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桓仁大坝导流底孔改建工程压浆混凝土衬砌设计及施工

时间:2017-6-15 10:20:00 来源:本网

  桓仁大坝导流底孔改建混凝土衬砌,选用了压浆混凝土衬砌方法。压浆混凝土具有抗压强度高、收缩性小、抗冻、抗渗性强,不受气温变化的影响、可连续施工等优点。施工实践证明,底孔压浆混凝土强度高于普通混凝土强度。

  导流孔;压浆混凝土;施工;桓仁大坝桓仁大坝导流底孔混凝土衬砌,由于结构、工期原因,混凝土衬砌采用人工或其它方法,都很难保证混凝土衬砌质量,因而选用了压浆混凝土衬砌方法。压浆混凝土(也叫预压骨料混凝土),具有抗压强度高、收缩性小,抗冻、抗渗性强,施工工艺、设备简单,不受气温变化影响,可连续施工等优点。

  1工程概况本工程大坝施工导流共设有8个4.0mx3.5m(宽x高)导流底孔,其中有2个导流底孔需改建成2.5mX2.1m永久底孔(降低库水位用)。底孔长12.2m,进水口为曲线型。底孔改建工程多为钢管、钢筋混凝土结构,混凝土衬砌厚度0.7m左右。

  2底孔压浆混凝土衬砌设计底孔混凝土衬砌设计断面尺寸较小,钢筋稠密。由于结构、工期(春汛前必须完工)原因,混凝土衬砌采用全断面一次完成。

  底孔压浆混凝土主要施工程序:钢管安装)钢筋安装)压浆、排气管路安装)回填骨料)浇筑底孔两端(进出口)堵头混凝土)底孔中部混凝土(长10.24m)压浆)检查压浆混凝土质量。

  为确保底孔改建工程质量,结合工程施工条件,对底孔压浆混凝土提出主要技术要求如下:2.1压浆混凝土材料选择粗骨料:粗骨料选择在保证砂浆灌注时畅通无阻原则下,求得最小孔隙率;在保证压浆混凝土有较好的均匀性原则下,求得较高强度的混凝土;根据规范规定,最大粗骨料粒径应为建筑物最小尺寸的1/4,钢筋最小间距的2/3.根据上述原则,规定,底孔压浆混凝土粗骨料粒径选用4.0~8.0cm(实际施工粗骨料粒径为砂子:砂子选用表面光滑园粒细砂,根据规范规定,最大砂子粒径应不大于小骨料粒径的1/20,底孔压浆混凝土用砂最大粒径应不大于2.度模数为1.742.0.水泥:水泥应选用泌水性小、收缩性小、和易性好普通水泥,水泥标号为混凝土标号的2.042.5倍,本工程选用松江500号普通水泥。

  2.2砂浆砂浆配比选择原则:应使砂浆有良好的和易性,不产生分离,满足施工中可灌性;底孔衬砌混凝土设计标号:R28=200.0kg/cm2,B/,M50的要求,砂浆流动度控制在17.0 ~20.0<,试验提供水灰比0.5(施工用0.47),灰砂比1:(施工用1:0.97)。

  为增加砂浆的和易性,减少用水量,可掺入0.2=塑化剂。

  2.3压浆、排气(检查)管路布置根据底孔结构特点,其它工程施工经验,压浆管水平设置间距为2.16m,端部为1.0~0.6m,压浆管垂直设置间距为1.5m,压浆管埋入仓内长度,底板距老混凝土面0.20m,顶板、边墙为混凝土衬砌厚度的1/2.留在仓外长度为0.25 ~0.30m,并有螺丝扣(安装压力表、开关用),排气(检查)管布置在底孔顶板上,间距为2.16m,一端插入导程燕(1959-),女,吉林德惠人,高级工程师,从事施工设计工作。

  东北水利水电17流底孔顶板混凝土孔内,深度为0. 15左右,仓外长度为0.25+0.30m,并安有开关。

  压浆管用!1-黑铁管,埋在仓内部分钻有2.0cm孔眼,间距为5. 0cm,孔眼呈梅花形布置,并用铁丝网将孔眼及端部围包起来,以防骨料堵死孔眼。排气(检查)管用直径小于风钻钻孔直径的黑铁管。

  2.4骨料回填骨料回填质量好坏,直接影响压浆混凝土质量,也是压浆灌注能否顺利的关键,因此骨料回填应做到:仓面要清理、冲洗干净,并做好排水设施;不符合设计要求的骨料不入仓;骨料回填过程中,骨料级配均匀密实,仓面均匀平起,避免大小骨料集中堆积,骨料回填最小空隙率控制在400. 2.5压浆方法、顺序:方法用孔外管路循环;顺序是由一端向另一端,不同高程的孔由低到高,拐角、两边对称也必须同时灌注,压灌顺序应按设计图中孔的编号(由小到大)进行。

  压灌过程中,凡是未灌注孔的孔口开关应全部打开,以便排气、排水、观查浆液流动情况,发现孔口出浆立即关闭开关。

  灌浆压力:压力控制是以灌浆泵达到正常运转后以灌浆孔口压力表上的读数为准,其压力控制在不大于0. 2MPa(由低到高)。

  压浆速度:为获得优质压浆混凝土,压浆速度不宜太快,目的是能使砂浆浸透骨料空隙,排除骨料中的空气及砂浆中多余的水,这样就必须保持砂浆从下到上缓慢上升,其速度应控制在0.5+1.0m/h左右,但最慢速度应不使已灌砂浆凝固。

  为使压浆混凝土与底孔顶板老混凝土有良好的结合,顶板压浆采用间断方法,具体方法是:当压灌砂浆到达老混凝土面时,中断适当时间(约40+50min)。在第二次慢速压浆中,当最高处排气(检查)孔管出现漏浆,说明仓内已灌满砂浆,这时关闭排气检查孔管开关,装上压力表,再将开关打开,使灌浆压力保持在0.1MPa以上,持续时间约30min.拼浆:是利用排气检查孔管向仓内压浆过程,是在压浆泵正常运转情况下,进浆量小于10.0L/min,开始拼浆30min,进浆量也不再增加,孔口压力保持在0.2MPa,即可结束压浆。

  3底孔压浆混凝土施工底孔压浆混凝土施工是在本工程左岸坝头防渗洞进行两次压浆混凝土施工试验后,于1966年2月中旬才施工的。但由于当时气温在-10;以下,生怕灌浆管路堵塞,没有进行间断灌浆。

  桓仁大坝22号底孔压浆混凝土,压浆施工是从2月18日9点30分开始,到21点53分结束,历时12小时23分钟,共压灌砂浆45.压浆施工进展顺利,没有发生压浆管路堵塞及其它事故。

  22号底孔压浆混凝土养生一段时间后,对底孔衬砌质量(混凝土与钢管结合、压浆混凝土密实)进行了一次详细检查,检查中发现衬砌钢管有较大面积的空哑声。为此,2月16日设计院、工程局有关人员开会讨论、分析其原因,大家认为主要原因是:水、气未能全部排出;砂浆降沉、收缩;处理意见:钻孔检查;压灌水泥浆。在钻孔检查中,未发现压浆混凝土有蜂窝狗洞。在压灌水泥浆时,也未灌进水泥浆,因此,衬砌钢管有空哑声,不会影响底孔运行安全,也不是压浆混凝土质量问题。因为底孔衬砌不是压浆混凝土段钢管也有空哑声。还有在左岸防渗洞两次压浆混凝土施工试验,拆模(用木模板)后对混凝土检查,都没有发现有空哑声。底孔衬砌钢管空哑声,是衬砌钢管不吸收水分,使钢管与衬砌混凝土间产生极微小的空隙所致。

  4结语底孔压浆混凝土强度,符合同普通混凝土强度的比率(高于普通混凝土强度)。底孔压浆混凝土强度试验试件,是采用结构物外侧安装试模(尺寸为2.0+4.0cm骨料,同结构物一起压浆,在试件混凝土达到一定强度后取下养生。试件7d平均强度13.85MPa.28d(实为32d)平均强度为23.63MPa.压浆混凝土强度,初期强度增长率比普通混凝土强度增长低,但后期强度增长率比普通混凝土强度高,所以有的工程压浆混凝土强度不以28d强度为标准,而是以91d强度为控制标准。有试验资料表明,91d强度是28d强度的1.28 +1.34倍,一年强度是91d强度的1.12+1.21倍。

  底孔压浆管路布置,是根据压浆混凝土施工规范规定,两压浆管水平间距一般为3.0m(压浆浆液扩散半径1.5m计)左右,垂直间距1.5m左右。从本工程左岸坝头防渗洞两次压浆混凝土施工试验及底孔两次压浆混凝土施工观测情况来看,压浆浆液扩散半径:水平为5. 5m左右,浆液在仓内流动速度约4.5m/h,流动自然坡度约为1:5.所以底孔压浆管路布置,是可以保证底孔衬砌混凝土质量。

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