高寒氣候條件下水電站混凝土外觀質量控制探究

李朝暉

（中國水電建設集團十五工程局有限公司，陜西 西安 710016）

1 工程概況

某水電站位于新疆伊犁哈薩克自治州的喀什河中游峽谷，樞紐由發電廠房、發電引水建筑物、砼面板堆石壩、表孔溢洪洞以及深孔泄洪洞等建筑物組成。混凝土面板壩是利用河灣凸岸（右岸）來布置泄洪和發電引水系統，而壩線則位于河道轉彎處。水庫為不完全多年調節水庫，總庫容2.07 億m3，導流、泄洪和發電引水系統均布置在右岸，發電引水洞采用“一洞三機”的布置方式，由引渠、進水口閘井、上平洞段、斜井段、下平洞段及岔管段組成。水電站廠房采用地面廠房，位于河道右岸，主廠房內安裝3 臺單機容量為45MW 的水輪發電機組，總裝機容量為135MW，多年平均年發電量7.6億kW·h。

工程所在地屬于典型的高寒氣候，氣象資料顯示，多年平均降雨量300mm，多年平均蒸發量1715mm，年最低氣溫-40.4℃，年平均最大風速40.0m/s。電站所在地的氣候特點是晝夜溫差大、降雨量少，氣候干旱。這種氣候類型對混凝土施工的影響非常大，所以把控混凝土的施工質量是工程施工的技術難點問題，也是保證工程質量的重要環節。針對以上特殊氣候，項目部采取了一系列有效的措施，取得了比較好的效果，有效保證了混凝土的外觀質量。

2 混凝土外觀質量控制的具體做法

2.1 建立健全質量管理制度

（1）建立質量管理組織機構。以項目經理為第一責任人，圍繞總工開展技術管理工作，配合生產經理強化執行力度，將項目管理層納入組織機構，參與質量管理，為質量管理提供強有力的領導保障體系。

（2）成立質量管理部門。配備技術過硬的部門主任，依據質量管理體系，建立健全質量管理規章制度，編制質量管理措施，組織開展質量培訓教育，在日常工作中按制度措施進行質量管理，做到有法可依，執法必嚴。

（3）嚴格質量會議制度。每周組織召開質量會議，由質量管理部點評質量管理工作中的亮點與缺點，提出表揚與批評。組織參會人員展開討論，制定切實可行的整改措施，責任落實到人。

（4）強化質量檢查跟蹤制度。嚴格按照“三檢制”進行過程控制，現場施工人員全面細致檢查，質檢人員跟蹤問題部位整改落實，做到全面覆蓋，不留隱患。

（5）嚴肅質量管理獎懲辦法。在日常質量管理工作中，對于工作表現突出的人員給予獎勵，對于質量意識淡薄、問題不斷的人員給予處罰，做到有付出就有回報，并將其作為個人績效考核成績歸入職工檔案。

2.2 加強原材料的質量控制

水電工程普遍采用自建拌合站拌制混凝土，因此必須首先加強各種原材料的質量控制。根據施工工藝和倉位特性的要求，試驗優化施工配合比和確定攪拌時間，拌制滿足現場施工需要的優質混凝土，是保證混凝土外觀質量的首要工作。

（1）設備物資部對各種原材料廠家進行考察、評價。原材料進場后，物資部門按規定的批量進行取樣并索要質量證明文件（檢測報告和合格證）及樣品一同交試驗室檢驗。

（2）水泥應按規范要求逐批檢驗。如果不能確定該水泥是否為同批水泥時，每進廠一次應檢驗一次。每次必須檢驗其安定性、凝結時間和強度指標，合格后方可使用。砂、石骨料質量應符合規范的規定，進場砂、石應附有檢驗報告，并至少每半年提供一次由行業主管部門認可的檢驗單位出具的抽樣檢驗報告。冬季拌制混凝土所采用的砂、石應清潔，不得含有冰、雪、凍塊及其他宜凍裂物質。當使用不同廠家、不同型號以及不同品種的外加劑復合時，應當熟悉了解其相容性以及對混凝土性能可能產生的影響，使用前應進行試驗，滿足要求方可使用。冬季拌合用水，水加熱溫度必須符合《建筑工程冬期施工規程》（JGJ/T 104）規定，加熱水使用的水箱給予保溫。對拌合水加熱要求水溫準確，有足夠的熱水量，保證先后用水溫度一致。

（3）優化施工配合比。良好的施工性能，是確保混凝土施工質量的重要方面。通過優化混凝土配合比，試驗出和易性、抗分離性、均勻性好的混凝土配合比，就可以減少混凝土裂縫的產生。電站廠房為單臺機組設計，倉位少，工期緊，混凝土入倉采用溜槽配串桶的傳統工藝，混凝土選用泵送混凝土。為了縮短拆模時間和保證混凝土外觀質量，項目部在水泥用量、含砂率、塌落度上進行了優化調整。水泥用量比通常情況略為加大一點，但是，在混凝土攪拌過程中，絕對不允許通過增加用水量，即隨意增加坍落度，從而加大水泥用量。在砂含率滿足骨料級配要求的情況下，為了使混凝土達到均勻致密的質量并充分改善混凝土拌和物的和易性，與通常情況下混凝土中細骨料最佳含量相比，可以略微增加細骨料含量。將泵送混凝土塌落度由12 ～16cm，調整為11 ～14cm，增大混凝土拌和物粘稠度。此外，混凝土攪拌運送過程中，要按照上下限限差嚴格控制混凝土坍落度波動，從而使混凝土的塑性穩定性得到保障。

（4）嚴格控制攪拌時間。電站采用1.0m3強制式拌合機，混凝土拌合時間經過多次實驗測定，最終確定了拌合時間為2.5min，嚴格對拌和過程進行控制，達到消除水泥砂漿分布不均現象的目的，從而保證混凝土外觀色澤的一致。

2.3 優化模板制作安裝工序

電站廠房與房屋建筑有很多相似之處，也包含了大量的板梁柱結構，不同之處就是板梁柱結構尺寸比較大，所有墻體均為鋼筋混凝土結構，孔洞和埋件數量大，各功能層的結構形狀各不相同，采用的混凝土都是清水混凝土。因而，針對模板的制作和安裝，需要提出更高的要求。

（1）模板制作。考慮到電站廠房復雜的外形結構，不同部位需要選用不同模板，并且盡量設計成大塊模板，從而更好地體現清水效果；尾水閘墩端頭模板選用定型圓弧鋼模板，易于安裝，弧度精確。板梁柱模板選用1.2cm的竹膠板，整片制作，易于加固，板面光潔平整。大面積墻體選用6015 大塊鋼模板，拼裝快速，板間縫少。

（2）模板安裝。在模板安裝時，要保證位置和幾何尺寸正確，并且嚴密、牢固，從而避免澆注時發生跑漿和脹模現象，嚴格控制模板安裝的各個環節：第一，挑選合格的模板，確保支撐有足夠的強度、剛度和穩定性，淘汰損壞和變形的模板。第二，打磨清理每塊模板，現場質檢人員驗收合格后方可使用。第三，均勻涂刷脫模劑，脫模劑采用新機油與柴油按3 ∶7 的比例配制。嚴禁隨意更改比例和使用廢機油。第四，模板縫間粘貼雙面膠帶，防止漏漿。第五，鋼模板用環形扣聯接，環形扣數量不得隨意減少。第六，模板加固要求所有圍囹采用雙鋼管，并且橫圍囹間距不能大于1.0m，豎圍囹間距不能大于0.75m。

2.4 認真規范地進行混凝土鋪料振搗

混凝土的鋪料振搗是出成果的關鍵階段，在這個階段若操作不當，最易出現蜂窩、麻面、狗洞。而鋪料方法、振搗器選擇、振搗人員水平，是澆筑過程中影響混凝土外觀質量的三個主要因素。

（1）鋪料方法。電站廠房主體混凝土采用溜槽配合串桶入倉，框架柱混凝土采用塔機入倉，均為泵送混凝土配合比，澆筑速度快，層間間歇時間短，所以混凝土鋪料方法采用分層順序連續鋪料，自由傾落高度不不超過2m，逐層鋪料，逐層振搗。

（2）振搗器。根據倉面大小，配置合適的振搗器。梁柱由于鋼筋密集，空間狹小，選用φ50 振搗器振搗。板層由于混凝土厚度小，面積大，選用平板振搗器振搗。大體積混凝土厚度大，面積大，選用φ100 振搗器振搗。

（3）振搗人員。選擇有振搗經驗的專業人員組成振搗班組，進行崗前技術培訓和技術交底，按照振搗質量標準操作，施工過程中淘汰責任心不強的振搗施工人員，強化班組力量。為防止漏振和過振，必須控制好振搗間距、速度及時間。

2.5 加強混凝土拆模和養護工作

（1）拆模時間和方法。電站廠房混凝土梁板柱混凝土標號C25,基礎和墻體混凝土標號C20，施工時段集中在4—8 月，該時段平均氣溫25℃。基礎和墻體在24h后即可拆除模板，梁板柱要求強度達到75%時方可拆除模板，實驗測定C25 混凝土7d 即可達到75%強度。嚴格遵守從上而下的原則進行拆除，嚴禁使用撬杠等其他利器從中間強行拆除，劃傷混凝土表面。

（2）混凝土養護。拆除模板后，應及時進行養護，以減少混凝土表面的色差、收縮裂縫等現象。混凝土的養護應從混凝土的初凝后開始，并且養護應使用潔凈水，養護所用的覆蓋層不得掉色，以防止養護過程中污染混凝土的表面顏色。要控制好灑水養護時的水溫，使表面溫度與混凝土內部溫度之間的溫差不超過20℃，以免因混凝土內部和外部溫差大而引起溫度裂縫。在頂面灑水之前，應將混凝土結構的側面和底面充分潤濕。由于水在混凝土頂面上的蒸發，會析出一定量的堿和外加劑，灑水時會被沖掉。如果側面和底面混凝土干燥，則從頂部表面流下的水會滲入，從而污染側面和底部混凝土的外觀。對于不能保水養護的部位，應當采用養護劑進行養護，或拆除模板后在混凝土表面直接噴涂保護膜，既可免去養護，又能提高混凝土的視覺效果和耐久性。在砼初凝后采用覆蓋毛布的方法進行養護，正常氣溫下的養護時間應不少于7d，而在冬季施工，則養護時間不少于14d。

2.6 重視混凝土表面修復工作

為了確保澆筑后的混凝土色澤自然光潔、線條平順優美，對原材料、配合比設計、模板加工到混凝土施工的各個環節進行了嚴格的控制，但是由于施工過程中存在諸多不可預見的因素，任何環節的失誤都將直接影響混凝土的外觀質量，導致出現色差、氣泡、砂痕、毛細裂縫以及麻面等現象。因此，有必要通過細致地修復外觀缺陷來恢復澆鑄混凝土的自然美。在修補過程中，應當配置與混凝土漿體顏色相同的修補漿并均勻地涂在混凝土表面上。如有必要，應將適量的建筑膠摻入漿體中以增加粘結力，并充分利用混凝土前期強度發展過程中的水化加熱過程進行養生，以便將修補漿體和混凝土主體部分結合為整體，以達到色澤一致的效果。

3 結束語

通過各種有效的措施，保證了在新疆特殊氣候條件下的電站混凝土施工質量，外觀色澤均勻、平整光潔、氣泡分散，得到建設方和監理方一致好評，受到兄弟單位的觀摩學習，并被確定為業主上級公司公司的標桿項目參加集團全國范圍內的“對口”競賽。本項目在混凝土外觀質量控制方面為其他工程提供了參考。