩的整体性,每台机组浇筑时一般不分块。
四、模板制安和钢筋安装
高程EL105.45以下外侧为直立面,按常规做法即可;高程EL105.45以上为圆形,模板桁架在场内加工现场安装,面板采用九合板和木板材,与混凝土接触的一面进行创光。
钢筋加工根据技术人员编制的配料表进行,下料加工根据现场进度及钢筋安装顺序进行,确保施工有序进行。钢筋安装前,先对预留钢筋进行校正,调整保护层厚度。先安主筋,后安分布筋,每隔 3~5 米设吊线锤和样架,以保证钢筋平、直、齐,并控制保护层厚度。钢筋安装完成后对钢筋网进行整体加固,确保整体不摇荡,不变形。
五、混凝土浇筑方法
尽量采用操作简单、易撑握的浇筑方法,具体采用哪种方法需根据现有生产能力、仓面面积和形状、铺料厚度、操作人员的素质以及生产调配等因素综合考虑、计算确定,确保前后浇筑部位的接触面处不出现初凝、冷缝现象。
(一)混凝土拌和料:由于蜗壳和座环周边的埋件多,钢筋密,空间小,人不易进入,故采用一级配细石高流态掺外加剂混凝土,塌落度超过12cm,具体级配由试验室提供。(二)第一层浇筑:第一层浇筑高度约为2.0m,是整个机组浇筑量最大的一层,也是机组混凝土浇筑最关键的一层。此层浇筑是将蜗壳逐步埋入混凝土中,为防止浇筑上升速度过快对蜗壳产生过大浮托力和不对称侧压力,必须控制上升速度,且两侧对称铺料、同步上升,同时还要保证上下层的接触面处不得出现初凝,由以上条件控制入仓强度。(三)第二层浇筑:第二层浇筑高度约为2.45m,属蜗壳逐步覆盖过程,面积由大减至蜗壳中线时最小,又逐步增至覆盖整个蜗壳最大。浇筑方法与第一层基本相同,采用“平层法”。共6层平仓面,首层厚45cm,其余为40cm。第二层浇筑时间与第一层间隔7天,由于第一层已将蜗壳埋入混凝土中,达到固定,故混凝土的浇筑上升速度不及第一层要求严格,但在下料时也应尽可能对称,且上升速度也宜控制在15.0m3/h以内。(四)第三层浇筑:第三层与水轮机层楼板一起浇筑,在机墩范围,浇筑高度约为1.25m,浇筑面积约为195m2,楼板范围内则浇筑厚度为0.3cm,浇筑面积约为81m2。(五)座环下阴角回填:座环下阴角是指蜗壳与座环交叉处下部夹角,属向上的倒角,空间小且向上回填,不易填满。在完成第一层浇筑后,利用座环上布置的灌浆孔用高一级的一级配高流态细石混凝土(坍落度15cm以上)回填。
六、阴角处回填灌浆
阴角在完成混凝土回填后仍可能存在缝隙,需要采用回填灌浆进行处理,回填灌浆在混凝土浇筑完成后28天后进行,但事先应完成灌浆管的预埋。
(一)灌浆管布设:回填灌浆管采用高强度UPVC软管,主管为50,布置于阴角的最上方,沿座环成环形布置,进浆管为25,通过三通管与主管相接,然后引到机墩外。灌浆主管上开2cm的进浆孔,在座环上两灌浆孔中间下方均设一排,每排4孔,成90o角。(二)回填灌浆:回填灌浆的材料,工艺流程等与常规回填灌浆基本相同,为保证浆液的流动性能,在水泥中掺入适量的高效减水剂,掺入量由试验确定。
灌浆压力参照在已实施过的压力钢管、岔管等结构相似部位所采用的压力值,一般为0.2Mpa~0.5Mpa。在加压过程中由安装人员全程密切注意座环及蜗壳的情况,发现异常立即停止。
八、结语
由于在浇筑前对机墩二期混凝土结构进行了认真的分析,制定了正确的浇筑方法,保证了在现有生产能力条件下,每次浇筑没有出现初凝、冷缝现象,从而保证了机墩这一关键部位的混凝土浇筑质量;同时由于控制浇筑过程的上升速度,对蜗壳、座环基本无影响,经安装单位对在浇筑过程中和浇筑后的检测,蜗壳、座环发生的变化远低于允许范围值;对座环下阴角,采用细石混凝土回填,回填后又进行灌浆二次处理,经敲击和超声波检测填充密实,保证了座环和蜗壳周边混凝土的密实度,为机组平稳运行打下坚实基础。运行期观测,机组运行平稳,机墩振动小,受到业主和监理工程师的好评。
关键词:蜗壳及座环;二期混凝土;初凝;冷缝;
中图分类号:U445.57文献标识码:A文章编号:1674-3520(2014)-06-00270-02一、工程简介
额勒赛下游水电站位于柬埔寨王国西部戈公省,电站由引水发电系统和拦河坝组成。引水系统由岸塔式进水口、引水隧洞、调压井和压力钢管组成,发电厂房均为河岸式,电站装机容量为2×103MW,是我国在该国投资承建的最大水电站。
二、运输及入仓方案
蜗壳和座环周边机墩二期混凝土浇筑期间,周围墙体完成浇筑,形成与机墩二期仓面较高的落差,混凝土垂直入仓主要利用溜筒:1#机墩靠安装场侧,在安装间靠厂房边墙上挂溜筒下降到合适高程(根据每层浇筑高程而定)后经溜槽二次分配到仓面;2#机墩在尾水平台上设短溜槽跨主吊车柱进入挂在墙上的溜筒,经溜槽穿尾水副厂房(楼板不浇筑)二次分配到仓面。
三、混凝土衬砌分层、分块
(一)分层:机墩EL105.20高程以下断面为矩形,高度为5.70m,是蜗壳、座环外包混凝土,为防止浇筑对蜗壳及座环产生较大侧压力和浮托力,导致其变形、移位,分成3层浇筑:第一层到蜗壳中心线以下约50cm(高程EL101.50,高度2.00m);第二层到水轮机层楼板梁底下约25cm(高程为EL103.95,高度为2.45m),第三层与水轮层楼板一起浇筑(高程为EL105.20,高度为1.25m)。再上部分则根据结构物特点进行分层,高度一般不超过3m。(二)层面处理:为保证层面间紧密结合,增加抗推力,浇筑层面必须按规范要求进行打毛处理,同时在层面上设抗剪钢筋和键槽。抗剪钢筋为25@1m×1m,长度为2m,插入先浇层中1m,键槽为倒棱台,面积约占浇筑面积的40%,在浇筑完3天左右的时间人工凿挖而成。(三)分块:为提高机墩的整体性,每台机组浇筑时一般不分块。
四、模板制安和钢筋安装
高程EL105.45以下外侧为直立面,按常规做法即可;高程EL105.45以上为圆形,模板桁架在场内加工现场安装,面板采用九合板和木板材,与混凝土接触的一面进行创光。
钢筋加工根据技术人员编制的配料表进行,下料加工根据现场进度及钢筋安装顺序进行,确保施工有序进行。钢筋安装前,先对预留钢筋进行校正,调整保护层厚度。先安主筋,后安分布筋,每隔 3~5 米设吊线锤和样架,以保证钢筋平、直、齐,并控制保护层厚度。钢筋安装完成后对钢筋网进行整体加固,确保整体不摇荡,不变形。
五、混凝土浇筑方法
尽量采用操作简单、易撑握的浇筑方法,具体采用哪种方法需根据现有生产能力、仓面面积和形状、铺料厚度、操作人员的素质以及生产调配等因素综合考虑、计算确定,确保前后浇筑部位的接触面处不出现初凝、冷缝现象。
(一)混凝土拌和料:由于蜗壳和座环周边的埋件多,钢筋密,空间小,人不易进入,故采用一级配细石高流态掺外加剂混凝土,塌落度超过12cm,具体级配由试验室提供。(二)第一层浇筑:第一层浇筑高度约为2.0m,是整个机组浇筑量最大的一层,也是机组混凝土浇筑最关键的一层。此层浇筑是将蜗壳逐步埋入混凝土中,为防止浇筑上升速度过快对蜗壳产生过大浮托力和不对称侧压力,必须控制上升速度,且两侧对称铺料、同步上升,同时还要保证上下层的接触面处不得出现初凝,由以上条件控制入仓强度。(三)第二层浇筑:第二层浇筑高度约为2.45m,属蜗壳逐步覆盖过程,面积由大减至蜗壳中线时最小,又逐步增至覆盖整个蜗壳最大。浇筑方法与第一层基本相同,采用“平层法”。共6层平仓面,首层厚45cm,其余为40cm。第二层浇筑时间与第一层间隔7天,由于第一层已将蜗壳埋入混凝土中,达到固定,故混凝土的浇筑上升速度不及第一层要求严格,但在下料时也应尽可能对称,且上升速度也宜控制在15.0m3/h以内。(四)第三层浇筑:第三层与水轮机层楼板一起浇筑,在机墩范围,浇筑高度约为1.25m,浇筑面积约为195m2,楼板范围内则浇筑厚度为0.3cm,浇筑面积约为81m2。(五)座环下阴角回填:座环下阴角是指蜗壳与座环交叉处下部夹角,属向上的倒角,空间小且向上回填,不易填满。在完成第一层浇筑后,利用座环上布置的灌浆孔用高一级的一级配高流态细石混凝土(坍落度15cm以上)回填。
六、阴角处回填灌浆
阴角在完成混凝土回填后仍可能存在缝隙,需要采用回填灌浆进行处理,回填灌浆在混凝土浇筑完成后28天后进行,但事先应完成灌浆管的预埋。
(一)灌浆管布设:回填灌浆管采用高强度UPVC软管,主管为50,布置于阴角的最上方,沿座环成环形布置,进浆管为25,通过三通管与主管相接,然后引到机墩外。灌浆主管上开2cm的进浆孔,在座环上两灌浆孔中间下方均设一排,每排4孔,成90o角。(二)回填灌浆:回填灌浆的材料,工艺流程等与常规回填灌浆基本相同,为保证浆液的流动性能,在水泥中掺入适量的高效减水剂,掺入量由试验确定。
灌浆压力参照在已实施过的压力钢管、岔管等结构相似部位所采用的压力值,一般为0.2Mpa~0.5Mpa。在加压过程中由安装人员全程密切注意座环及蜗壳的情况,发现异常立即停止。
八、结语
由于在浇筑前对机墩二期混凝土结构进行了认真的分析,制定了正确的浇筑方法,保证了在现有生产能力条件下,每次浇筑没有出现初凝、冷缝现象,从而保证了机墩这一关键部位的混凝土浇筑质量;同时由于控制浇筑过程的上升速度,对蜗壳、座环基本无影响,经安装单位对在浇筑过程中和浇筑后的检测,蜗壳、座环发生的变化远低于允许范围值;对座环下阴角,采用细石混凝土回填,回填后又进行灌浆二次处理,经敲击和超声波检测填充密实,保证了座环和蜗壳周边混凝土的密实度,为机组平稳运行打下坚实基础。运行期观测,机组运行平稳,机墩振动小,受到业主和监理工程师的好评。