试述堆石混凝土施工技术在水库除险加固中应用 11页

试述堆石混凝土施工技术在水库除险加固中应用　　摘要：堆石混凝土是国内近年来逐渐被广泛采用的一种新混凝土施工技术，具有施工速度快、质量高、成本低等多方面优点。文中介绍了堆石混凝土的施工流程、注意事项及优势，经过运行试验，该技术不仅可以提高混凝土的浇筑速度，降低混凝土的质量控制难度，减少工人技术水平对混凝土浇筑质量的影响，而且可以省去大体积混凝土施工的温控设备，节约施工成本。关键词：堆石混凝土；水库；除险加固中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：近几年来，混凝土随着使用年限的增长，逐渐老化导致裂缝增多，表层剥蚀严重，抗疲劳破坏能力减弱，安全性能越来越差。如何快速、优质地修复这些水利工程，保证现有工程的完好率，尽量减少坝体旧材料对环境的污染，是当前及今后水利水电工程建设所面临的问题。下面介绍的某水库施工工程采用了堆石混凝土技术，该技术节约资源、保护生态环境，符合可持续发展的要求，本文对这项新技术所产生的效益进行了分析。一、某水库现状11n水库位于某河流上游，库容量1158万m³。由于运行多年，水库出现不同程度的问题——水库防洪不达标，左坝肩抗滑稳定不满足规范要求;坝体裂缝多，混凝土表层剥蚀严重;大坝观测设备陈旧、老化等，需要进行除险加固。二、堆石混凝土原材料选用及质量要求堆石混凝土的原材料主要包括:堆石、水泥、粗集料、细集料、掺合料等。各种原材料的质量要求具体如下:1、堆石的质量要求:(1)的堆石料应新鲜,完整,坚硬,不得有剥落层和裂缝;(2)那堆石头你可以使用粗瓦砾,石头,石头和卵石,哪个部门或局部厚度不应小于30厘米,最大粒径是局限于运输、运输方便,不应超过1.0米;(3)允许您使用少量的片状但其重量不得超过总重量的10%的堆石料;(4)的饱和(Rs)不应小于50mpa抗压强度。2、水泥质量要求,宜选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥,其质量指标应符合国家有关标准的要求,标签不低于42.5。3、粗骨料质量要求:应选择5~20毫米大小的石头作为粗骨料,直径比不得超过5%,其余性能指标应符合液压混凝土施工的代码(DL/t5144-2001)的有关规定。4、细骨料的质量要求:合适的选择良好的分级粗河沙,在没有的情况下应按照河沙、人工砂、细砂、粗砂优先选择,其余的性能指标应符合液压混凝土施工的代码(DL/t5144-2001)的有关规定。11n5、掺合料质量要求:要由符合规定的供应商提供特殊的混凝土外加剂,性能指标应满足混凝土外加剂(GB/t8076-2008)和《技术的液压混凝土掺合料”(DL/t5100-1999)的规则要求。三、堆石混凝土施工工艺流程结合本项目具体情况,建设内容和技术的堆石混凝土施工过程是:原大坝表面理发和原坝结合锚杆和钢网安装→表面处理→测量放线→模板安装→沉降充填与堆石→平仓仓库整洁→堆石混凝土浇筑→混凝土筒仓、维护。在表面处理和堆石平仓仓库属于监理工程师验收完成后,合格后方可进行下道工序施工。如为新水坝,没有原大坝表面凿毛Hemao钢筋,钢丝网的安装这两个程序。四、施工技术1、表面处理表面处理包括基于处理和开始施工的开挖面处理,降低混凝土表面处理之间的粘合。要求:(1)开挖基础表面,开挖表面新鲜基岩,撬开在地面的基岩松岩,将浮石渣干净,最后用高压风将吹干净的表面。(2)将混凝土表面去除水、使表面平滑,表面面积大于0.5平方米平面的要修理一下。2、测量放线基础表面处理完成合格的和有经验的,用全站仪测量结构的位置以及等高线和高程,确定安装位置的模板。11n3、模板安装依法进行测量放线、模板所提供的安装。模板主要采用钢模板、单片,标准尺寸是0.6米*1.2米,部分大坝和两侧的连接部分,用自制的木模板和普通小钢模板进行补充，模板钢筋用于屋顶结构。因为高流动性的自密实混凝土,模板的密封更好,因此,应该在模板接缝粘贴密封条,如加2厘米宽的双面胶带等等。4、填石(1)在石头前,首先,仓储进行全面检验质量的这批石头,石头的粒径小于30厘米的要清除掉,因为石头领域中的个人粒度太大不符合规格。(2)检验合格后的石头,坝底或3.0立方米以上10t自动倾卸卡车装载机直接运输;大坝上游的块石采用自制的篮子装载机承载,再由现场在30t龙门起重机起重机到仓库卸货,石头随机堆积。在模板当堆石头,尽量选择尺寸小石头,但是需要离开模板30~50厘米。(3)采用人工平仓至仓表面精加工,如果条件允许可以放松心情,挖掘机在仓库,仓库在不合格材料清理,在监理工程师的验收,应当对堆石混凝土浇注。(4)根据浇注的混凝土厚度每层厚堆石,一般为1.0~1.5米。5、堆石混凝土搅拌11n堆石混凝土搅拌装置的关键是施工的混凝土,搅拌质量的好坏,直接影响到混凝土的施工质量,因此,必须抓住堆石混凝土搅拌这个标志。(1)堆石混凝土混合之前,首先全面检查原材料,包括聚合度的测定含水量和淤泥的内容,还需要检查质量的水泥、掺合料和外加剂。(2)原材料检验完成后,根据配合比混合比例设计报告建议和问题的成分列表,根据成分列表为混凝土搅拌。(3)采用强迫混凝土搅拌混合,搅拌强度高,质量保证。混凝土搅拌、混合机在出口自密实混凝土流动性和扩散度测试,符合要求出院。6、交通的堆石混凝土堆石混凝土与4~6立方米混凝土的运输,由于自密实混凝土的流动性有很大影响的效果,所以混凝土铸造的机器必须在30分钟后铸件。特定要求的混凝土运输如下:(1)运输清洗混凝土内部油槽车在前面的其他类型的混凝土。(2)严禁向混凝土内部的水运输过程。(3)根据运输距离足够的运输设备,以确保连续的自密实混凝土运输。7、堆石混凝土浇注11n堆石混凝土浇注是最后一个在整个施工过程中的混凝土段,在其他流程来完成,通过验收后方可进行。根据设计图纸,新建造大坝的增厚将被分为八个大坝部分,随着铸层的高度,可以分为153铸造件,采用铸造的方法阻止跳仓。(1)根据施工现场的实际条件,堆石混凝土主要采用混凝土泵壳体,部分可以协助龙门起重机起重桶混凝土仓储。使用泵铸件,应倒1~5立方米的自密实砂浆后,由输送机润滑泵管通畅,再注入自密实混凝土运输。(2)不合格的堆石混凝土禁止运输,有一个不合格的自密实混凝土浇注仓库必须清理干净,并根据监理工程师指定地点处理。(3)浇注堆石混凝土,严禁在仓库添加水。如发现塌落度较低难于浇筑的情况，应采取加强措施(如添加外加剂,再搅拌,等),以确保质量。(4)在铸件表面较大,应采取更多的浇注方法,通常需要大约9平方米装修铸造,铸造距离不大于3米,浇点应该连续布置,确保堆石头在压实混凝土。(5)在堆的底部的石头的混凝土浇注到仓库后,应该控制端面的高度,通常是混凝土表面倒桩端以下10~20厘米,上部和下部之间的结合两层混凝土。后面可以使用较低的混凝土强度达到一定上层混凝土浇注。8、混凝土桩的养护在每一桩混凝土浇注是6~1811nh，水会固化,固化前应继续保持避免阳光照射，并且应该始终保持混凝土表面湿润养护期。混凝土养护时间不应少于28d,有特殊要求的零件应适当延长维修时间。　　五、施工注意事项及处理措施1、模板由于自密实混凝土具有超强的流动性，会对模板产生较大的侧压力，与普通混凝土相比，自密实混凝土对模板的要求较高，必须要有很好的稳定性、刚性及密闭性。在模板与基础仓面交界处须用砂浆进行密封，否则将会出现跑模、胀模、漏浆，造成模板位移，从而导致堆石混凝土表面出现麻面等现象。采用砌石墙可较好地解决这些问题。2、堆石及基础仓面堆石入仓是堆石混凝土施工过程的首要环节，堆石料的质量直接影响堆石混凝土的浇筑效果，对入仓的堆石粒径必须严格控制，风化严重的堆石禁止入仓，含泥量过高的堆石入仓前必须清洗，否则会影响自密实混凝土与堆石的粘结效果。在进行堆石时，对碎石过多的石料最好用挖机翻倒再入仓，这样可减少大量摔碎的石渣入仓，避免过多的碎石渣堵塞堆石孔隙，从而影响浇筑效果。3、专用自密实混凝土的生产及运输11n进行堆石混凝土浇筑的自密实混凝土受气温、砂石料含水率、级配、搅拌时间等因素影响较大，具有很强的敏感性，混凝土自密实性能较难控制，所以必须要由有经验的技术人员进行指导操作才能保证质量。自密实混凝土具有很强的黏性，对搅拌机的要求较高，在进行搅拌时尽量采用双卧轴强制式搅拌机，并确保足够的搅拌时间。在采用混凝土泵进行输送自密实混凝土时，由于高压会造成流动性增加或降低，所以必须对入仓时的自密实混凝土性能按堆石混凝土要求的技术指标进行严格控制，不符合者严禁入仓，以保证入仓时自密实混凝土的质量。4、堆石仓现场浇筑方式自密实混凝土现场浇筑是整个施工的重要环节之一，采用“Z”型或“N”型浇筑方式，各个浇筑点不宜超过2m，在有外观要求的模板处，可放慢浇筑速度、加长浇筑距离、减小混凝土入仓落差，并轻微敲打模板，这样拆模后的混凝土会有较光滑美观的表面。六、工程效益分析1、经济效益(1)材料单价效益分析。按照2010年价格指数，C20常态混凝土(二级配)材料费为204.76元/m3，专用自密实混凝土材料费为329.98元/m3。由于堆石混凝土是由廉价的块石和专用自密实混凝土组成的，块石的大量使用降低了工程造价，产生巨大的经济效益。堆石混凝土材料费估算公式如下:堆石混凝土材料费=专用自密实混凝土材料费11n×堆石孔隙率+石块材料费×堆石堆积率。根据堆石混凝土设计方案，堆石堆积率为60%，堆石孔隙率为40%，石块材料费为54.35元/m3，计算得到的堆石混凝土材料费为164.60元/m3。在计取专利费用后，堆石混凝土材料费可视为174.60元/m3。本工程混凝土总量为40698.8m3，常态混凝土材料总费用为833.35万元，堆石混凝土材料总费用为710.60万元，总计节约材料费用122.75万元。(2)材料社会效益分析。常态C20混凝土二级配水泥用量为340kg/m3，三级配每立方水泥用量为280kg/m3;专用自密实混凝土水泥用量为217kg/m3，粉煤灰用量为308kg/m3，总胶凝材料用量为525kg/m3，折算到堆石混凝土中，每方胶凝材料用量计算公式为:堆石混凝土胶凝材料用量=专用自密实混凝土胶凝材料用量×堆石孔隙率。计算得到堆石混凝土胶凝材料用量仅为210kg/m3。水泥及胶凝材料用量的减少降低了社会高能耗基础建筑材料的使用，降低了社会生产建设过程中的能耗总量。2、温控节能11n由于堆石混凝土单位体积的水泥含量少，且采用大量的块石作为原材料，因此其水化温升较常态混凝土小，施工所需浇筑温度可相应提高，因而骨料预冷要求降低，混凝土制备所需能耗也相应大幅减少。由于堆石混凝土绝热温升低，与常态混凝土相比，可降低10℃左右，在不采取任何温控措施情况下，拱向、竖向拉应力小于2.00MPa，满足温控标准。常态混凝土即使进行一期水冷，也只能降低4～5℃，分别降低夏季浇筑区拱向和竖向拉应力0.40MPa和0.90MPa，但夏季浇筑的混凝土拉应力仍较大，局部区域拉应力超过2.5MPa。因此，较常态混凝土，坝体后期温度控制所需冷却部位与冷却时段大为减少，冷却用水总量大幅减少，其制备所需能源消耗得到有效降低。综上所述，采用堆石混凝土可降低温控标准，减少坝体冷却部位与冷却时段，进而大幅减少由骨料预冷、坝体混凝土通水冷却等温控措施产生的能源消耗。3、技术优势堆石混凝土施工过程简单，最大限度地降低了混凝土仓面施工人员和机械的工作量，现场控制管理更加简便易行，专用自密实混凝土生产工艺简单，使用当地原料易得，其主要特性为流动性强，不离析。主要优势表现在以下几方面:(1)堆石混凝土避免了混凝土振捣密实的过程，消除了人为的不利干扰，施工质量和稳定性更容易保证;(2)堆石混凝土施工工艺简单，能大幅地提高大仓面素混凝土的施工效率，有效缩短工期;(3)堆石混凝土使用了大量的块石作为原材料，大大降低了综合成本;(4)堆石混凝土由大块岩石稳定堆积构成骨架，具有优良的稳定性，体积收缩小;11n(5)堆石混凝土可减少或免除凿毛工序，提高施工速度。结语堆石混凝土技术在水库施工工程应用后，会明显提高混凝土的浇筑速度，降低混凝土的质量控制难度，减少工人技术水平对混凝土浇筑质量的影响，节省大体积混凝土施工的温控设备，真正实现缩短工期，节约成本，需要多加应用。【参考文献】[1]乡宁县水利局.堆石混凝土施工技术在清峪水库中的应用[M].山西出版社,2003.11