后浇带施工技术在水电站底板中的应用研究

何志雄

摘要：在钢筋混凝土结构中设置后浇带是目前常采用的一种方法。根据某水利工程实例中，水电站底板中的应用情况，分析后浇带结构的设计与施工，应用混凝土温度控制原理，对比混凝土结构设置后浇带前后温度和应力的变化，分析后浇带的防裂效果，解决了运行期间稳定问题，达到了预期目的，取得了良好效果，进而提高了建筑物的施工质量。同时对后浇带施工中应明确和注意的要点作一浅析，以更好地控制工程裂缝。

关键词：后浇带 水电站 底板 温度 应力 防裂效果

1、工程概况及水文地质情况

某水电站工程的任务是灌溉结合发电，原第 2 分水枢纽的任务是调节河套灌区第 1 至第 2 分水枢纽之间的农田灌溉，该水电站建成不改变原总干渠运行，在灌溉期利用原总干渠第 2 分水枢纽以上的灌溉水发电后尾水回归总干渠，可充分利用水能资源。第 2 分水枢纽可形成4 ～ 6. 0 m 左右水头，保证灌溉并利用灌溉水发电，电站装机容量 10.5 MW，多年平均发电量 3 317 万度。提供所在地区灌排用电及工农牧业生产、生活用电，补充电网。电站的总体布置： 电站为河床式水电站，安装 3 台灯泡贯流式水轮发电机组，单台装机 3 500 kW。由引水渠、主、副厂房、变压器场和开关站组成。引水渠中心线与总干渠中心线交点在节制闸上游 380 m 处，为保证水流平顺，以总干渠中心线为基线，向右转 19°布置电站引水渠中心线，在保证水流平顺、电站施工不影响总干渠稳定的前提下，尽量紧靠总干渠右岸。引水渠底宽 31 m，渠长 162 m。电站厂房为一字形布置，主厂房总长52.80 m，其中主机间长35.60 m，安装间长度 17.20 m，位于主机间右侧，厂房跨度为 15. 50 m。副厂房在主厂房的下游侧，长度同主机间，厂房跨度为 12. 0 m。升压开关站布置在右岸厂区下游侧。平面尺寸为 41 m ×22. 5 m（ 长 × 宽） 。尾水渠长 230 m，底坡 1∶5 000，尾水渠底宽 50 m，尾水渠道左岸与总干渠右岸相交。

工程区域主要为平原河段，河道两侧地势低洼，地形平坦，场址处地形平坦，地貌单元属海相冲海积平原，场址地基土可划分为5个工程地质层（又分为2个亚层），自上而下依次为：淤泥质粉质黏土，-2粉质黏土、-1淤泥、-2淤泥、淤泥质粉质黏土、1/4含砾淤泥质粉质黏土、1/2淤泥质粉质黏土。其中以淤泥层埋藏厚度最大，该层为静水或缓慢水流环境生态化学作用而成，具高含水率、高孔隙比、高灵敏度、高压缩性、低抗剪强度等特性，土性极差，属极软土层。故水闸基础采用混凝土灌注桩基础处理。

2、后浇带技术简介

2.1概 念

后浇带是在建筑施工中为防止现浇钢筋混凝土结构由于温度收缩不均可能产生的有害裂缝，按照设计或施工规范要求，在基础底板、墙、梁相应位置留设临时施工缝，将结构暂时划分为若干部分，经过构件内部收缩，在若干时间后再浇捣该施工缝混凝土，将结构连成整体。

2.2 设置机理

常规混凝土施工防裂技术可以简单地用两个字来概括，即"放"和"抗"。所谓"放"就是设置永久的伸缩缝、沉降缝，将结构分为平面形状、刚度基本均匀或对称的独立单元，以释放大部分变形，减小应力，从而避免产生裂缝；"抗"则是采取措施，降低混凝土温升，缩小结构温差，减小混凝土的收缩变形，提高混凝土的抗拉强度，以抵抗温度收缩变形和约束应力。应用后浇带防裂则是"放""抗"结合的方法，具体就是"先放后抗"，即为了削减温度应力，把原本只能是一个整体的结构，分成两段或多段浇筑，先以"放"的形式释放变形，减少收缩应力，在施工后期或间隔一定时间，再把分开的各段浇筑成整体，继续承受第二部分的温差和收缩，也就是所谓的后"抗"。两次浇筑的温差和收缩应力叠加小于按一次整体浇筑的温差和收缩应力，从而达到避免产生裂缝的目的。

2.3作 用

（1）解决沉降差。大面积结构及基础设计成整体，但在施工时用后浇带把2部分暂时断开，待主体结构施工完毕，已完成大部分沉降量（50%以上）以后再浇灌连接部分的混凝土，将高低层连成整体。（2）减小温度收缩影响。新浇混凝土在硬结过程中会收缩，已建成的结构受热要膨胀，受冷则收缩。混凝土硬结收缩的大部分将在施工后的前1～2个月完成，而温度变化对结构的作用则是经常的。当其变形受到约束时，在结构内部就产生温度应力，严重时就会在构件中出现裂缝。

3、后浇带设计

3.1 后浇带选择

水电站设置后浇带的主要目的是为减小电站底板混凝土硬化过程中的收缩应力。先浇筑后浇带两侧混凝土底板，使两侧先浇筑部分的混凝土预期变形大部分完成后，再浇筑后浇带混凝土将其整体连接，以免两部分之间因变形差而产生过大的内力。

3.2 后浇带位置

二闸水电站横向长度为 51. 72 m，后浇带位置布设在受力和变形较小的尾水管部位，缝宽1.0 m。

3.3 后浇带形式

后浇带宽 1 000 mm，上、下游两均侧设置键槽，共设置 3 个键槽，高程分别为 1 031. 00、1 033. 70、1 037. 00 m。鍵槽深 500 mm，边坡为 1∶1。

3.4 后浇带处理

后浇带内除原有底板钢筋，为增加连接的整体性上、下游均匀布设插筋，插筋采用 HRB335 级钢筋，直径25 mm，插筋长1 500 mm，间距为750 mm，插筋连接采用双面焊接，长度大于 5 d。同时埋设由止浆片、进回浆管、出浆盒及排气槽组成接缝灌浆系统。后浇带上、下游同时设置止水带，防止接缝处产生渗漏。

4、效果

设置后浇带可以降低混凝土温度的峰值。温度峰值的降低表明水泥早期的水化热温升得到有效地控制，其降幅不大表明设置后浇带对混凝土温度峰值的影响不大。设置后浇带对降低混凝土温度应力效果显著，对混凝土的早期防裂意义重大。在某水电站底板施工方案中，设置后浇带的防裂措施取得了较好的效果，未发现出现任何裂缝。根据不同工程的性质和功能，可以合理设置后浇带，避免结构出现裂缝，确保工程结构的安全性和整体性，达到提高工程质量的目的。电站运行 3 年来，水电站建筑物、机电设备均运行良好，未发现异常； 年发电量 3 000 万度，年收入1 000 万元，取得良好的社会及经济效果； 目前该电站下游已发展成为临河区重要的旅游区。

结语：

综上所述，根据其它大中型钢筋混凝土结构类似工程建设的成功经验可知，后浇带技术既省时省力，又能节省工程投资，为减少某电站厂房底板混凝土的干缩和大体积混凝土水化热温升给结构带来的不利影响，在施工期间设置后浇带，后浇带留出钢筋，施工完毕后焊接骑缝钢筋并用混凝土浇筑。采用此法可有效地防止施工期间混凝土浇筑的水化热产生的约束应力，运行期间可加强厂房底板的整体性，有效减小厂房底板的地基反力。为整个工程的创优奠定了一定的基础，产生良好的社会效益和经济效益。

参考文献：

[1]余玉龙，程功文. 后浇带技术在水闸底板中的应用研究[J]. 浙江水利科技，2012，02：33-35.

[2]方航. 浅谈后浇带施工技术在建筑工程中的应用及质量控制[J]. 科技创新与应用，2014，22：200.