大体积混凝土施工工艺设计

大体积混凝土施工工艺设计

神华亿利电厂经理部

2006-7-30

I

目 录

1 工程概况 ..................................................................................................................................... 1 2编写依据 ...................................................................................................................................... 1 3作业准备和条件 .......................................................................................................................... 1

3.1 人员配备 .......................................................................................................................... 1

3.2 机械、工具配备 .............................................................................................................. 1 3.3 施工用材料要求 .............................................................................................................. 2 3.4力能供应 ........................................................................................................................... 2 4作业方法和工艺要求 .................................................................................................................. 2

4.1作业主体方案 ................................................................................................................... 2 4.2 作业方法与步骤 .............................................................................................................. 2

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神华亿利（4×200MW）煤矸石自备电厂 大体积混凝土施工方案

1 工程概况

神华亿利（4×200MW）煤矸石自备电厂输煤系统大体积混凝土较多，翻车机室、1#2#廊道、汽车卸煤沟、灰库及锅炉补给水处理室外构筑物均有大体积混凝土，其中除灰系统重要建筑灰库及控制室基础工程混凝土量最大，是本次工艺设计的重点。灰库及控制室基础为钢筋混凝土筏板结构，外形呈田径比赛的环形跑道状，中间矩形部分尺寸为38.1m×17.5m，两端分别为半径8.75m的半圆。基底标高-3.5m，底板厚度1600mm，库底环梁截面尺寸为1200×2500mm，外径13550mm。基础砼强度等级为C30，施工时底板和库底环梁一起浇注，总的混凝土量为1619m3。 2编写依据

2.2《电力建设施工质量验收及评定规程》第1部分:土建工程DL/T 5210.1-2005 2.3《灰库及控制室基础图》土建部分 第1分册 2.5《混凝土结构工程施工及验收规范》GB.50204-2002 2.6 中国建筑工业出版社《建筑施工手册》缩印本（第二版） 3作业准备和条件 3.1 人员配备

序号 1 2 3 4 5 总计 工种 混凝土工 各类司机 机操工 电工 普工 劳动力分工 砼布料、浇筑、找平、养护 运输车辆、装载机等 搅拌机、泵车、搅拌运输车等机械操作 现场照明、施工用电，电气预埋、电气安装 材料搬运、配合、应急 人数 30 6 16 2 10 64

电工特殊工种，其作业人员必须经过国家规定的专业培训，持证（特殊作业人员操作证）上岗；单项技术员全面负责单项工程技术策划、施工质量监督及现场管理调度工作；材料员负责施工用材料的采购、进场及检验工作。电工负责用电设备的维护和安全防护工作；工人要严守操作工序，把好质量关，遵守现场安全文明施工管理规定，听从指挥，服从管理。

3.2 机械、工具配备

机械、工器具配备一览表 表1

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额定功率（kW）机械名称 规格型号 或容量（m3）、吨位（t） 混凝土施工机械 砼搅拌楼 搅拌机 装载机 砼搅拌运输车 砼输送泵车 HS-60-1000 ZL750 ZL50 JQC602 IPF85B 83 154 6m3 138.3 徐州建机 2002年 湖北建机 2002年 厦门工程 1999年 上海电力 2003年 徐州工程 2001年 1 1 1 3 1 1 1 0 0 1 0 0 1 3 0 厂牌及出厂时间 数量（台） 小计 其中 自有 租赁

机械设备要求：灰库及控制室基础底板施工前，各种机械设备搅拌楼、汽车泵、搅拌车、钢筋加工机械等必须进行全面检修，对某些部件予以更换，同时购置易损配件备用，确保正常运行。

3.3 施工用材料要求

水泥采用P.O42.5普硅水泥，河砂为中砂，石子为5～31.5级配石子，粉煤灰为I级粉煤灰。 3.4力能供应

灰库及控制室基础底板施工，砼浇注前，应组织检修人员对水管线路的完好性进行检查，以确保砼生产、浇注时的施工用水。

专业工程处电维护人员应检查砼搅拌站前后台、现场照明和机械、工器具施工用电设备、线路的完好性，以确保正常供电。

砼供应采取砼搅拌站生产供应方案，砼由现场汽车泵通过砼搅拌车送到浇注点。 4作业方法和工艺要求 4.1作业主体方案

4.1.1 砼整体泵送方案：本次砼浇注通过搅拌车将砼运至汽车泵然后浇注到灰库基础。 4.1.2施工工艺方案：混凝土浇筑采用搅拌车与汽车泵相结合，一次浇筑结束，不留置施工缝，重点在于砼入仓量的控制及温度控制及养护。 4.2 作业方法与步骤

4.2.1 施工作业步骤和作业流程 1)混凝土生产及浇筑

根据施工规划，本工程混凝土在生产临建区的集中搅拌站搅拌，集中搅拌站使用1座HL60-2F1000型搅拌搂生产混凝土，1台HZ750型搅拌机，3台HTW604型搅拌车运输混凝土，一台IPF-8513汽车泵及基础周围搭设四个溜槽输送混凝土入模，汽车泵布置于基础南侧外基坑边上，5台ZN50振动棒振捣。 2)砼浇筑前的准备工作：

（1）钢筋工程的隐蔽，模板工程的预检，预埋件工程的检查、安装相关预埋均已完成。

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各种资料准备齐全。模板内的土方及粘在模板上的杂物均清理干净，钢筋上无油污及泥等，浇筑机具完好，技术交底已到位。

（2）检查模板接缝，阴阳角平整度及支撑情况，保证砼浇筑后的效果，模板工艺和砼综合效果密切相关。采用大模板体系主要防止板面不平整，拼缝不一致。线角不顺直现象，各种支撑牢固、可靠，有足够的强度及刚度，保证砼不变形。

（3）砂、石、水泥等材料准备充足，且检验合格，水泥能保证连续供应。 （4）人员到位，安排好值班工作，对操作人员和值斑人员进行技术交底。 （5）各种机械设备运转正常、砼泵车就位。

（6）在砼浇筑之前了解浇筑时是否回出现停电情况，确定不会出现停电才可浇筑 3)砼工程的浇筑 （1）砼的分层浇筑

砼泵车由底板的东侧端部开始，逐步向西侧推进。采用自然分层施工法施工，利用混凝土自然流淌形成的斜坡进行分层，详见附图，“采用分段定点下料，一个坡度、薄层浇筑，循序渐进，一次到顶”的浇筑方法，每层400mm，振捣时布置四道振捣棒，第一道在底板面（即坡顶），每隔400mm深为一道，并采用红油漆标在模板内面上，每400mm高做一标记，从而保证覆盖整个坡度，确保不漏振。砼的振捣应设专人振捣，使用振动棒时应快插慢拔，并避免撬振钢筋及模板，每一振捣延续时间应以砼表面呈现浮浆且不再沉落及出现汽泡为准，一般振捣应控制20~30S， 避免过振导致的砼产生离析,振捣棒移动间距应为400~500mm，其与模板间距应控制在200~300mm，振捣棒插入砼的深度不应小于500mm。随着混凝土浇筑的向前，振捣棒也相应跟上，平行推进，新旧混凝土结合面，需插入结合面下100mm进行振捣，以保证混凝土的施工质量。混凝土浇筑到设计标高后，先用刮尺刮平，再用木抹抹平压实，在混凝土初凝后用铁抹对混凝土表面进行抹平压光三遍，防止混凝土表面出现干缩裂缝。 （2）混凝土供应能力测算：

灰库及控制室基础底板由于混凝土量大，又必须连续浇筑，因此混凝土供应能力是施工关键。决定混凝土供应能力的因素有2个：材料供应和机械性能。在混凝土浇筑前，项目部将贮备充足的砂、石、外加剂，水泥罐中装满水泥，以保证每天24小时随时供应，因此材料供应不会影响混凝土连续浇筑。现对搅拌站混凝土生产、运输、泵送能力进行测算。

混凝土按斜面分层施工，每层厚度400mm，按照施工实践经验，混凝土流淌长度为混凝土堆积高度的6倍，本工程混凝土最高堆积高度为1.6m，则混凝土最大流淌长度为1.6×6=9.6m。基础宽为17.5m，则可计算出浇筑一层混凝土所需的最大供应能力为（17.5×9.6）×0.4=67.2m3。已安装的1座混凝土搅拌楼的生产能力最小产量为48×1= 48m3/h，最大产量为60×1=120m3/h，1台HZ750型搅拌机备用, 最小产量为30×1= 30m3/h。根据试配，砼的初凝时间为150min，即浇筑一层混凝土的充许时间为2.5h，得出确保混凝土连续浇筑的最小供应量为67.2m3÷2.5h=26.9 m3/h，根据实际其生产能力可满足混凝土连续浇筑的需求,即时一座混凝土搅拌楼意外出现故障，也能确保灰库及控制室基础底板混凝土连续浇筑。

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在开始浇筑混凝土前，对搅拌站机械进行一次彻底的维修，并在施工中由维修人员24小时值班，杜绝因机械故障而影响混凝土连续施工。 （3）混凝土温度应力的计算：

灰库及控制室基础底板为大体积混凝土，需对其内外最大温差进行测算，以确定是否需采取措施降低混凝土内外温差，减小温度应力，防止出现裂缝。

a、最大绝热温升 Th=(mc+K·F)Q/c·ρ

=(296+0.25×112)×375/0.97×2400=52.2℃ Th — 砼最大绝热温升(℃)； mc —砼中水泥用量(kg/m3)；

F — 砼活性掺合料用量(kg/m3)，本工程指粉煤灰； K — 掺合料折减系数，粉煤灰取0.25～0.30；

Q — 水泥28d水化热(kj/kg)，查表得普硅42.5水泥Q=375。 2、砼中心计算温度 T1(t)=Tj+ Th·ξ(t) =28℃+52.2×0.65=61.93℃

式中T1(t) — t龄期砼中心计算温度，因三天龄期时砼温升最大，故取3天龄期； Tj — 混凝土浇筑温度(℃)，控制在28℃以内，取28℃； ξ(t) — 3天龄期降温系数，查表得ξ(t)=0.65。 b、砼表层(表面下50～100mm处)温度δ 保温材料厚度

δ=0.5h·λx(T2－Tq)Kb/λ(Tmax－T2) =0.5×1.6×0.14×15×1.3/2.33×20 =0.047m

δ — 保温材料厚度；

λx — 所选保温材料导热系数[W/(m·K)],本工程拟用塑料薄膜、棉毡覆盖养护,故导热系数取草袋的值, λx=0.14；

Tmax — 计算得砼最高温度(℃),根据经验T2－Tq=15～20℃, Tmax－T2=20～25℃； Kb — 传热系数修正值,查表得Kb=1.3。 蓄水养护深度

hw=x·M(Tmax－T2) Kb·λw/(700Tj+0.28 mc·Q)

=336×0.56×20×1.3×0.58/(700×28+0.28×296×375) =2837.4528/50680=0.056m hw — 养护水深度(m)；

x — 砼维持到指定温度的延续时间,即蓄水养护时间(h),本工程养护时间为14天； M — 砼结构表面系数（1/m），M=F/V=907.3/1619=0.56；

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F — 与大气接触的表面积(m2)； V — 砼体积(m3)；

Tmax－T2 — 一般取20～25(℃)； Kb — 传热系数修正值,查表得Kb=1.3； 700 — 折算系数[KJ/（m3·K）]

λw —水的导热系数，取0.58[W/(m·K)]。 砼表面模板及保温层的传热系数 β=1/［∑δi/λi+1/βa］

=1/［0.047/2.33+0.056/0.58+1/23］ =1/0.16=6.25

β — 砼表面模板及保温层等的传热系数[W/(m·K)]； δi — 各保温材料厚度(m)；

λi — 各保温材料导热系数 [W/(m·K)]； βq — 空气层的传热系数,取23[W/(m·K)]。 砼虚厚度

h′=k·λ/β=2/3×2.33/6.25=0.248 h′— 砼虚厚度 k — 折减系数,取2/3；

λ — 砼导热系数,取2.33[W/(m·K)]。 砼计算厚度

H=h+2h′=1.6+2×0.248=1.848(m) H — 砼计算厚度(m)； h — 砼实际厚度(m)。 砼表层温度

T2(t)=T2+4·h′(H－h′)［T1(t)－Tq］/H2

=30+4×0.248×(1.848－0.248)×［61.93－12］/H2 =27+23.2=50.2℃ 砼内外温差

61.93－50.2=11.73＜25℃

由上述计算结果可知，在灰库及控制室基础的底板混凝土工程施工中，采取塑料薄膜、棉毡覆盖和蓄水养护等保温措施，在砼中掺低水化热的粉煤灰和FDN-800缓凝型高效减水剂减少水泥用量来降低水化热，使砼内外温差降至25℃以内。可防止混凝土中出现温度裂缝。

4)防止砼温度应力裂缝措施 （1）粗细骨料等其他材料要求

a石子：选用级配较好的碎石，粒径为10－30mm，其含泥量不得大于1%，且不得含有

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机杂质。在满足可泵性的前提下，尽可能选择粒径较大、级配良好的石子，减少单方混凝土的用水量和水泥用量，降低水化热。

b砂子：选用级配较好的中粗砂，细度模数大于2.6，含泥量不得超过2%，通过0.315mm筛孔的砂不得少于15%。在满足可泵性的前提下，应尽量降低砂率，最大控制在40％左右。在每班搅拌前检测砂子的含水率，如遇施工过程中天气发生变化等情况应加密检测次数。

c掺合料：在混凝土中采用超掺法掺加20%左右的粉煤灰，它可以等量取代水泥，既改善了混凝土的可泵性，又降低了混凝土的水化热。

d外加剂：在混凝土中掺入WDN-8缓凝型高效减水剂，不仅能够大大改善混凝土的和易性，减少了10%左右的拌和水，即节约10%的水泥，从而降了水化热。在混凝土中掺入UEA膨涨剂，减少混凝土收缩应力，避免收缩裂缝的发生。

（2）降低砼入模温度，通过在搅拌砼时采用水温较低的井水搅拌，井水水温经实测为10℃，用井水给碎石降温，最终降低砼的入模温度（28℃以内），使砼最终内外温度差减少，避免内外温差过大而形成温差裂缝。

（3）本次基础施工选择在早晨或下午4：00以后从而避免中午高温，下雨时雨量过大不能浇筑混凝土。

（4）砼浇筑量采用分层浇筑的方法，每层浇筑400厚，使砼在浇筑过程中均匀上升，从而降低水泥水化热（内部）。

（5）根据工程特点，采用“外保”的方法来控制混凝土内外温差。“外保”措施为：①砼初凝后，在表面覆盖一层塑料薄膜保温保湿养护；②再在上面覆盖一层棉毡保温养护；③再蓄水50mm以上养护；④推迟拆模时间（7天以上），延长养护时间（14天以上），延缓降温时间和速度，充分发挥砼的“应力松驰效应”。 5)加强施工中温度控制

根据本工程的实际情况，测点布置选择代表性的位置：在基础边缘、中心位置布置3个测温点，分别在混凝土底部、中部及表面，底部及表面的测温点距混凝土表面300。测温点用φ30钢管焊接钢板封底做成，上口高出砼面150mm，用温度计测温。混凝土浇筑完毕后开始测温，每6小时完成一次测温，并填写测温记录，24小时循环测试、监控，对各测点定时定点测温，3天后每8小时测量一次，直至混凝土温度降至10℃以下。在混凝土养护过程中，一旦发现混凝土内外温差超过25℃，立即通知施工部门及时调整保温及养护措施，使砼的温度梯度和湿度不至过大，以有效控制有害裂缝的出现。 6)砼养护

在混凝土浇筑完之后表面采用塑料薄膜或彩条布覆盖，再用棉毡覆盖， 侧模7天后拆模，并立即覆盖塑料薄膜加盖棉毡养护，在砼表边围堰蓄水养护，蓄水深度不小于50mm，混凝土养护派专人进行。混凝土拆模后，应尽量缩短暴露时间，及时回填，以防降温梯度过大，导致裂缝出现。从而延缓降低温度时间，保证混凝土不出现应力裂缝。

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