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【摘要】加强水利工程项目建设是人类实现对水资源利用的重要途径, 其建设质量直接关系着社会经济的健康发展和人民生命财产的安全。水泥混凝土是水利工程建设的最重要材料之一,如地基、大坝、水闸、渡槽、防渗墙等都无法离开混凝土材料,其施工技术的优劣也必然对整个工程质量起着关键作用。因此,在混凝土施工中,采用科学合理的施工技术是确保工程质量达到设计标准和规范要求的重要途径。
【关键词】混凝土；水闸施工；土坝
一、水工程建设中的混凝土浇筑原则
(1)先浇筑深的基础,既减少了排水工程量,又可避免深基础施工对相邻已经完工的浅基础的扰动破坏。
(2)先浇筑自重大的部分,再浇筑自重小的,一方面可以使基础及早沉实,另一方面可以减少自重大的部分对相邻较轻建筑物基础的牵动。
(3)对于有上层建筑物的部位或是需要几次浇筑高度较大的部位应当先行浇筑,以防与较矮建筑的施工产生干扰。
(4)确定施工程序后,应当对主要部分进行浇筑,然后在浇筑次要的和零星的浇筑建筑,在保证重要部分的前提下,也可穿插进行浇筑。
二、混凝土水闸施工技术
水闸是水利工程建筑中的重要组成部分,一般分为涵洞式和开敞式两种。其施工场地开阔,便于控制,但地基处理复杂,排水困难,并且薄而小的混凝土结构较多,很容易产生施工干扰。因此,要合理设计混凝土施工工艺措施与施工程序。
2.1 水闸底板混凝土的施工
水闸底板的施工一般包括立模、绑扎钢筋、架立舱面脚手架、浇筑混凝土等环节。水闸板浇筑前,必须在软土地基上铺设一层8cm～10cm厚的素混凝土垫层,以保护地基和找平基面。底板立模只需要在其四周架立侧模板,再通过支撑和地龙木固定于木桩上。为避免在混凝土浇筑时底板层面钢筋出现沉降,钢筋应固定在预制的混凝土死冷态支柱上,且混凝土强度应与浇筑部位相同,表面要形成麻面, 并通过计算确定支柱的尺寸和间距、底板厚度、钢筋分布以及脚手架的布置。为防止混凝土减料口出的面层钢筋变形,可使用铅丝帮吊与舱面的脚手架上。一般底板面积较大, 混凝土供料强度要符合施工要求,以避免产生冷缝。
2.2 水闸闸墩的混凝土施工
水闸闸墩由于厚度薄而高度大,且工程面及其狭窄,施工非常不便。同时, 在门槽部位预埋件多且钢筋密集,在施工中将会有极大的干扰。在闸墩施工缝处理中,要根据缝面的倾向进行混泥土的浇筑, 当沉陷缝设置于中部,浇筑施工时要注意止水作业。当底板与闸墩连接为一体时,为防止同块底板的水闸闸墩出现不均匀沉陷,应采用对称的浇筑混凝土的施工工艺。闸槽混泥土浇筑是闸墩施工中的难点, 通常会采用预制门槽或预留二期混凝土一次浇筑的方式。
闸墩混凝土浇筑的固定模板施工是水利工程施工中常用的施工工艺。这种施工方法主要在立模,它是减小闸墩厚度和垂直度误差的关键。立模时,应先立闸墩两侧的平面模板,再立两端圆头模板。混凝土浇筑时,为保证闸墩的浇筑厚度,传统做法是对拉螺栓加套筒固定模式,但拉螺栓需要抽出,这样不易保证闸墩的平整度；因此,现在的普遍做法是将对拉螺栓买入预制四棱柱内,并定制一些硬质橡胶垫块,穿入对拉螺栓两端,使得两只橡胶垫块与四棱柱体厚度的总长恰好与闸墩厚度相等。
三、混凝土坝的施工技术
3.1 混凝土坝分缝分块技术
混凝土大坝不可能一次性连续不断的浇筑完成,需要将坝体分化成若干浇筑块进行混凝土的浇筑。一般分块形式有三种,即通仓浇筑、错缝分块和纵缝分块。具体如下。
(1)通仓浇筑,不设纵缝,按照整个坝段分层进行混凝土的浇筑, 一般不需要埋设冷却水管；这种浇筑技术浇筑仓面大,便于机械化施工,施工速度快,但由于浇筑长度大,而容易出现温度裂缝,所以对温度控制严格。
(2)错缝浇筑,是依据高度方向错开的竖缝进行分块浇筑；相对于通仓浇筑块较小,对温度的控制要求不高,并且在浇筑时不需要接缝灌浆,但浇筑块间相互约束容易产生温度裂缝,施工时彼此干扰也大。
(3)纵缝分块,温度易控,混凝土浇筑工艺简单,彼此干扰小,施工安排灵活,但必须进行接缝灌浆以保证坝体的完整性,且模板工作量大、施工復杂。
3.2 混凝土坝接缝灌浆技术
对混凝土拱坝、纵缝及其它有整体性要求的坝型,横缝都必须进行接缝灌浆处理以保证坝体的整体性。
3.2.1 接缝灌浆管路系统布置方式
接缝灌浆管路系统布置主要有盒式灌浆管路系统、重复式灌浆管路系统与骑缝式灌浆系统。其中盒式灌浆管路系统进、回浆管不易堵塞,灌浆质量有保证,但耗费管材较多,主要用于纵缝灌浆；重复式灌浆管路系统主要就是能够重复进行灌浆而不堵塞管路；骑缝式灌浆系统扩散灌浆更为流畅,且管路不易堵塞,升浆均匀。
3.2.2 接缝张开度与接缝灌浆压力的设计
接缝张开度是衡量接缝可灌性的重要指标,在水泥最大颗粒小于张开度的三倍时,才能顺利进行灌浆。一般张开度不应小于0.5mm,但也不易过大,否则会增加水泥的使用量,从而引起较大的干缩。因此, 张开度的理想值一般为1mm～3mm。但随着灌浆压力的增加,张开度将增大,可能会对坝块地层产生拉应力,所以要对张开度的增大量进行严格控制。接缝灌浆压力一般设计为0.2MPa,以控制灌区层顶的接缝灌浆压力为主,其次是控制递呈接缝灌浆的压力,不需要控制进浆管口的压力。灌浆前, 应计算灌浆时代表性坝块的应力。
3.2.3 接缝灌浆施工技术
接缝灌浆属于隐蔽工程,所以必须采用合理的施工工艺和工序,严格控制灌浆施工质量。在灌浆顺序的选择上,要防止坝体应力状态恶化而引起灌浆接缝剪切破坏或重新拉裂；防止因坝块变形而导致的相邻接缝张开度变小或闭合；要满足初期蓄水高程问题。横缝和纵缝的灌浆先后顺序应根据水泥结石与坝块的受力条件而定,一般是先横缝后纵缝,如果考虑坝块的侧向稳定, 也可以先纵缝后横缝,但是不管什么状况下横缝和纵缝都不能同时灌注。
参考文献
[1]刘树坤.大水利理论与科学发展观[J].水利水电技术,2009,40(8).
[2]曹润邦,徐宁,韩志华.浅述水利施工中砼产生裂缝的原因及其防治措施[J].农业科技与信息,2010(10).
[3]刘汉义,陈德先.水利施工中的混凝土裂缝的原因及防治措施[J].魅力中国,2010(22).
【关键词】混凝土；水闸施工；土坝
一、水工程建设中的混凝土浇筑原则
(1)先浇筑深的基础,既减少了排水工程量,又可避免深基础施工对相邻已经完工的浅基础的扰动破坏。
(2)先浇筑自重大的部分,再浇筑自重小的,一方面可以使基础及早沉实,另一方面可以减少自重大的部分对相邻较轻建筑物基础的牵动。
(3)对于有上层建筑物的部位或是需要几次浇筑高度较大的部位应当先行浇筑,以防与较矮建筑的施工产生干扰。
(4)确定施工程序后,应当对主要部分进行浇筑,然后在浇筑次要的和零星的浇筑建筑,在保证重要部分的前提下,也可穿插进行浇筑。
二、混凝土水闸施工技术
水闸是水利工程建筑中的重要组成部分,一般分为涵洞式和开敞式两种。其施工场地开阔,便于控制,但地基处理复杂,排水困难,并且薄而小的混凝土结构较多,很容易产生施工干扰。因此,要合理设计混凝土施工工艺措施与施工程序。
2.1 水闸底板混凝土的施工
水闸底板的施工一般包括立模、绑扎钢筋、架立舱面脚手架、浇筑混凝土等环节。水闸板浇筑前,必须在软土地基上铺设一层8cm～10cm厚的素混凝土垫层,以保护地基和找平基面。底板立模只需要在其四周架立侧模板,再通过支撑和地龙木固定于木桩上。为避免在混凝土浇筑时底板层面钢筋出现沉降,钢筋应固定在预制的混凝土死冷态支柱上,且混凝土强度应与浇筑部位相同,表面要形成麻面, 并通过计算确定支柱的尺寸和间距、底板厚度、钢筋分布以及脚手架的布置。为防止混凝土减料口出的面层钢筋变形,可使用铅丝帮吊与舱面的脚手架上。一般底板面积较大, 混凝土供料强度要符合施工要求,以避免产生冷缝。
2.2 水闸闸墩的混凝土施工
水闸闸墩由于厚度薄而高度大,且工程面及其狭窄,施工非常不便。同时, 在门槽部位预埋件多且钢筋密集,在施工中将会有极大的干扰。在闸墩施工缝处理中,要根据缝面的倾向进行混泥土的浇筑, 当沉陷缝设置于中部,浇筑施工时要注意止水作业。当底板与闸墩连接为一体时,为防止同块底板的水闸闸墩出现不均匀沉陷,应采用对称的浇筑混凝土的施工工艺。闸槽混泥土浇筑是闸墩施工中的难点, 通常会采用预制门槽或预留二期混凝土一次浇筑的方式。
闸墩混凝土浇筑的固定模板施工是水利工程施工中常用的施工工艺。这种施工方法主要在立模,它是减小闸墩厚度和垂直度误差的关键。立模时,应先立闸墩两侧的平面模板,再立两端圆头模板。混凝土浇筑时,为保证闸墩的浇筑厚度,传统做法是对拉螺栓加套筒固定模式,但拉螺栓需要抽出,这样不易保证闸墩的平整度；因此,现在的普遍做法是将对拉螺栓买入预制四棱柱内,并定制一些硬质橡胶垫块,穿入对拉螺栓两端,使得两只橡胶垫块与四棱柱体厚度的总长恰好与闸墩厚度相等。
三、混凝土坝的施工技术
3.1 混凝土坝分缝分块技术
混凝土大坝不可能一次性连续不断的浇筑完成,需要将坝体分化成若干浇筑块进行混凝土的浇筑。一般分块形式有三种,即通仓浇筑、错缝分块和纵缝分块。具体如下。
(1)通仓浇筑,不设纵缝,按照整个坝段分层进行混凝土的浇筑, 一般不需要埋设冷却水管；这种浇筑技术浇筑仓面大,便于机械化施工,施工速度快,但由于浇筑长度大,而容易出现温度裂缝,所以对温度控制严格。
(2)错缝浇筑,是依据高度方向错开的竖缝进行分块浇筑；相对于通仓浇筑块较小,对温度的控制要求不高,并且在浇筑时不需要接缝灌浆,但浇筑块间相互约束容易产生温度裂缝,施工时彼此干扰也大。
(3)纵缝分块,温度易控,混凝土浇筑工艺简单,彼此干扰小,施工安排灵活,但必须进行接缝灌浆以保证坝体的完整性,且模板工作量大、施工復杂。
3.2 混凝土坝接缝灌浆技术
对混凝土拱坝、纵缝及其它有整体性要求的坝型,横缝都必须进行接缝灌浆处理以保证坝体的整体性。
3.2.1 接缝灌浆管路系统布置方式
接缝灌浆管路系统布置主要有盒式灌浆管路系统、重复式灌浆管路系统与骑缝式灌浆系统。其中盒式灌浆管路系统进、回浆管不易堵塞,灌浆质量有保证,但耗费管材较多,主要用于纵缝灌浆；重复式灌浆管路系统主要就是能够重复进行灌浆而不堵塞管路；骑缝式灌浆系统扩散灌浆更为流畅,且管路不易堵塞,升浆均匀。
3.2.2 接缝张开度与接缝灌浆压力的设计
接缝张开度是衡量接缝可灌性的重要指标,在水泥最大颗粒小于张开度的三倍时,才能顺利进行灌浆。一般张开度不应小于0.5mm,但也不易过大,否则会增加水泥的使用量,从而引起较大的干缩。因此, 张开度的理想值一般为1mm～3mm。但随着灌浆压力的增加,张开度将增大,可能会对坝块地层产生拉应力,所以要对张开度的增大量进行严格控制。接缝灌浆压力一般设计为0.2MPa,以控制灌区层顶的接缝灌浆压力为主,其次是控制递呈接缝灌浆的压力,不需要控制进浆管口的压力。灌浆前, 应计算灌浆时代表性坝块的应力。
3.2.3 接缝灌浆施工技术
接缝灌浆属于隐蔽工程,所以必须采用合理的施工工艺和工序,严格控制灌浆施工质量。在灌浆顺序的选择上,要防止坝体应力状态恶化而引起灌浆接缝剪切破坏或重新拉裂；防止因坝块变形而导致的相邻接缝张开度变小或闭合；要满足初期蓄水高程问题。横缝和纵缝的灌浆先后顺序应根据水泥结石与坝块的受力条件而定,一般是先横缝后纵缝,如果考虑坝块的侧向稳定, 也可以先纵缝后横缝,但是不管什么状况下横缝和纵缝都不能同时灌注。
参考文献
[1]刘树坤.大水利理论与科学发展观[J].水利水电技术,2009,40(8).
[2]曹润邦,徐宁,韩志华.浅述水利施工中砼产生裂缝的原因及其防治措施[J].农业科技与信息,2010(10).
[3]刘汉义,陈德先.水利施工中的混凝土裂缝的原因及防治措施[J].魅力中国,2010(22).