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1、清水混凝土施工技術在公伯峽水電站廠房工程中的應用中國葛洲壩集團公司 王章忠 汪 潔 摘 要：本文從清水混凝土的原材料選擇、模板選配/維護、配合比設計、拌和、振搗、養護、修補等全過程出發，較系統地介紹了清水混凝土施工技術在公伯峽水電站廠房中的應用情況及使用效果，充分體現了清水混凝土施工技術在水電行業的廣闊應用前景。關鍵詞：清水混凝土 質量標準 技術要求 工藝措施 1概述11清水混凝土(as-cast finish concrete)定義目前工程界對清水混凝土尚無標準定義。一般認為清水混凝土(as-cast finish concrete)系一次成型，不做任何外裝飾，直接采用現澆混凝土的自然色作為2、飾面混凝土，所以又稱裝飾混凝土（俗稱鏡面混凝土）。據國內外清水混凝土施工成功的案例表明，清水混凝土是優良穩定的混凝土原材料、科學的混凝土配合比設計、高質量的模板和脫模劑、精細的混凝土施工及養護的集合，是一種高貴、樸素的混凝土自然品質的體現。它表面非常光滑，棱角分明，只需在表面涂上透明的保護劑即能達到自然、莊重的效果。以往這一建筑形式常運用于藝術類的公共建筑，近年來清水混凝土也已成功應用于水電行業，如青海公伯峽水電站廠房、云南小灣地下廠房、三峽輸變電工程中的龍泉變電站等工程都應用了清水混凝土施工技術。下面結合青海公伯峽水電站廠房工程施工，介紹清水混凝土的施工情況。12公伯峽水電站概況公伯峽水電站3、位于黃河上游青海省境內，座落在循化撒拉族自治縣與化隆回族自治縣交界處的黃河干流上。公伯峽水電站壩址處海拔高程19002000m，屬高原寒冷地區。壩址河道上游76km處是已建的李家峽水電站，下游148km處是已建的劉家峽水電站。公伯峽水電站的主要任務是發電，兼顧灌溉、供水。樞紐由攔河大壩、引水發電系統、開關站、溢洪道、右岸深孔泄洪洞、左岸泄洪洞、灌溉取水口等建筑物組成。發電廠房位于壩腳下游右岸岸邊，為地面式廠房，共布置有5臺單機容量30萬KW的HL230-LJ-570型水輪機，SF300-48/12800型發電機組。沿機組中心線由右向左依次布置有安裝間、1#5#機組段、主廠房左邊塊。每個機組段長4、約30m，機組段間設有伸縮縫。順流水方向依次布置的廠房結構有主變平臺、主廠房、下游副廠房、尾水閘墩平臺、尾水渠護坦。13公伯峽水電站廠房清水混凝土應用部位根據施工合同要求主廠房上、下游承重墻高程1909.2m（發電機層）以上部位采用清水混凝土施工工藝施工，由葛洲壩集團公伯峽項目部組織實施。2清水混凝土的質量標準及技術要求目前國內尚無統一的清水混凝土質量驗收標準和規范，根據招標文件的技術要求、本集團公司的施工經驗和國內清水混凝土施工技術的應用情況，并參考國外有關建筑混凝土的技術標準，在普通結構混凝土驗收標準的基礎上，制定了清水混凝土施工的質量標準和技術要求。21質量標準 柱、墻、梁軸線位移6mm5、；層高標高8mm，全高標高25mm；柱、墻、梁截面尺寸+6-4mm；柱、墻垂直度：全高H，且不大于15mm；表面平整度5mm（2m直尺量測）；預埋件中心線位移8mm；預埋管、預留孔中心線位置位移4mm；預埋螺栓中心線位置位移4mm；預留孔洞中心線位置位移4mm，對角線偏差10mm；電梯井井筒長、寬、對角線+200mm，全高垂直度H，且不大于25mm。 22技術要求 軸線通直、尺寸準確；棱角方正、線條順直；表面平整、清潔、色澤一致；表面無明顯氣泡，無砂帶和黑斑；表面無蜂窩、麻面、裂紋和露筋現象；模板接縫、對拉螺栓和施工縫留設有規律性；模板接縫與施工縫處無掛漿、漏漿。3清水混凝土施工技術工藝控制為6、保證清水混凝土的裝飾效果，必須從混凝土原材料及配合比、模板體系的設計、模板的制作與安裝、混凝土澆筑、養護和修補等全過程采取有效措施，抓全過程各個工序的預控。31混凝土配制 清水混凝土施工配合比是確?；炷聊芊裥纬杉毮伨碌募y理，顏色一致的關鍵。清水混凝土要顏色一致，則要求所用的材料一致。水泥應選用廠家、標號、品種相同且安定性好、強度好的水泥；砂石也應按規定選用合格材料；外加劑不僅要滿足混凝土施工性能的要求，而且要有利于提高混凝土的內在質量和外觀效果。進行清水混凝土施工初期，根據現場的原材料、施工環境反復進行混凝土施工配合比試驗，以選擇最優配合比和外加劑。經多次現場試驗，采用聚羥酸鹽類混凝土高效7、減水劑，效果比較理想。在材料和澆筑方法允許的條件下，采用盡可能低的坍落度和水灰比，坍落度一般為90土10mm，以減少泌水的可能性。同時控制混凝土含氣量不超過1.7%，初凝時間68h?；炷涟韬捅仨殗栏癜凑张浜媳冗M行配料，攪拌一要均勻，二要保證時間。拌和時間比常態混凝土延長3060s，以確保混凝土熟料質地均勻，保證混凝土外露面色澤一致。32模板配置（1）選配原則清水混凝土施工在模板選用、設計、制作時，考慮模板的選材問題，不僅要考慮模板在拼裝和拆除方面的方便性，支撐結構的牢固性和簡便性以及模板的強度、剛度、穩定性、整體拼裝后的平整度，而且還要考慮混凝土的澆筑速度、建筑物的結構形式、模板重復使用的次8、數、模板的拼接方式、脫模劑的使用等因素。對于清水混凝土的施工模板絕不可選用易造成混凝土表面染色，或影響混凝土的均勻凝固而顏色不一, 或拆板時木質纖維容易粘在混凝土表面上的模板。（2）模板配置模板設計、選型的合理與否，直接影響清水混凝土的質量。為實現清水混凝土的目標，在模板方案設計時，既要嚴格針對不同部位的結構特點，設計不同類型模板，還要針對典型結構充分考慮模板的通用性和互換性，盡可能選用通用模數模板進行組合安裝，減少模板的投入。在公伯峽水電站廠房混凝土施工的模板配置中，根據招標技術文件，對公伯峽主廠房上、下游承重墻高程1909.2m以上部位要求墻體混凝土達到符合清水混凝土的質量要求的情況，項目9、部專門聘請葛洲壩多卡模板公司的專業技術人員進行了模板配置設計?，F場全部采用大型多卡模板，配多卡D22支架系統和錨固系統。對保證清水混凝土的重中之重的面板則采用21mm厚WISA板，并用H20木工字梁作豎向強筋，210槽鋼作水平圍檁，以保證模板面板的質量和整體穩定性。多卡模板結構見圖1。圖1 多卡模板結構示意圖對一些特殊部位，如墻體和柱體陰陽角、門洞等孔口、澆注分層過渡位置等部位，為保證結構成型規整，接縫平整不漏漿，則針對這些部位的模板節點進行了特別設計。為使混凝土澆筑分層處接縫線平整美觀，達到整齊劃一，在模板上口混凝土收倉部位設置收倉線控制裝置，調整控制裝置使收倉線外觀上看起來是在同一水平線上10、，模板與老混凝土搭接時，在模板下口貼薄橡皮或海棉條止漿。模板內的縫隙用膩子刮平。左右模板之間的使用多卡模板拼縫板，調整模板豎向拼縫，使成型后的混凝土面垂直縫在同一鉛垂線上，增加建筑物的高大宏偉感。門洞等孔口部位，兩個方向模板的搭接面填海棉條止漿。墻上預留洞采用泡沫塑料板覆蓋，在板四周用膠帶紙粘貼。穿墻管道用水泥袋包裹，鐵絲綁扎封口。板上預留洞在20cm以內，先用磚蓋上，再抹水泥漿，大于20cm的則采用木板覆蓋。為防止漏漿出現掛簾現象，在模板安裝就位后，混凝土澆筑前，對模板與下層混凝土之間可能出現的縫隙進行封堵，對模板內板縫用油膏批嵌，外側用硅膠或發泡劑封閉，以防漏漿，確保混凝土外觀質量。（3）11、 模板放樣、固定、拆模與維護根據以往工程的施工實踐經驗，清水混凝土表面效果的好壞，很大程度上取決于模板的好壞。發揮多卡模板將模板作為設備進行管理的優勢，對模板的安裝、拆除和維修等方面嚴格按照多卡模板的作業指導書進行操作，并對模板進行周期性維護和重點整修，保證了模板的質量。放樣：在需要進行立模澆筑混凝土的部位，根據施工圖紙、模板配板設計圖，利用精度比較高的測量控制網，進行精確放樣，確定每塊模板的具體位置，同時放出模板固定、校正的校核線。模板就位、固定：在模板就位前，清理倉面雜質、整平底邊線、設置模板樣架并檢測其準確度，安裝模板時嚴格照配板圖以及模板編號對號入座，定點使用。嚴格控制預埋錨固螺栓的安12、裝精度，并不得隨意改變，確保所有預埋螺栓位置整齊。檢測模板支撐、定位螺栓的預緊力，確保模板在承受混凝土澆筑的施工荷載時其變形在允許范圍內；檢查模板與老混凝土面、模板板面間是否有縫隙；模板制作時應保證幾何尺寸精確，拼縫嚴密，材質一致，D22模板組裝質量標準見表1。倉面沖洗不得將浮碴堆積在模板邊緣。檢查模板容易變形部位的變形余量是否控制在設計范圍以內。表1 D22大模板組裝質量標準 序號項 目允許偏差（mm）檢 查 方 法量 具1兩塊模板之間的拼縫寬1.5用1.5mm塞尺插拼縫通不過塞尺2相鄰模板面的高差2.0用平尺靠模板拼縫，2mm塞尺通不過2m平尺、塞尺3組裝模板板面平整度2.0用2m長平尺靠13、板面，可見縫用2mm塞尺通不過2m平尺、塞尺4組裝模板長度組裝模板寬度+1.0，2.0+1.0，2.0用3.55m長鋼尺檢查兩端和中間部位3.55m 鋼尺5組裝模板兩對角線長度差3.0用鋼尺檢查組裝模板兩對角線鋼尺6組裝模板厚度1.0用鋼尺檢查模板邊框鋼尺7組裝模板孔距中心偏差1.0用鋼尺檢查模板邊框孔距中心鋼尺8組裝豎圍令軸線偏差1.5用5m鋼尺檢查豎圍囹2m鋼尺9組裝支架軸線偏差1.5mm用5m鋼尺檢查支架5m鋼尺檢查合格后涂刷脫模劑。根據公伯峽的經驗，使用的脫模劑應品種固定，且要噴涂均勻。實踐中感覺使用固化劑的效果更好。拆模：清水混凝土拆模盡可能避免使用撬杠，拆模時按支撐的倒順序進行，利14、用模板本身的支撐系統使面板與混凝土面脫離，要保護板面，嚴禁強行砸撬模板。 模板維護：模板維護是保證清水混凝土質量和節省投入的重要措施。因清水混凝土質量要求，模板面板優先選擇吸水性好的優質木膠合板（如WISA板），但其容易損壞，在施工過程中要加強面板的保護。模板拆除后，及時進行面板清理、表面平整度檢查、結構件檢查，發現有損壞的及時整修。嚴格控制模板的周轉次數，一般周轉3次后進行全面檢修并拋光打磨一次。面板清理完成后涂刷脫模劑備用。33清水混凝土的澆筑工藝混凝土澆筑前要進行模板內部清理，干凈后用水潤濕，模板驗收合格后開始澆筑混凝土。澆筑過程中注意避免對模板產生沖擊，同時巡視、檢查模板各部件的工作情15、況?；炷练謱硬剂细叨瓤刂圃?0cm以內，振搗密實后，再進行第2層澆筑，每層搗實時振搗器必須插入下層5cm，嚴格控制振搗時間和振搗棒插入下一層混凝土的深度，以防止出現明顯的分層界面。手持式振搗棒避免抵住模板進行振搗，且距模板的垂直距離不宜小于振搗器有效半徑的1/2。對大體積及墻體混凝土，采用自然流淌，按“一個坡度、薄層澆筑，順序推進、一次到頂”的原則進行。振搗時間以混凝土翻漿不再下沉和表面無氣泡泛起為止，一般為15s左右。為了減少混凝土表面的氣泡，清水混凝土澆筑采用二次振搗工藝，在第一次在混凝土澆筑后靜置3040min，覆蓋第二層混凝土之前進行第二次振搗，嚴禁過振，造成混凝土離析。34清水混凝16、土的養護由于公伯峽水電站所在地屬寒濕類高山氣候地區，一年中夏短冬長（其冬季期為本年11月份至次年的4月份，歷時6個月），且干旱少雨，寒潮出現頻繁，全年平均出現13.6次，全年凍融次數77.2次。冬季期間平均氣溫為-5，多年平均最低氣溫在-17.3-19.3。而廠房上部結構多為薄壁結構，抗凍能力差，因此要確保清水混凝土的外觀質量，防止產生裂縫，混凝土的養護、保溫工作十分重要。為此，在冬季施工時，先在倉位里搭設保暖棚、用暖風機升溫，拆模后在側面利用多卡模板的鋼框安裝5cm厚的阻燃型高發泡聚乙烯泡沫塑料板（EPE保溫片）材料和用牦牛絨保溫被進行覆蓋，以減少熱量的散失。為避免形成和減小清水混凝土表面色17、差，則派專人負責混凝土養護，使混凝土始終處于濕潤狀態?；炷敛鹉：?，先用塑料薄膜封閉混凝土表面，再用5cm厚的雙層高發泡聚乙烯泡沫塑料或牦牛絨保溫被覆蓋，每隔2m用木條將保溫材料壓貼固定在混凝土墻面上，形成保溫層。同時拆模時間一般安排在白天進行，為防止拆模時澆筑塊溫度與外界溫差大，產生裂縫，先將模板預先撬縫1015cm，適當改變混凝土邊界環境，減少混凝土內外溫差，防止產生混凝土表面裂縫，確保混凝土的外觀質量。35清水混凝土表面缺陷修補措施實際施工中盡管采取了各種措施，但由于混凝土的泌水性、模板的漏漿和混凝土本身的含氣量等因素，其局部表面可能會產生一些小的氣泡、孔眼和砂帶等缺陷。拆模后若發現存在質量缺陷，立即清除表面浮漿和松動的砂子，采用相同品種、相同強度等級的水泥拌制成水泥漿體，修復和批嵌缺陷部位，待水泥漿體硬化后，用細砂紙將整個構件表面均勻地打磨光潔，并用水沖洗潔凈，確保表面無色差。4結束語公伯峽水電站廠房清水混凝土施工已于2004年6月全部完成，整個廠房混凝土外露面平整光潔、無氣泡，混凝土顏色純正、美觀，施工質量受到國內水電專家及公伯峽水電站業主、監理、設計的一致好評。清水混凝土以其特有的質樸品質，預示著清水混凝土施工技術在水電行業的將有廣闊的應用前景。