泵站进水流道混凝土质量控制难点浅析

鲍晓波 宋成功

一、工程概况

朱集站为引江济淮工程的梯级泵站之一，设计调水流量为55m3/s。泵站安装2350ZLQ18.3-4.2 型立式轴流泵机组4 台，其中备机1 台，叶轮直径2350mm，设计净扬程为3.53m，单机流量为18.33m3/s，配额定功率为1500kW 的同步电机，总装机6000kW。主泵房垂直水流向长度31.0m，顺水流向长33.05m。主要建筑物为1 级。

二、进水流道施工技术难点

因主泵房进水流道属于大体积异形混凝土，混凝土厚度不均 （1～4m）。大体积混凝土具有水化热高、收缩量大、容易开裂等特点，因此进水流道混凝土浇筑是施工难点。混凝土内部温度与表面温度之差应不超过25℃，使温度应力产生的不利影响减少到最小，防止和降低裂缝的产生和发展。

进水流道的水流对流道表面平整度要求较高，如进水流道表面不平整，则流道表面易形成涡带，流道阻力系数加大，直接影响水泵能量特性和汽蚀特性，进而影响水泵的安全运行，因此需从模板材料选择、技术措施等有关环节做好充分保障工作。

三、进水流道模板的选择和制作

1.进水流道模板的选择

进水流道为肘形结构，普通平面模板难以保障施工，需要定制模板。定制模板型式有整体钢模、分块钢模、木模等型式。整体钢模具有制造精度高、安装快捷、整体性好、变形量小、混凝土外观质量好等一系列优势，但制造周期较长、造价较高。分块钢模和木模制造周期短、造价较低，但分缝较多，模板分缝间易出现错台，影响平整度；且模板施工对现场工人的技术水平要求较高，现场模板制作、拼接工期较长。综合考虑，模板选择整体钢模。钢模面板为4mm 厚，肋板间距25×25cm，高8cm，厚1cm，呈网格布置。内部采用8b 的槽钢进行加固。

整体钢模制作完成后，为便于工程施工和运输，将钢模切割为6 块，每组每块均标注好编号。每10cm 设置一个限位螺栓，确保安装时不出现错台。定位完成后立刻上紧限位螺栓并将钢模与事先预留在底板上的埋件连接。

2.钢模板抗浮沉、抗位移措施

为防止钢模板下沉或上浮，在流道底部均匀预埋了4 根10×10cm 矩形钢管，穿过钢模与流道内支撑焊接，以作为钢模支撑、受拉构件。为分担矩形钢管拉力，采用6 根φ20 的钢筋均匀分布在钢模底部并穿过钢模与内支撑焊接。为防止钢模位移，当钢模完成安装后，钢模两侧焊接定位筋固定钢模。

3.钢模板表面处理

因钢模安装时间相对较长，钢模安装完毕后，若有安装产生的焊缝、 凸点、锈迹等问题，可采用磨光机进行打磨，并在钢筋绑扎前涂抹模板漆，涂抹模板漆时，采用人工分块涂抹，严禁模板漆落到插筋和混凝土上。

四、进水流道混凝土温控措施

1.进水流道钢筋设计的防裂措施

进水流道为主泵房的主要组成部分，为重要水下隐蔽工程，长期处于水下，在站下最高调水位25.47m 时，进水流道内承受压力水头达10m 左右。混凝土产生裂缝会造成泵房内渗水，影响泵站运行安全，因此进水流道混凝土的抗裂要求较高。另外，钢筋直径越粗，异形加工难度越大。为防止裂缝产生，在进水流道侧壁混凝土宜配置细而密的钢筋网，在进水流道表面配置双向φ16@100mm 钢筋网，垂直水流方向钢筋沿流道环绕一周，接头处采用双面焊接。

进水流道作为大体积混凝土，浇筑时会受到底板的约束作用，易产生收缩裂缝，为防止产生裂缝，宜在进水流道混凝土中从底部向上间隔1m 左右布置多层细密钢筋网片，钢筋直径可采用φ8～10mm。

2.掺加外加剂

混凝土浇筑时采用羟基羧酸缓凝剂和引气剂，减少水化热和延长混凝土散热时间。

3.混凝土内部布置冷凝水管

进水流道混凝土内部每1.2m 布置一层冷凝水管并预埋温度仪进行温度监控，进水流道肘部增设2道冷凝水管。冷却水管使用管材为φ50*1.5mm钢管。

因流道混凝土结构复杂，混凝土每个部位所产生的热量不同，为使冷凝管的作用最大化，将每层不同部位的冷凝管单独连接循环水泵，当混凝土浇筑完成后即可开启冷凝管循环系统，并安排专人进行温度数据采集。当混凝土内外温度传感仪温差超过23℃时，可采用调节不同部位的冷凝水循环速度降低混凝土内部温度。

4.外部保温措施

通过温度测量数据分析，混凝土内部温度最高可达到65℃。在平面部位进行洒水后覆盖薄膜，再覆盖一层旧棉被保温。为防止流道内侧温度散失，用多层雨布将流道两层封闭，保证流道内侧温度，最终让流道混凝土产生的温度整体同步降低。

5.骨料预冷措施

为降低混凝土水化热，可采用风冷措施将砂石进行预冷，混凝土拌合用水可采用冰水。

五、进水流道混凝土施工措施

1.钢模板底部开排气孔、振捣孔

进水流道底部钢模板下面的混凝土不易振捣，浇筑控制不好易出现蜂窝、麻面、漏筋等质量缺陷。为避免钢模板下面混凝土薄层浇筑，在泵房底板浇筑混凝土时与进水流道连接部位预留30cm 厚度，与流道混凝土一同浇筑。为避免蜂窝、麻面问题，在钢模板底面每隔1m 左右布置φ20mm 排气孔，并布置两个φ80mm 振捣孔，在底板混凝土浇筑时应充分振捣，将模板下的气体彻底排放。

2.混凝土浇筑方法

为避免钢模板一侧的混凝土压力过大，导致模板移位、变形，混凝土浇筑采用全面平铺法进行浇筑，且每层浇筑厚度宜在30～40cm。振捣时宜在钢模两侧混凝土浇筑后两侧同时进行，避免振动使钢模侧斜。

3.混凝土浇筑速度

为避免钢模上浮，混凝土浇筑的速度不宜过快。混凝土的初凝时间为6 小时，浇筑每层混凝土用时约为3 小时。当浇筑完第三层时，第一层混凝土已达到初凝，大大减少了混凝土对模板的浮托力和侧向挤压。

4.混凝土施工措施

振捣时应采取快插慢拔式振捣方法，根据浇筑层厚度控制插入深度，一般插入下层混凝土10cm左右。在混凝土初凝前和终凝前2 小时采取二次或多次抹面压实，防止混凝土表面产生细小裂缝。

5.混凝土的养护措施。

先在混凝土表面覆盖土工布，洒水湿透后再覆盖薄膜进行保湿、保温。侧模拆模时间在混凝土浇筑完成后不少于3 天。混凝土养护按照有关规范要求进行，一般养护时间不少于28 天。

六、工程效果

拆模后随机抽查，混凝土表面无明显裂缝，混凝土外观质量良好，达到预先设定的混凝土浇筑目标。泵站通水试运行一年多来，泵房内部进水流道层底板、侧墙干燥，无渗漏、混凝土开裂现象发生。

在大型泵站的进水流道混凝土施工过程中，重点是做好温控和防裂措施，保障流道内壁平整、光滑。应科学选择施工工艺，严格控制模板制作安装、钢筋布置等多个环节的施工质量，切实保证进水流道混凝土的浇筑质量