大变径薄壁长环腔封闭结构混凝土的浇筑方法.pdf

第 0 3期 ( 总第 3 4 5期 ) 吉 林水利 2 0 1 1年 o 3月 文章编 号】1 0 0 9 - 2 8 4 6 (2 o l i )0 3 - - 0 0 6 1 - 0 2 大变径薄壁长环腔封闭结构 混凝土的浇筑方法 杨传文 王兴隆 ( 丰满发电厂 ，吉林 吉林 市 1 3 2 1 0 8 ) 摘要 】结合 7号水轮机尾 水管改造 的混凝土施 工中 ，提 出并应 用非常 态不 需振 捣 的 自流平 “ 豆石”混 凝土 ， 成 功解决 了大变径薄壁长环腔封闭结构的混凝土浇筑施工和质 量难 以保证 的施 工技 术难题 ，提 高 了工效 ，工程 效 果较 好 ，其 配合 比设 计 、浇 筑 方 法 值得 借 鉴 。 关键词水轮机尾 水管 ；大变径 薄壁 长环腔封 闭结构 ； 自流平 “ 豆石”混凝土 中图分类号T V 4 3 1 文献标识码 B 尾水管是水轮机 的一个重要组成部分 之一 。 在尾水管改 造 中 ，由 于其 体形硕大 、截 面渐 变 大 混凝 土 凿 除量 对 老 混凝 土 结 构及 水 轮 机 部 件 的安全影响较大。经深入研究 ，沿尾水管轮廓线 凿 除 的混 凝 土 厚 度 以 2 5 0 3 0 0 m m 为 宜 既 能保 证 凿 除部 分 不会 影 响 性 老混 凝 土结 构 和 上 部水 轮 机部件的安全 。又能保证插入锚筋 的稳 固性 ，还 能满 足布 设 钢筋 网所 需 的必要 空 间 减 少 了 混凝 土 的开 挖 浇 筑 量 。 但 如 果 对 由此 形 成 的 直 径 较 大 、厚 度 较薄 、钢筋 密 集 的长 环 腔 封 闭结 构 实 施 常态混凝土浇筑 ，那么混凝土 的浇筑流态和振捣 等无法实现 ，极有可能造成砂浆分离、卵石集堆 等缺陷 ，质量难以保证。对此 。丰满发 电厂在尾 水管改造过程中 ，提 出了使用不需振捣 的 自流平 “ 豆石 ”混凝土 ，保证 了混凝土具有较好 的流态 性能 ，成功地解决了大变径薄壁长环腔封闭结构 混 凝 土 的 浇筑 难 题 。现 以施工 技 术 较 为 成 熟 的 7 号机尾水管改造为例 ，简以介绍特殊结构 的 自流 平 “ 豆石”混凝土浇筑方法 。该尾水管为特型尾 水管 ( 仅锥段和肘段为钢衬结构 。其他管段为混 凝 土结构 ) ，其结构如 图 1所示 ，改造范 围为尾 水管的段和肘段 ，改造后 的尾水管钢衬结构如图 2所示 。 1 配合 比设计 由技施设计 可知 ，在尾水管钢衬与老混凝土 图 1 7号 机尾 水 管 剖面 图 壁：之间布有 2 0 x 2 0 e m、 1 6钢筋 网 。长 1 1 5 e m、 2 5锚筋 以及高 8 0 m m 的钢衬肋板 等构件 。而且 老混凝土壁面较为粗糙 ，它们将直接影 响混凝土 的流动性和密实性 ，综合考虑钢筋 网有 5 7 e m 的 保护层 ，所 以浇筑的二期混凝土选用一级配 自流 平 混 凝 土 ，骨料 选 用 易 于流 动 的 豆石( 粒 径 不 大 于 1 0 m m 的天然卵石 )和中砂 ，骨料含 泥量控 制 在 2 以内 。水 泥选 用流动性优 良、免振捣 、微 膨胀 HG M一 2高强无收缩灌 浆料 ，拌合水选用 自 来 水 ，不掺用 外加 剂 。按 尾水 管改造技 施 设计 “ 钢衬增固混凝土强度不得低于 C 2 5 ”的要求 ，试 验 室按 照 D L r r 5 3 3 0 2 0 0 5 水 工混凝 土配合 比设 计 规程，强 度保证 率按 9 0 控制 。确定施 工配 合 比为 1：1 5 0 9： 1 5 8 5( 水 泥 ： 砂 ：豆石 ) ，水 灰比 0 3 7 0 4 0 ，坍落度 2 2 2 4 e m。在标准养护下 的试块平 均强度达到 4 6 9 MP a ，在模 拟现场环境 收稿 E l 期 】2 0 1 1 - 0 1 1 8 作者简介 】扬待 文 ( 1 9 7 4 - ) ，男 ，吉林舒 兰人 ，学士，工程 师，高级技 师，现从事水 电厂运行 维护 管理 工作 。 一 61 吉林水利 大变径薄壁长环腔封闭结构混凝土的浇筑方法 杨传文等 2 0 1 1 年 0 3月 尾水管立面图 断面 断面 断面 0 图 2 7号机尾水管改造后的立面 图及典型断面图 条件下的试 件 2 8 d龄期平 均强度达 4 3 O MP a ，能 料斗 ，运输 时间控制在 5 m i n左右。 够满足 强度要求 和混凝 土在薄腔结 构 中的流动 料斗下 口接 Ol O O m m的整根尼龙管作为溜管 ，竖 性。 直插入浇筑孔入仓 ，借助混凝土 的流动性不 问断 2混凝 土浇筑 锚筋 、钢筋网、钢衬等安装完毕后 。即可对 尾水管环腔结构进行浇筑施工。尾水管浇筑结构 为 封 闭 结 构 ，最 大 落 差 6 7 0 m， 断 面 周 长 由 1 4 3 3 m渐变扩大到 2 1 3 1 m，总浇筑量约为 4 0 m 。 利用 自流平混凝土具有 良好流动性和不需振捣的 特点 。混凝土的浇筑采取 由尾水管顶部法兰处的 浇筑孔直接 自流灌注的方法连续浇筑。 2 1 浇 筑孔 、排气 孔 的设 置 混凝 土浇筑孔 设置在 基础环顶 面( 法兰 ) ， 在法 兰板上切 割一个 垂直浇筑孔 ，孔 面积约为 1 8 0 c m0 。孑 L 的形状可为椭 圆或方型，孔的位置布 设 在 象 限近 X轴 的法 兰 面上 。在原 基础 环 竖 向 加 劲板( 内隔板 )上 开孔 ，孔 径 q 5 O mm，以利于 混凝土流通和浇筑密实。排气孔设 4个 ，也设在 基 础环 顶 面上 圆周 均布 。 2 2 浇 筑施 工 以尾水管钢衬作为浇筑混凝土的模板 ，在尾 水管老混凝土与钢衬 之间的薄壁盲环腔结构中浇 筑混凝 土，结构较薄 ，环境温度基本保持在+ 5 - + 1 5 o C不必考虑混凝土降温、保温措施 以及温 度应力的影响。尾水管加 固混凝土的浇筑量约为 4 0 m 3 且浇筑质量要求高 ，所 以在混凝土的拌 和、 运输 、灌注 、敲击振实( 相 当于振捣 ) 、检查等 环节实行全程监控 ，2 4 h连续流水作业 ，直至完 成全部浇筑作业 。混凝土 的搅拌选用 3 5 0 L自落 式搅拌机拌和 ，设置在主厂房发 电机层 以减小运 距 。每盘拌合时间控制在 1 5 0 1 8 0 s 。混凝土的运 输采用手推车 ( 0 1 m 左右 ) ，便于狭窄过道通行 ， 人工运输运至机组检修孔 ，直接倒入混凝土浇筑 一 6 2一 地 自流灌 注。在浇筑过程中 。设专人检查混凝土 入仓情况 ，并在尾水管 内设置专人用手锤均匀连 续轻敲尾水管钢衬 ，人均水平敲击钢衬环 向控制 长 度 不 超 过 l m，击 点 间距 以 5 8 e m 为 宜 ，重 点 敲击 有 肋 板 的部 位 。以保 证 和 促 进 混凝 土 浇 筑 流 淌顺 畅、密实并与钢衬充分嵌固 ，使浇筑混凝土 按 自低至高 、水平均匀地上升 ，并保持 连续性 。 混凝土浇筑施工不得 中断 ，待排气孔全 部泛浆 ， 方可 结束混凝 土 的浇筑作业 。由于环境 温度 较 低 、厚度较薄 ，浇筑完成后混凝土 ，不作专 门养 护。浇筑孔 、排气孔等用原材焊接封孔 。 2 3灌浆 施 工 混凝土浇筑完成后采用锤 击法检测混凝土的 密实性 ，对脱空未浇实部分 。在钢衬上随机开孔 进行灌浆处理 ，混凝 土灌浆孔直径均 为 4 0 m m。 对 每 一 个 独立 的脱 空 区布 孔 不 应少 于 2个 。最 低 处和最高处都应布孔 。灌浆压力 0 2 0 3 MP a ，压 力可根据钢衬的壁厚、脱空面积的大小 以及脱 空 的程 度 等适 当调 整 。浆 液水 灰 比采 用 0 8 、0 6 ( 或 0 5 )两个 比级 ，灌浆 自低 处孔开始 ，灌浆过 程 中敲击钢衬脱空区 ，待各高处孔分别排除浓浆 后 封堵高位孔。在规定压力 下灌浆孔停止吸浆 并延续灌注 5 mi n 方可结束并封堵低位孔 。 3 结语 自流平豆石混凝土通过在 7号机尾水管改造 工程 的应用和完善 ，其流淌性、早高强 、免振捣 等特性 ，较好地解决了尾水 管大变径薄壁长环腔 封 闭结构 混凝 土的浇筑难题 ，混凝土填灌密实 ， 几乎没有脱空 ，施工质量较好。口