水下混凝土浇筑方法及冲坑修补工程施工工艺.pdf
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1、陕西水利 1 1 1 5年科技专刊 水下混凝土浇筑方法及冲坑修补工程施工工艺 汤 自超 ( 陕西i - N水利局安康7 2 5 1 0 0 ) 摘 要 本 文以水电站和 水库 大坝 水垫塘 、 消能工护坦的冲坑修补为工程 背景 , 阐述 了导管法 浇筑水 下 不分散混凝土和处理水下病惠在实际工程中的应用,介绍了导管法浇筑水下混凝土的施工工 艺与步骤。导管法浇筑水下不分散混凝土, 浇筑质量高, 经济性好, 已成功应用于多个水库大坝 的冲坑 、 淘洞修补工程。 关键词 不分散混凝土 ; 导管法 ; 冲坑修补 中图分类号: T V 5 2 文献标识码: B 水电站和水库大坝水垫塘 、 消能工护坦等结
2、构由于长期承 担高速水流的消能工作 , 其底板很容易形成冲刷破坏 , 并且它 们会随着时问的推移迅速发展扩大 , 形成冲坑、 淘洞, 从而对水 库大坝的安全 、 稳定构成巨大威胁。针对这一类结构存在的问 题 , 可采用水下钢筋混凝土锚固式结构进行修复及加固, 水下 混凝土的浇筑可采用导管法进行 , 这种结构以及先进的施工方 法曾先后在湖南马迹塘水电站、 云南曼湾水电站、 四川龚嘴水 电站等多个大型水电站的冲坑修补工作中得到运用, 并且都取 得了很好的效果。混凝土锚固式修复结构示意图如图 1 所示。 这种钢筋混凝土锚固式结构的工作原理主要是钢筋网把 新浇注的混凝土结合成高强度的整体, 抗冲、 抗
3、裂、 耐磨。同时, 锚筋把新浇筑钢筋混凝土锚固结构牢牢地锚固到冲坑底部, 抗 冲、 抗浮托, 保证了修补结构的稳定性, 解决了新老混凝土难结 合成整体的问题。钢筋网和锚筋规格, 可由计算或经验确定 , 但 锚 固深 度不 宜小 于 3 0 c m。水 下不 分散混 凝土一 般采 用 U B W 型, 其强度等级一般不宜低于 C 2 0 。 、 t 力 7 a L 一 一 一 聋 : 、 f 广 d 。 5 一 l : 一 一 l 2 一 壹 一 注 : 卜 原 破损 面 ,2 一开挖 线 ,3 一 水 下 混凝 土 , 双 目钢 筋 M, 5 - 锚 筋 图 1 混凝土锚 固式结构 示意 图(
4、 单位 : mm) 水下冲坑修补的关键技术是植锚筋、 架设钢筋网、 浇筑水 下不分散混凝土这三个环节。 下面将从施工工艺选择实施过程 进行详细介绍。 1浇筑方法选择 水下混凝土浇筑的方法很多, 常用的有导管法、 袋装法、 吊 罐法、 升浆法。随着水下混凝土材料和浇筑工艺的改进 , 升浆法 已很少采用。 过去几年多用袋装法、 吊罐法。 近年在水下工程中 出现了先进的导管法浇筑水下混凝土, 值得推广。现将各种浇 筑方法的特点对比如下。 5 8 1 1 导管法 导管法浇筑是将混凝土拌合料通过导管出口, 进入到初期 浇筑的混凝土( 作为隔水层 ) 底部, 新浇筑的混凝土顶托着初期 浇筑的混凝土上升和向
5、周边扩展的浇筑方式。 导管法 最大 的优点 就是浇筑 连续 性好 , 浇筑 速度快 , 不 易 造成骨料分离, 能够最大限度的满足施工和设计要求。 施工设 备简单易操作 , 浇筑成本低。 采用导管法时 , 骨料的最大粒径要受到限制 , 混凝土拌和 物需具有 良好的和易性及较高的坍扩度, 以达到自流平 、 自密 实的浇筑效果。 1 2升浆法 升浆法是在水下清基 、 安放模板并封密接缝后 , 预先填放 粗骨料, 埋置输浆管, 然后用砂浆泵压送砂浆由底层向顶层压 送砂浆进行浇筑。 升浆法浇筑水下混凝土, 以前用于水下浇筑底板, 使用的 是陆上的普通混凝土, 能达到设计强度。过去一般用于浇筑船 坞底板
6、, 非干地施工的水闸底板, 由于可以不用创造干地施工 条件, 可节省工程费用。 升浆法浇筑水下混凝土的浇筑强度不高, 不适宜用于高强 度混凝土结构的浇筑 ; 升浆法浇筑时, 浇注压力不易控制 , 压力 过大则会造成水泥浆的离析, 堵塞管道 , 还会扰动预填骨料。而 且水灰比要求严格, 一般在 0 1 5 0 1 7 。 1 3 袋装法 袋装法是将混凝土拌和物装入料袋, 依次下放入水 , 浇筑 在水中预定地点。 袋装法施工方法和设备简单 、 方便 , 易于操作 , 料袋 可以直 接在混凝土表面浇筑, 水下混凝土中的胶凝颗粒流失少 , 可以 达到很高的水陆强度 比; 但浇筑速度慢, 不适于大方量水
7、下混 凝土浇筑。 1 -4吊罐法 吊罐法浇筑时 , 将拌制好的混凝土用吊罐装好 , 吊运至 水下待浇筑仓 内, 然后打开吊罐底部的活动仓 门, 混凝土在 自重的作用下到达浇筑部位 , 自流平不振捣 , 浇筑高度小于 3 0 c m 为好 。 该法施工设备简单 , 易于操作, 可以达到较高的水陆强度 比, 适合大、 中方量和立面混凝土浇筑。问题是施工连续性差, 施工技术 浇筑速度较慢 , 且容易造成混凝土的骨料分离, 混凝土浇筑质 量和强度较难控制。 根据以上综合对 比分析以及水电站的交通条件、 现场布置 等实际情况, 选用导管法进行水下混凝土浇筑最为理想。 2导管法浇筑的基本步骤 2 1 冲坑
8、清理 将冲坑内破损混凝土和碎石等杂物清理出冲坑以外, 将零 星混凝土块及卵石清除干净 , 露 出混凝土原面或基岩面 , 表面 清洗干净。同时对已出露的钢筋除锈 , 达到无锈痕、 无锈斑 , 可 以浇筑混凝土的程度。 2 2布设钢筋网 为了增强被浇筑冲坑内新老混凝土的结合强度, 并成为一 个整体 , 在修补区域内要布设锚固筋; 然后架设抗冲、 限裂钢筋 网, 这道工序的步骤如下 : 2 2 1 钻锚筋孔 ( 1 ) 钻孔。由潜水员用水下钻孔机在冲坑底部进行水下钻孔。 ( 2 ) 洗孔。钻孔完毕后 , 用高压水枪把屑渣冲除干净。 2 2 2锚固钢筋 洗孔完毕之后, 在内部充填水下砂浆或水下环氧砂浆
9、作为 锚固剂 , 锚固钢筋。 2 2 _ 3 架立钢筋网 待锚固剂硬化 1 2 h后, 将在岸上已绑好的双向钢筋网整体 吊放下水就位, 钢筋网布置在新浇水下混凝土的上部, 钢筋网 与插筋之间、 新老钢筋网之间用水下电焊联接。 2 3架立模板 对损坏部位修补需架立钢模板时( 立面浇筑) , 模板可采用 钢板和角钢拼接而成的钢模板 , 或用木板和角钢制成的钢木模 板, 并与锚固钢筋用电焊连接作模板支撑。 2 4浇筑 2 4 1 导管定位 前期准备、 处理工作完成后, 在作业船适当位置安装导管 , 并调试起 吊设备 , 调试工作完成后 , 将作业船移动至待浇筑 区 域进行定位。定位可分为两个步骤:
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