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船閘大體積混凝土施工中溫控監(jiān)理探究

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船閘大體積混凝土施工中溫控監(jiān)理探究

摘要:在船閘體積混凝土施工中,溫控措施成為影響混凝土整體結構穩(wěn)定性的關鍵,因此需要通過監(jiān)理尋找一種新的溫控手段。結合岷江犍為航電樞紐工程實踐,闡述船閘大體積混凝土施工中的溫控監(jiān)理措施,包括管理混凝土混合比、強化跟蹤觀察等,保證了大體積混凝土的施工質量。施工經(jīng)驗證實,監(jiān)理機構所采取的措施有效保證了大體積混凝土的施工質量,具有可行性。通過靈活的溫控手段,提高了船閘大體積混凝土的施工質量,值得其他項目借鑒。

關鍵詞:犍為船閘;大體積混凝土;溫控;監(jiān)理措施

1工程概況

岷江犍為航電樞紐工程位于岷江下游樂山市犍為縣境內,是規(guī)劃的岷江樂山—宜賓162km河段航電梯級開發(fā)的第3級。推薦壩址位于犍為大橋上游約1.45km處,距上游大渡河與岷江匯合河口約50km。其上、下游分別與東風巖梯級和龍溪口梯級銜接,距上游東風巖梯級約20.2km,距下游龍溪口梯級約31.1km。樞紐工程等級為二等,工程規(guī)模為大(2)型。閘室段凈長210m,寬34m,閘墻頂高程由上游最高通航水位335.0m加超高確定為337.60m,閘室底高程為310.50m。外閘墻頂寬4.0m,內閘墻頂寬7.5m,沿船閘軸線方向分成12段,各段之間和上下閘首連接處設結構縫,縫間設置止水。內、外閘墻頂布置有管線廊道,內閘墻頂布置有檢修閘門儲門槽,內、外閘墻均設有浮式系船柱槽,從墻頂?shù)介l室底的爬梯槽及鋼護木,在靠近下閘首段的閘室墻內設有檢修閥門槽。閘室內墻墻后回填至337.60m高程,墻后回填頂部布置一條檢修通道。

2監(jiān)理機構溫度控制的重點和難點

2.1混凝土原材料的抗裂性能先天不足

該項目使用的混凝土宜具有較高強度和盡可能低的收縮性,最好具有微膨脹性及高耐久性等,才能降低監(jiān)理機構溫控的難度[1]。而項目所選擇的細骨料與砂巖粗骨料具有粒型差的問題,影響了整體結構的抗裂效果。在水工建筑物的水閘施工中,要求混凝土本身具有較高的耐久性和強度。為達到該技術標準需要添加大量的水泥以及粉煤灰等,導致混凝土早期水化熱峰值過早,后期混凝土的發(fā)熱過程緩慢且持續(xù)時間長,造成二期冷卻降溫幅度增加,增加了監(jiān)理部門溫控防裂的難度。

2.2溫控技術要求高

在岷江犍為航電樞紐工程中,設計的閘墻頂高程由上游最高通航水位335.00m加超高確定為337.60m,對于水壩結構的完整性有較高要求。而結合溫控的技術過程看,溫控大體可分為3期共7個階段(圖1)。針對溫控過程不同階段的特征,監(jiān)理機構對混凝土齡期、降溫速率以及通水溫度等有十分嚴格的要求,加之該工程項目混凝土結構工程量較大,使溫控管理難度大幅增加。

2.3不利的氣候條件

岷江犍為航電樞紐工程所處自然氣候具有降雨豐富、日照時間短的特征,且晝夜溫差較大,對混凝土結構的保溫、保濕等提出更高要求。

3船閘大體積混凝土施工中的溫控方案

混凝土溫控的主要目的是控制船閘大體積混凝土內的溫度升高情況,確?;炷磷罡邷囟饶軌蚺c設定的溫度基本相同,避免大體積混凝土因為無法承受溫度梯度而出現(xiàn)結構破壞。監(jiān)理機構須對大體積混凝土施工的全過程進行管理,按照全壽命周期研究要求,探索溫度控制的新方向。

3.1強化準備階段的管理

在船閘大體積混凝土施工管理中,監(jiān)理機構應該先審查承包商提供的施工技術以及施工組織設計方案,在確定審核方案合理性的基礎上,監(jiān)督施工部門組建施工大體積混凝土施工管理體系,實現(xiàn)“質量三檢制”;監(jiān)督施工單位的大體積混凝土施工技術交底工作,督促相關人員深入學習有關混凝土溫控技術要求,確保各項準備工作順利完成[2]。同時,監(jiān)理部門須嚴格執(zhí)行《水運工程大體積混凝土溫度裂縫控制技術規(guī)程》[3]的相關內容,構建由結構工、試驗工、安全專工等構建的混凝土施工管理小組,并對其中的關鍵施工方案進行審核,包括:1)大體積混凝土施工方案是否科學可行;2)施工工藝是否與項目的施工現(xiàn)場相對應;3)施工計劃以及相關材料、人員、設備的準備是否匹配等。監(jiān)理人員在完成上述信息的考核后,即可根據(jù)調查結果形成報告書并將其返還給項目經(jīng)理,由項目經(jīng)理根據(jù)監(jiān)理機構提出的問題整理完善后上報,經(jīng)業(yè)主以及監(jiān)理機構批準后即可實施。

3.2做好大體積混凝土的配合比審批

大體積混凝土的配合比是影響溫控效果的重要因素,因此監(jiān)理機構須嚴格按照國家相關標準做好大體積混凝土的配合比審批工作。結合項目實際情況,需要重點關注以下問題:1)建議使用中低熱的硅酸鹽水泥,保持水泥的進場溫度!60℃,比表面積!400m2kg,混凝土28d收縮比!125%,須滿足《通用硅酸鹽水泥》[4]的要求。2)建議采用F類Ⅱ級粉煤灰,須滿足GBT1596(用于水泥和混凝土中的粉煤灰)的要求。3)選擇粗骨料時須充分考慮水工建筑物的性能要求,應針對粗骨料提出規(guī)范要求及建議,如粗骨料應結構堅固、表面清潔,且含泥量!1%;由于該工程項目的工程量較大,所以建議使用大粒徑的粗骨料,其計算方法為:構件截面最小尺寸的14要小于等于鋼筋最小間凈距的34等。當混凝土保護層的厚度不足50mm時,其粒徑應小于等于保護層厚度的45[5]。

3.3降低出機口溫度

在澆筑混凝土期間,出機口的溫度水平?jīng)Q定了施工效果,必須強化對出機口溫度的管理,保證施工順利完成。要求施工單位在骨料料堆上方增設遮陽棚或者選擇地籠取料;在條件允許的情況下在骨料料堆中增設冷卻水管以降低出機口溫度。施工單位采取相應的處理措施后,監(jiān)理部門須對其施工效果進行評價,如檢查遮陽棚是否達到預期的冷卻效果、有無安全隱患等,并指導施工過程。此外,還應根據(jù)骨料的含水量變化要求調整混凝土的加冰量、加水量等,直至混凝土結構的表面溫度符合技術標準。

3.4降低混凝土入倉溫度

在汽車自卸入倉時,可在拌合樓入口位置增設噴霧裝置以營造低溫環(huán)境?;炷恋豕薇仨氃O置防曬、防雨設備。合理安排澆筑倉面,根據(jù)施工強度合理安排運輸車輛,盡量減少轉運次數(shù),縮短運輸時間等。要求盡量控制混凝土在車輛上的滯留時間?;炷吝\輸應充分考慮環(huán)境要求,在氣溫下降時對運輸混凝土車輛采取升溫手段,確?;炷潦┕ろ樌瓿?。

3.5強化混凝土澆筑過程的溫度回升管理

在倉面的平倉振搗期間,施工管理不當可能會造成溫度回升現(xiàn)象,所以監(jiān)理人員須做好監(jiān)督管理,主要手段包括:1)根據(jù)設備運行狀態(tài)判斷混凝土入倉能力,一般需要結合倉面的大小,并嚴格按照早晚不同時間的溫度變化進行施工管理,并針對施工環(huán)境變化提出建議,例如出現(xiàn)降雨時要做好“搶陰雨時段”的施工管理,并在合理組織倉位澆筑施工的情況下,降低環(huán)境因素的影響[6]。2)在壩體澆筑倉外增設噴霧裝置,形成人工的小氣候環(huán)境。監(jiān)理機構可根據(jù)項目施工要求,對于噴霧機提出相關建議,在倉面選擇固定式遠程噴霧機,可以使倉面的濕度上升30%以上。3)要求施工單位在混凝土入倉后做平面振搗,以利于縮短施工時間。同時,在澆筑胚層振搗后對覆蓋保溫材料的性能以及覆蓋效果進行評價,覆蓋的保溫材料在下一層施工時才能揭開。4)嚴格控制澆筑層的厚度與間隔。船閘大體積混凝土在施工期間普遍采用了薄層間歇均勻上升的方法,為避免產(chǎn)生老混凝土,可以提出臺階式澆筑的建議,對施工單位連續(xù)作業(yè)以及循序漸進推進的施工過程進行管理;規(guī)范連續(xù)振搗的施工過程,一般振搗器插入下層的高度應"5cm,使上、下層較好地結合。

3.6通水冷卻控制

施工過程中船閘大體積混凝土內、外溫差大的問題已成為威脅混凝土結構性能的關鍵,埋設冷卻水的方法可以實現(xiàn)內、外部溫度的統(tǒng)一。監(jiān)理人員必須強化對冷卻水管材質、定位、管口的質量檢查,在確定各項指標滿足施工質量管理要求的基礎上才能允許施工。在混凝土開倉澆筑前,監(jiān)理人員須對鋪筑好的冷卻水管進行質量檢查,先做通水檢查,確保第一時間發(fā)現(xiàn)堵塞或者滲漏的問題,不處理則嚴禁澆筑。監(jiān)督施工單位在進行接觸灌漿或固結灌漿時須在已澆筑倉面打孔,應在水管埋設前提出水管定位或其他防止冷卻水管被鉆孔打斷的有效措施,保證冷卻水管在鉆孔時不破損。嚴格按照施工質量管理要求做好一期冷卻通水、中期通水冷卻、二期通水冷卻的質量管理,每次通水前監(jiān)理人員須指派施工人員對蛇形管的回路進行通水檢查,判斷管道的通暢情況。每隔12h要求施工單位更改水流方向,確保壩體能夠均勻冷卻;在接縫結束后,監(jiān)督回填冷卻蛇形管的施工情況,在回填灌漿滿意后,才可進行蛇形管外露部位處理,直至滿足壩體的美觀要求。監(jiān)理人員在施工環(huán)節(jié)要對壩體的美觀性進行檢測,并作為評估項目施工效果的重要部分。

4結語

1)為達到混凝土耐久性和強度較高的技術標準,需要添加大量的水泥和粉煤灰等,這種做法會造成混凝土早期水化熱峰值過早,后期混凝土的發(fā)熱過程緩慢且持續(xù)時間長,造成二期冷卻降溫幅度增加,加大了監(jiān)理部門溫控防裂的難度。2)溫控過程對混凝土齡期、降溫速率以及通水溫度等有十分嚴格的要求,加之該工程項目的混凝土結構工程量較大,會增加溫控的管理難度。3)控制船閘大體積混凝土內的溫度升高情況,確保混凝土最高溫度能夠與設定的溫度基本相同,避免大體積混凝土因為無法承受溫度梯度而出現(xiàn)結構破壞。

參考文獻:

[1]楊振柱.渡槽工程混凝土裂縫成因分析及質量控制探討[J].建材與裝飾,2019(35):295-296.

[2]賀新忠.水利水電工程建設施工監(jiān)理控制分析[J].價值工程,2019,38(33):26-27.

[3]中交武漢港灣工程設計研究院有限公司.水運工程大體積混凝土溫度裂縫控制技術規(guī)程:JTS202-1—2010[S].北京:人民交通出版社,2010.

[4]中國建筑材料科學研究總院.通用硅酸鹽水泥:GB175—2007[S].北京:中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局,2007.

[5]涂明,戴國強.水利工程監(jiān)理平行檢測探討[J].水利技術監(jiān)督,2019(6):29-30,48.

[6]徐娟.水庫大壩施工監(jiān)理質量控制研究[J].價值工程,2019,38(23):106-107.

作者:包俊 陳浩 單位:四川省交通勘察設計研究院有限公司 中交四航局第四工程有限公司

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