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三峡工程地下电站岩锚梁混凝土防裂措施

摘　要: 三峡工程地下电站主厂房是目前世界上跨度最大、高度最高的地下厂房，其吊车梁采用岩锚梁结构。岩锚梁是地下厂房施工中的重点和难点，本工程岩锚梁要求为无裂缝。文章主要介绍三峡工程地下电站主厂房岩锚梁混凝土防裂措施。关键词: 三峡工程；地下电站；岩锚梁；混凝土防裂措施中图分类号: TV544 + 192 ；TV431 + 13 　　　文献标识码: B 　 1. 前言三峡工程地下电站位于三峡大坝右岸山体内，安装6 台700 MW 的发电机组，地下电站主厂房开挖尺寸为311. 3 m ×32. 6 m ×87. 3 m(长×宽×高) ，厂房内安装2 台1200 t/125 t 桥式吊车，主厂房吊车梁采用岩锚梁结构，岩锚梁顶宽215 cm ，高353 cm。岩锚梁布置在主厂房上下游边墙，单边长311. 3 m ，总长622. 6 m ，布置高程为86. 80～90. 40 m。一期混凝土设计标号为C30F250W10 ，混凝土设计方量为3681 m3 。国务院三峡工程质量专家组和三峡开发总公司要求，岩锚梁混凝土浇筑要实现无裂缝的目标。为实现此目标，在施工中采取了多项防裂措施，本文对三峡工程地下电站主厂房岩锚梁混凝土施工防裂措施进行了总结，可供业内人士参考。 2. 岩锚梁混凝土防裂措施引起混凝土开裂的的因素是多样的，如结构形式与分缝、混凝土内外温差、混凝土浇筑工艺和施工分缝、混凝土干缩等等。为实现无裂缝岩锚梁的目标，施工中从混凝土原料、温度控制、浇筑工艺、后期养护等各个方面均做了充分的准备。 2.1 混凝土原料岩锚梁混凝土设计强度为C30F250W10 ，为降低入仓混凝土的水化热、降低水泥用量，采用了低热水泥、低坍塌度(9～11 cm) 混凝土进行浇筑。 2.1.1 水泥由于温差主要是由水化热产生的，采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥等早期水化热低的水泥，能有效的减小温差。 2.1.2 粉煤灰为了减少水泥用量，降低水化热并提高和易性，在混凝土中掺用了适量的粉煤灰。粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，能够与水泥的水化产物进行二次反应，可以取代部分水泥，从而减少水泥用量，降低混凝土的热胀；掺用粉煤灰可以使混凝土中总的孔隙率降低，使硬化后的混凝土更加致密，相应收缩值也减少。 2.1.3 骨料尽量扩大粗骨料的粒径，细骨料采用级配良好中粗砂，骨料孔隙率小，总表面积小，可以减少混凝土的用水量和水泥用量，降低水化热。同时，控制好砂子的含泥量，以避免砂子含泥量过大所引起的收缩变形产生裂缝。 2.1.4 外加剂 适当使用外加剂以减小混凝土收缩开裂的机会。减水剂的主要作用改善混凝土的和易性，降低水灰比，在保持混凝土一定强度时减少水泥用量。引气剂在混凝土的应用对改善混凝土的和易性、提高混凝土耐久性能十分有利。适当使用外加剂可在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。本工程主要选用了JM- PCA减水剂和AIR202引气剂。 2.1.5 微纤维防裂纤维的原料是聚丙烯，其直径小、比表面积大，在水泥基料中分散性好，而抗化学腐蚀性能力强，在混凝土中能长期发挥功效。当水泥基料中掺入防裂纤维后能够减少失水面积，使水分迁移变得较为困难，从而减少毛细管失水收缩形成的张力。防裂纤维依靠纤维与水泥基料之间的界面吸附粘结力、齿合力，增加材料抗开裂的能力。能有效地控制混凝土因塑性收缩干裂或温度等变化所引起的裂缝，防止并抑制裂缝的发展。本工程聚丙烯微纤维掺量为1.0 kg/m3 。 2.1.6 混凝土配合比 针对混凝土入仓手段并根据三峡工程已运用成熟的配合比分别对胎带机入仓和泵送入仓选择了不同塌落度要求的标准配合比，在浇筑过程中根据实际情况作适当调整。表1 所示为采用胎带机入仓、塌落度9～11 cm 的混凝土配合比。

2.2 温控措施根据施工进度安排，岩锚梁混凝土施工时段安排在6月初至9月底，此时段正处于高温季节。施工中对混凝土温度进行了严格的控制，混凝土入仓温度14～16℃，具体控制方法如下: (1) 采用温控混凝土: 在混凝土拌制过程中加冰，并保证冰在拌合过程中完全融化； (2) 运输过程控制:尽量缩短运输时间，运输过程中采用表面覆盖，减小运输过程中太阳直射影响； (3) 混凝土浇筑尽量选在温度较低时段，开浇时段尽量安排在夜间； (4) 尽量采用胎带机进行入仓，选用低坍塌度混凝土，降低入仓混凝土的水化热； (5) 合理控制混凝土浇筑分层厚度； (6) 预埋冷却水管( <32PVC管，δ= 3.5 mm) 。混凝土浇筑12h 后通制冷水进行混凝土内部散热。 (7) 混凝土浇筑后表面进行洒水养护连续保持湿润状态，加速散热过程。 2.3 浇筑工艺岩锚梁混凝土浇筑工艺也对裂缝的控制起着重要作用，除按照常规混凝土浇筑进行精心施工外，在浇筑分仓、入仓手段、模板选择上也做了细致的分析。 2.3.1 浇筑分仓为了减少混凝土自身拉应力产生的不良影响，根据实际地质条件及设计明确的永久缝和施工缝位置，岩锚梁混凝土分仓长度原则上按10m/仓，局部地段适当调整，最大仓位12 m ，最小仓位3m。 2.3.2 模板选择岩锚梁混凝土模板的选择要综合考虑到混凝土表面成形质量、模板加工难度、岩锚梁的二次防护、工期及成本等各个方面。经过对微萨模板、定型钢模板、胶合板、酚醛覆模胶合板的综合比较，最终选择了酚醛覆模胶合板。采用酚醛覆模胶合板，混凝土表面效果较好，模板易加工且不用拆除，可直接用于岩锚梁混凝土防护。 2.3.3 入仓手段一般岩锚梁混凝土采用泵送或吊罐入仓，施工工艺成熟，但泵送混凝土胶凝材料用量多、坍落度也较大，水化热高，对混凝土的温度控制及裂缝控制不利。吊罐入仓虽可以采用低坍落度混凝土，但对施工场地空间的要求高，入仓受到顶拱的制约，浇筑受起吊设备能力制约，入仓强度难以提高。为尽可能的减少吊车梁开裂的诱因，选择了胎带机入仓的办法，采用胎带机入仓可以减少胶凝材料用量，并可以采用低坍落度混凝土，对混凝土的温控非常有利，同时浇筑速度快，但运行成本较高。本工程选择以胎带机入仓为主，泵送入仓为辅的入仓措施。 2.3.4 养护混凝土浇筑后及时进行养护，使其保持湿润状态，养护时间不少于28 d。混凝土浇筑12 h 后通制冷水进行混凝土内部散热。 2.4 后期防护岩锚梁防护主要从两方面着手，一方面是做好混凝土表面防护、防止爆破飞石，另一方面就是控制做好爆破震动控制。在吊车梁浇筑达到28d 龄期前，该段混凝土周围30 m 区域内不进行爆破施工。混凝土到达28d 龄期后进行的爆破施工，要严格控制爆破单响药量。在岩锚梁下部的开挖过程中，加强爆破振动监测，及时反映开挖施工对吊车梁混凝土的影响，以便改进施工措施和控制手段。对岩锚梁顶面采用砂袋保护，对直墙及下斜面，浇筑后不拆模，采用自身板覆盖防护。 3 结语岩锚梁混凝土施工工期为2006年6月1日～2006年9月22日，总工期114 天。岩锚梁混凝土实际浇筑量为4082m3 ，混凝土质量评定合格率100% ，优良率98.5 %。岩锚梁混凝土施工采用了多种防裂措施，到目前为止，未发现裂缝，实现了国务院三峡工程质量专家组和三峡开发总公司提出的“无裂缝岩锚梁”的目标。三峡工程地下电站岩锚梁混凝土施工，体现了追求“精品工程”的质量意识，体现了技术先行、预防为主的指导思想，在施工过程中，全面推行精细化管理，施工质量在过程中受到了严格控制，取得了令人满意的成果。

原作者：张志斌，李明新

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发布：2007-08-14 12:42 编辑：泛普软件 · xiaona [打印此页] [关闭]

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