大石橋水庫重力壩混凝土施工防裂技術

王琪，孫明號，吳澤軍

（安徽水利開發股份有限公司，安徽 蚌埠 233000）

1 工程案例

1.1 概況

潼南大石橋水庫是一座具有農業灌溉、縣城應急水源、場鎮供水及農村人畜飲水等綜合效益的新建中型水利工程。水庫壩址位于潼南縣桂林街道高何村古溪河矮子橋上游約600m處，距縣城約4.0km，至重慶市區約90km。工程包括大壩樞紐、灌區、縣城應急水源三部分。大壩為常態混凝土重力壩，正常蓄水位251.00m，相應庫容1140萬m3，壩頂高程253.50m，壩頂寬6m，最低建基面高程226.00m，最大壩底寬29.73m，最大壩高27.5m，壩軸線長106.0m。

1.2 大壩混凝土

大石橋水庫大壩利用常態混凝土施工，屬大體積混凝土范疇，施工時需計算混凝土溫度和應力，確定并采取有效控制溫度的措施，如優選配合比，及全過程優化（混凝土攪拌、運輸、入模、澆筑、養護等），使其具有良好的和易性和適應溫度變化，采用科學方法，組織施工，妥善處理溫度差值，合理解決溫度應力問題，控制好裂縫，以滿足結構物施工防裂的需要。

其中，在大壩壩基及壩體內埋設冷卻水管，冷卻水管管材為直徑25mm厚2.5mm的鋼管，間排距為1.0m×1.0m（垂直層間距X水平間距）蛇形布置，可有效降低混凝土開裂風險。

2 影響因素分析

2.1 入模溫度

入模溫度越高，水化熱初始值高，造成其峰值大。

2.2 水泥品種與水泥用量

目前市場上主要有高中低熱等多品種水泥，而混凝土溫度上升根源在于控制水化熱，大體積混凝土控制水化熱的基礎是采用中低熱水泥，同時在不影響水灰比的前提下，摻加粉煤灰等材料減少水泥摻量，從而達到降低水化熱的目的，減少了溫度裂縫的可能。

2.3 環境溫度

環境溫度變化過大，可能造成內外溫差偏大，進而造成混凝土內部破壞而產生裂縫，如寒潮影響等。

2.4 導熱性能

混凝土的導熱性能越好，熱峰值出現的時間可能就提前，內外溫差就相應減少，如不同的原材料、配合比等。

2.5 建筑物幾何尺寸

大體積混凝土在分層分段施工不宜過長、過厚。

2.6 施工工藝

分塊、分層可以減少溫度收縮應力和控制裂縫的拓展。

3 工程施工條件

3.1 施工場地

大石橋水庫實行標準化建設營地，完善供水、供電、冷卻系統，完善商品混凝土入場條件，做好倉面施工準備工作。

3.2 作業條件

施工前清理基層上的雜物；加固模板、補模板縫隙，加固好模板支撐，以防漏漿。

測量好冷卻水管的尺寸、位置，將冷卻排管固定在架立鋼筋網片上，通水試運行，檢查水管密閉情況。

混凝土配合比通知符合實驗室配合比，并按檢測規程規范要求做好相關原材料、半成品的檢測準備，澆筑及運輸設備已到位，滿足混凝土連續施工的需要。

3.3 冷卻管

一般布設高度為澆筑倉底面以上0.50m和1.50m兩層。

3.4 主要材料

所需用的混凝土在澆筑前2d準備齊原材料，并經抽檢合格。周轉材料的用量按照120%配置。所需降溫材料主要有冷卻管、架立固定鋼筋、土工布等。所需用量經計算后在施工前5日內運至現場庫房堆放，隨用隨領取。

4 主要施工要領

4.1 工藝流程

大石橋水庫大壩混凝土工藝流程：實驗配合比及優選→原材料準備→倉面架立筋→冷卻系統安裝→測溫管埋設→倉面清理→驗倉→水平及垂直運輸混凝土→分層分塊→振搗→養護、測溫→（冷卻管）控制混凝土溫度→冷卻管封堵。

4.2 澆筑準備

澆筑前將倉面內雜物清凈，潤濕混凝土墊層，不留積水。按規程規范要求及檢測頻率，做好坍落度現場測試及控制工作。

4.3 運輸流程

該工程混凝土采用密閉運輸罐車運至現場，基坑面以下的混凝土采用溜槽，上升部位混凝土可采用塔吊吊混凝土料斗入倉。

4.4 模板

該壩體混凝土建筑物結構形狀比較規則，絕大部分屬大體積混凝土，可大量采用大型整拼鋼模板。根據各部位的結構特點，模板工程初步規劃如下：大壩基礎及溢流堰、擋水壩段，采用大型整拼鋼模板，內置拉條、外立支撐的形式進行固定，利于外觀質量控制；閘墩直墻采用大型整拼鋼模板；墩頭、墩尾采用定型木模板，板面釘一層鍍鋅鐵皮；溢流壩溢流面混凝土采用滑動模板，滑動模板由設在高程約242m的混凝土面上的卷揚機牽引，連續一次澆筑成型；導墻采用大型整拼鋼模板；護坦和排水廊道邊墻采用組合鋼模板；排水廊道頂拱和泵站采用定型圓弧鋼模板；異型及細小部位采用木模；堰頂、護坦等過流平面采用鋼管樣架的方法進行表面控制施工。

4.5 混凝土施工

4.5.1 混凝土

大石橋水庫大壩混凝土在澆筑時，振搗棒移動間距小于50cm，避免過振、漏振現象。當混凝土澆筑到最后離邊模板5m左右時，應將布料管轉移到邊模板處，使混凝土從邊緣向中間澆筑，不使浮漿、砂漿集聚在邊模板處。澆筑混凝土每振搗完一段，應用平長刮尺按標高刮平，用鐵抹子拍壓，木抹子搓平。

4.5.2 養護

降低大體積混凝土塊體內外溫度差和減慢降溫速度來達到降低塊體自約束應力和提高混凝土抗拉強度，以承受外約束應力時的抗裂能力，對混凝土的養護是非常重要的。混凝土澆筑后應及時進行養護。混凝土表面壓平后先在混凝土表面灑水濕潤。

4.5.3 混凝土測溫

冷卻水溫與混凝土溫度之差控制在20～25℃，水流方向每24h變換一次。低溫季節通水冷卻時間不少于15d。控制壩體混凝土內外溫差不超過18℃，根據壩體內外溫差控制通水流量。前10d參考通水流量1.2～1.8m3/h，10d 后參考通水流量 0.5～1.0m3/h。控制最大降溫速率每天不大于1℃，如降溫速率偏大，可適當減小通水流量。冷卻結束時的混凝土溫度要求24+1℃。

4.5.4 孔道壓漿

完成降溫以后，對冷卻管進行壓漿封堵處理。采用水泥漿對冷卻管進行回填灌漿，再切除蛇形管外露部分，并處理至滿足壩面美觀要求。

5 結語

本工程于2016年11月開始混凝土施工，2018年5月完成大壩主體，本工程大壩主體混凝土31000m3，其中壩體及壩基混凝土約27000m3。整體施工期間未發生明顯混凝土裂縫等質量通病問題，施工控制措施得當，得到了參建各方積極評價，所述施工技術可供業內人士參考并借鑒。