氧化镁混凝土拱坝筑坝关键技术研究及工程实践
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5.5 氧化镁混凝土的浇筑

氧化镁混凝土为低坍落度(一般控制在2~5cm)三级配或四级配混凝土,浇筑层厚一般控制在2.0~3.0m,不同工程浇筑层厚宜在分析施工设备能力和工期要求等因素后确定。常态氧化镁混凝土拱坝浇筑与传统的坝体混凝土柱块状浇筑法不同,宜采用台阶法施工,氧化镁混凝土典型浇筑柱状图见图5.5-1。

当拱坝为碾压氧化镁混凝土坝时,氧化镁混凝土为干硬性混凝土(出机口VC值宜控制在6s±2s),采用碾压混凝土的浇筑方法。

图5.5-1 典型氧化镁混凝土台阶法浇筑柱状图(单位:m)

5.5.1 模板选择

氧化镁混凝土在浇筑过程中,应力求高效、快速才能发挥外掺氧化镁混凝土的施工特性。模板类型的选择应适合拱坝外形轮廓,并有利于机械化作业。同时,为保证氧化镁混凝土拱坝外观质量,模板应尽量选用全悬臂式大模板(尺寸为3m×3m)。当模板安装条件受限时,也可采用标准钢模板(0.5m×1.5m)通过围囹现场拼装成3m×3m进行安装。

大型悬臂模板需要使用仓面汽车吊或其他吊装设备辅助安装,致坝面设备增多,影响施工。小型钢模板拼装由人工完成,安拆方便灵活,校检方便,坝体外观质量容易保证。小型钢模板拼装及拆除见图5.5-2,大型悬臂模板安装及拆除见图5.5-3。

图5.5-2 小型钢模板拼装及拆除

图5.5-3 大型悬臂模板安装及拆除

不同工程模板工艺宜通过比较选择,并结合坝上施工条件而定。

5.5.2 模板的安装与拆除要求

模板安装程序为测量放线、立模、支撑、校检、调正加固、仓内清理、检查、涂刷脱模剂或机油等。

模板安装前先由测量技术人员按设计图纸要求进行测量放样,对于双曲拱坝,应多设控制点,以利于检查校正。已建工程经验表明,沿拱坝上下游边线每3m弦长放一个点,装模时以3m弦长代替弧长,不影响拱坝结构和外观质量。因此,氧化镁拱坝混凝土施工放样3m范围以直代曲,模板宜选择3m×3m悬臂大模板或者定型钢模板拼装成3m×3m组合模板。

模板安装必须符合设计图纸结构物边线的要求,模板及支撑结构必须有足够的强度、刚度和稳定性,保证施工中不移位、不变形,并且模板表面光洁、干净及接缝严密,若有缝隙必须用黄油勾缝。浇筑前模板表面涂刷机油或脱模剂,确保脱模效果。模板安装应执行三检制,模板安装合格后方能进行浇筑工序。

模板拆除工作是氧化镁混凝土拱坝模板工程中的一个重要环节。拆除工作对混凝土质量和模板周转有直接影响,对于上下游面直立模板,模板拆除应在混凝土强度已能保证其表面不致因拆模而损坏时,或者混凝土已达到250kN/m2以上的强度时方可进行。模板拆除应尽量减少对混凝土表面及边角的损坏,以保证拆模后混凝土外观质量。

对于氧化镁混凝土拱坝大体积混凝土工程,为防止拆模后混凝土表面温度骤降而产生表面裂缝,应考虑气温变化再确定拆模时间,宜在10~16h之间进行拆模。冬季施工,应适当推迟脱模时间,因为模板对混凝土表面保温保湿效果更好。

5.5.3 氧化镁混凝土入仓浇筑

混凝土运输入仓后,其平仓方式因入仓方式不同而异。氧化镁混凝土拱坝浇筑宜采用由坝的一端到另一端的台阶法通仓浇筑施工,为加快施工总体进度,施工中仓面验收宜采用分段验收方式,即做好一段仓面的开仓前的准备工作,经验收合格后混凝土先开仓,后续段的准备工作在前一段仓面浇筑完之前做好并通过验收,依次循环,保证整个仓面混凝土的连续滚动浇筑,实现氧化镁混凝土拱坝连续快速浇筑的目的。

采用自卸汽车直接水平运输入仓的,宜采用挖掘机平仓,高频振捣器振捣密实,见图5.5-4。

图5.5-4 混凝土水平入仓、挖掘机平仓图

采用门式起重机垂直吊运入仓的,卸料过程即完成混凝土平仓工作,然后由人工持高频振捣器振捣密实,见图5.5-5。

图5.5-5 混凝土垂直吊运入仓平仓图

碾压氧化镁混凝土拱坝浇筑按照碾压混凝土浇筑入仓碾压法进行施工。

5.5.4 混凝土层面处理技术

和常规混凝土层面处理一样,氧化镁混凝土浇筑施工缝及冷缝也必须进行层面处理。氧化镁混凝土层面处理宜采用冲毛方法清除混凝土表面的乳皮及松动骨料,这种方法在氧化镁混凝土拱坝施工中层面处理取得良好效果,而且工作效率较高。冲毛时间可根据施工季节、混凝土强度、冲毛设备性能等因素,经现场试验确定。工程经验表明,冲毛时间宜在混凝土初凝后终凝前掌握时机进行,过早冲毛会使浇筑好的表面混凝土受到破坏,太迟冲毛达不到毛面没效果。层面冲毛完成后,应清除积水积渣,在进行上一层混凝土施工前,施工层面应达到整洁干净。

氧化镁混凝土拱坝施工过程中,升层混凝土表面在继续进行上层混凝土浇筑时,除表面清理冲洗干净外,层面亦需摊铺一层2~3cm厚同强度等级的水泥砂浆,采取随浇随摊的前进式处理施工。

混凝土浇筑层厚应根据混凝土的入仓能力及仓面面积而定,氧化镁混凝土浇筑台阶高度宜控制在50cm以内,台阶的宽度宜大于2m,台阶坡度不大于1∶2。

当因停电或设备故障造成混凝土浇筑停放时间过长,但已浇筑混凝土未超过初凝时间时,为了保证混凝土可塑性,可适当在其表面喷水,以保证复浇时的结合质量。当混凝土已接近终凝时,须在层面铺同强度等级的水泥浆或砂浆,然后再在其中摊铺新混凝土。

当混凝土浇筑因停电、降雨或其他原因造成施工中断而形成冷缝时,浇筑台阶面应及时进行处理,并在后续混凝土浇筑前铺筑一层砂浆,以确保冷缝新老混凝土良好结合。

缝面处理对拱坝整体性、层面防渗十分关键,须确保处理质量。

5.5.5 冬、雨季及高温季节施工

5.5.5.1 冬季施工措施

当室外日平均气温连续5d温度低于5℃时,即进入冬季施工。氧化镁混凝土拱坝冬季施工宜采取以下措施:

(1)混凝土生产时宜掺入适量早强减水剂、引气剂与抗冻剂,以提高混凝土的抗冻性能。

(2)当气温低于-3℃时应暂停施工,并对仓面已浇筑好的混凝土采取保温措施。

(3)当气温为0~4℃时施工,浇筑完混凝土后应及时保温,防止大坝混凝土受冻,在寒潮到来前宜推迟拆模时间,混凝土浇筑后气温低于5℃时,宜采用土工布表面再加盖彩条布(保温被)保温防冻。

(4)应尽量缩短混凝土运输时间,确保混凝土入仓温度在15℃以上,浇筑完毕后立即覆盖保温材料。

5.5.5.2 雨季施工措施

雨季施工应采取以下措施:

(1)加强砂、石料含水量的测定,及时调整混凝土用水量,保持混凝土坍落度的稳定。

(2)混凝土浇筑时仓面随时准备防雨布,遇中雨以上降雨暂停施工,仓面未平仓的混凝土加盖防雨布,已平仓的混凝土边缘要在1∶4斜坡振实,表面加盖防雨布。

(3)当雨量小于3mm/h,混凝土继续施工,但应采取如下措施:拌和楼对混凝土拌和物的坍落度实行动态控制,根据雨量及现场情况进行调整;混凝土入仓后,立即平仓、振捣,并加覆盖防雨布;仓面积水应及时清除。

(4)当雨量达到4~6mm/h时,应边卸料边用彩条布覆盖混凝土表面,防止混凝土胶浆被雨水冲走。

(5)雨量大于6mm/h时,混凝土浇筑应停止施工。仓面迅速平仓并振捣密密,用防雨布覆盖整个仓面防雨。雨停后做如下处理:排除仓内积水,界定混凝土层面是否初凝,如未初凝且表面砂浆损失轻微,可直接覆盖新混凝土;如表面砂浆损失严重,应先铺砂浆后覆盖新混凝土;如已初凝,初凝部位铺设砂浆继续浇筑或停仓处理。

5.5.5.3 高温季节施工措施

(1)降低混凝土水化热温升:宜采用中、低水化热水泥,通过掺入高效缓凝减水剂与掺合料等措施优化混凝土配合比,减少水泥用量,降低水泥水化热温升。

(2)降低混凝土入仓温度:采用冷水拌和或在拌和水中加入碎冰进行拌和。砂、石料保持一定的堆料高度,并在取料时尽量取深层低温料。

(3)合理分层分块:在浇筑面积较大的仓面,宜采用薄层浇注,基础块浇注层厚度控制在1.0~1.5m,降低混凝土内部温升。

(4)合理组织施工:高温季节尽量安排在晚上浇筑混凝土,白天浇筑混凝土,仓面采取喷雾措施改善仓面小环境温度,减少仓面混凝土温升。

(5) 混凝土拌和设备与运输设置采取遮阳防晒措施。

(6) 混凝土施工准备充分,保证连续施工;尽量缩短混凝土运输与浇筑时间。