超高流速泄洪洞抗蚀耐磨混凝土质量控制

超高流速泄洪洞抗蚀耐磨混凝土质量控制

摘要：锦屏一级水电站泄洪洞为目前世界上最高双曲拱坝的泄洪洞工程，具有水头高，流速高，流量大的特点，从设计洪水位至挑流鼻坎出口水头约206m，无压段流速达20～50 m/s，反弧段末端流速达51m/s，单洞最大泄量达3320m3/s。为了防止因过流面不平整对泄洪洞在高速水流运行下造成空蚀、空化破坏，故将降低不平整度作为抗蚀耐磨混凝土施工的重点控制项目。可为类似规模泄洪洞抗蚀耐磨混凝土施工提供一定的经验和借鉴。

关键词：高流速抗蚀耐磨混凝土 质量控制 1.工程概况

锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州盐源县和木里县境内的雅砻江干流上，是雅砻江干流下游河段的控制性水库梯级电站。电站由挡水、泄洪及消能、引水发电等建筑物组成。拦河坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高305米，为目前已建和在建工程中世界第一高坝。水库总库容为77.6亿m3，水库设计洪水位1880.06米。电站由装机6台600 MW水轮发电机组组成，总装机容量为3600 MW。

2.抗冲耐磨混凝土设计要求

2.1对过流面的设计要求

（1）泄洪洞过流面混凝土表面要求光滑，与施工图纸所示轮廓线的偏差要求见表1。

（2）表面采用人工和机械抹面应满足平整度要求。如用机械抹面，应避免骨料过度下沉而降低表层混凝土的抗冲耐磨性能和发生裂缝。

（3）模板表面应光洁平整，接缝严密不漏浆，以保证混凝土表面的平整度和混凝土的密实性。上下层模板要校正，支撑和拉筋要牢固，以防模板“错台”、走样。

（4）其它外形轮廓尺寸误差标准按DL/T5144执行。

表1 设计技术要求泄洪洞过流表面不平整度控制标准

工程部位 流速（m/s） 不平整度最大允许高度（mm） 垂直水流磨平坡度 平行水流磨平坡度

进水口、有压段 20～30 3

工作闸门室、无压段上平段 20～30 3 1/30 1/10

奥奇曲线段、斜坡段 30～40 3 1/50 1/30

反弧段、下平段及出口 40～50 1 1/50 1/30

2.2抗冲耐磨混凝土温控要求

2.2.1抗冲耐磨混凝土温控设计要求

（1）有压段混凝土C9035出机口温度不大于16℃，无压段C9040、C9050温度不大于12℃；

（2）混凝土内部最高温度不大于50℃

（3）内外温差不超过20℃

2.2.2高温季节施工设计技术要求

（1）每年4月～9月为高温季节，除须严格按照规定的温控要求及措施施工外，还须进一步控制混凝土运输过程、浇筑过程中的温度回升和仓面的及时保护和养护工作。

（2）对运输工具采取遮阳和保温隔热设施，合理组织混凝土运输，严格控制混凝土在车上的滞留时间，减少混凝土运输过程中温度回升。

（3）加强施工管理，尽量减少转运次数，缩短运输时间，避免混凝土运输车辆在受料斗前长时间等候下料。

（4）混凝土运输车必须设置防晒、防雨设备，不允许使用排气管设置在车厢板侧壁的车辆运输混凝土。

（5）混凝土浇筑过程中，进行仓面喷雾，以降温、保湿。

2.2.3抗冲磨混凝土养护及表面保护

（1）对于底板混凝土，收仓后仓面及时覆盖等效热交换系数β≤20.0kJ/（m2·h·℃）的持水保温材料（如1cm厚麻布袋）进行保水养护，混凝土终凝后，保持麻布袋充分湿润（可对仓面适当蓄水养护）。

（2）对于侧面边墙混凝土，拆模后立即覆盖等效热交换系数β≤20.0kJ/（m2·h·℃）的持水保温材料（如1cm厚麻布袋）进行保水养护，持水保温材料麻布袋挂贴高度至少高出抗冲磨混凝土1m，且保证麻布袋紧贴混凝土表面，随

时保持麻布袋湿润。

（3）保水养护时间不少于90d，避免养护面干湿交替。对空气较流通的部位，应适当延长养护时间。

（4）对于隧洞以外的混凝土，在气温骤降频繁的季节，麻布袋的覆盖或挂贴厚度应增加2～3倍，以此进行表面保护。

（5）应有专人负责各部位混凝土保护及养护的全面检查，并根据气象预报及时采取加强措施。

3 抗冲耐磨混凝土质量控制措施

3.1混凝土浇筑工艺

泄洪洞有压段先浇110°底拱部位，采用人工翻模抹面，边顶拱采用钢模台车整体浇筑。

工作闸室EL1863高程以下左右边墙、门楣及支绞大梁一期混凝土采用溜筒加溜槽入仓，局部泵送辅助；工作闸门底板及EL1837以下边墙同步浇筑C9040抗蚀耐磨混凝土与C25常态混凝土，为满足两种混凝土同时浇筑，分界面设置免拆铁丝网隔离，两侧混凝土均衡上升。

3.2温控措施

3.2.1出机口温度的控制：泄洪洞抗冲耐磨混凝土的出机口温度严格按设计技术要求不大于16℃进行控制，采用一次风冷骨料＋加冰进行混凝土拌和的方式控制出机口混凝土在16℃以下。

3.2.2浇筑温度的控制：控制混凝土浇筑温度不大于18℃。

3.2.3混凝土通水冷却：泄洪洞抗冲耐磨混凝土仓面温控主要是通冷却水，按照设计要求通河水冷却，循环方式供水。冷却水管采用HDPE管，蛇形布置，间距1m。

3.3抗冲耐磨混凝土平整度控制

抗冲耐磨混凝土平整度设计标准: 要满足设计要求平整度，需从模板工艺、混凝土浇筑抹面工艺、预埋件控制、修整等几个方面采取必要措施，加强控制。

3.3.1模板安装

泄洪洞所用模板均为厂家定制定型大模板，模板本身平整度满足要求。无压上平段采用常规的组合钢模板，现场加工拼装，拼装完成后用3m靠尺进行检验，

满足5mm/ 3m的设计技术要求，并用拉线测量方式检查滑模扭曲变形情况，确保模板整体平整度后方可投入使用。

为解决边墙与底板交界处抹面问题，将无压段边墙模板底边角横肋割除并打磨光滑，将模板底部保护层垫块支撑取消，改为上部法兰螺栓悬吊方式处理。以方便抹面。

3.3.2混凝土收面

抗冲耐磨混凝土的收面采用刮轨初平，人工直接收面压光，抹面过程中测量实时配合收面。

混凝土脱模后即可进行人工直接找平收面，待达到一定强度后先用磨光机提浆提浆，紧接着有铁擵子进行第一次压光，1小时左右再进行第二次压光；混凝土压光过程中方向保持一致。混凝土收面均由经考核合格的抹面工专人负责，挂牌上岗，收面过程中随时使用3m靠尺及测量进行检查，发现问题及时修整。

3.3.3预埋件质量控制

对预埋灌浆管采取盖“盖子”方式处理，预埋管孔口低于过流面3～5cm。

3.4底板保护

为防止边墙及顶拱混凝土浇筑过程中，钢筋头、钢管架配料、钢管架等硬物坠落对底板已浇筑混凝土面的造成破坏，同时为保证底板保护后养护水能渗入到混凝土表面，确保养护质量。有压段底板保护采用最下层铺设3cm保温被，然后铺设竹跳板，上部铺设砂及碎石，中间埋设排水钢管。无压段采用铺设2cm鼻孔泡沫板，然后浇筑15cm的垫层混凝土方式进行保护。

3.5混凝土养护

边顶拱采用花管养护，底板采用长流水方式进行混凝土养护，不得使用养护剂。混凝土初凝后仓面即覆盖麻袋或聚乙烯鼻孔泡沫板，之后采用长流水养护，流水养护时间不少于28天，之后可间断洒水至设计90天龄期。

4.结语

（1）通过泄洪洞抗冲耐磨混凝土的施工，采取控制出机口温度、浇筑温度、仓面保护、通水冷却、表面覆盖保温材料等措施，混凝土内部最高温度基本符合设计要求，混凝土内部最高温度满足小于36℃的最高允许温度的要求，证明所采取的措施是合理可行的。

（2）抗冲耐磨混凝土内部温度发展规律，进一步完善及优化温度控制措施，达到混凝土温控防裂限裂的目的。