2006年4月1日 惠南庄泵站第一块混凝土底板浇筑

2006年4月26日 惠南庄泵站前池混凝土浇筑_调整大小

　　保证混凝土浇筑质量一直是南水北调工程建设的重点，尤其解决大体积混凝土结构裂缝，更是建设者攻关的重点。中线惠南庄泵站建管部、各参建单位与国内科研机构合作，应用补偿收缩混凝土施工工艺和温度控制措施进行了一系列科学研究，并将成果与工程实践结合起来，在控制大体积混凝土裂缝方面取得了显著成效。

惠南庄泵站
大体积混凝土遭遇裂缝难题

　　惠南庄泵站是南水北调中线干线工程总干渠上唯一的泵站，是北京段实现小流量自流、大流量加压输水的关键性建筑物，也是南水北调中线工程的标志性建筑物之一。泵站主体工程多为大体积、大跨度结构，其中前池、进水池为整体箱形结构，最大浇筑仓长52.8米，宽15米，其间不设施工缝。主厂房的底板厚度达3米，边墙局部厚度达3.4~4.4米，副厂房长114.6米，宽16.44米，底板厚1.6米，底板和墙体通仓不设伸缩缝。

　　在施工中，由于大体积混凝土内部水泥水化热散发较慢，混凝土在后期将产生较大温降，在此过程中如果受到基础的约束，容易出现裂缝。同时，当年浇筑的混凝土进入低温季节时，由于环境温度下降，大体积混凝土内外温差将增大，也易导致裂缝。此外，施工方法和施工措施的不当，也会导致混凝土结构裂缝。因此，若不优化混凝土配合比设计，采取恰当的施工工艺和合理有效的温控措施，大体积混凝土结构裂缝将不可避免。惠南庄泵站大体积混凝土结构同样遭遇到裂缝难题。

　　惠南庄泵站前池及主、副厂房因抗浮稳定和结构布置需要，部分永久变形缝间距接近或超过规范限值，使现有混凝土施工工艺和温度控制措施存在一定局限性。与此同时，由于惠南庄泵站项目为中线干线工程大型远距离输水项目的一部分，对结构裂缝的控制要求比普通混凝土结构要高，从输水安全的角度考虑，施工质量对混凝土裂缝控制提出了更高、更严格的要求，甚至要高于现有国家规范。

　　为了实现结构自防水和超长混凝土结构连续无缝施工，惠南庄泵站建管部决定泵站主体工程全部采用补偿收缩混凝土，并设置膨胀加强带。

联合攻关
采用补偿收缩工艺控制裂缝

　　鉴于补偿收缩混凝土和膨胀加强带技术在水工大体积钢筋混凝土结构中的应用并不多见，施工经验尚不十分成熟，惠南庄泵站项目建设管理部和水利部水利建设与管理总站、武汉大学三家单位联合对补偿收缩混凝土在超长大体积混凝土结构中的应用进行科学研究，并将研究结果应用于现场施工。

　　补偿收缩混凝土控制裂缝的原理是在混凝土中掺加适量的膨胀剂，膨胀剂通过与水泥的化学反应，使混凝土产生适量的膨胀，膨胀在钢筋和邻位限制下，使钢筋混凝土中产生一定的预压应力。该应力可大致抵消混凝土温差收缩、干缩时产生的拉应力，从而防止混凝土开裂。同时在加强带位置使用膨胀量比两侧稍大的混凝土，以增强上述功效。膨胀剂产生的膨胀量与膨胀剂的掺量、混凝土的施工条件、温控措施、配筋率等有关，在混凝土内产生过量的膨胀量和过小的膨胀量均达不到防裂效果。

　　虽然此前中国建筑科学研究院研制的ZYP膨胀剂已经应用在很多工业民用建筑物中，并且取得了不错的效果，但水利工程的输水建筑物毕竟与工业民用建筑物不同，其裂缝控制的标准存在较大的差异，工业民用建筑物只要不出现影响建筑物安全的裂缝就可以了，而水利工程的输水建筑物则要求不出现漏水的裂缝，特别是对惠南庄泵站工程来说，裂缝的控制更加严格，所以必须详细研究ZYP膨胀剂在惠南庄泵站工程中的可行性和适用性。

　　惠南庄泵站建管部和水利部水利建设与管理总站、武汉大学三家单位联合对补偿收缩混凝土温度控制措施进行深入研究，采用三维瞬态有限元方法对混凝土结构的温度场和应力场进行仿真反演分析，得出施工期混凝土实际热学、力学参数以及限制膨胀参数，据此指导施工期温度控制措施的制定。

补偿收缩混凝土
有效避免了裂缝

　　主体工程开工之前，惠南庄泵站建管部组织设计、施工、监理单位，并邀请国内知名专家，共同研究、制定混凝土施工工艺和流程。方案确定后，为了给后期施工积累经验并验证所制定的施工工艺，专门指定了两个浇筑段作为补偿收缩混凝土施工试验段。通过收集试验段混凝土内部实际观测数据，对结构物理、力学参数进行分析、论证，以验证施工工艺的合理性。

　　从工程实践情况来看，补偿收缩混凝土有效避免了大体积混凝土结构裂缝的出现，实现了超长混凝土结构无缝连续施工技术。截至目前，惠南庄泵站进口闸、前池、进水间、主厂房等部位的大跨度、大体积混凝土未出现危害性裂缝。
　　补偿收缩混凝土和膨胀加强带技术在水利工程大体积钢筋混凝土结构中的应用并不多见，该技术不仅使惠南庄泵站混凝土施工质量得到了切实保障，也为补偿收缩混凝土在水利工程大体积混凝土结构中的应用和超长混凝土结构无缝连续施工工艺积累了大量行之有效的实践经验。（汪强）