碾壓混凝土施工質量風險及控制措施

吳克勇

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410000）

文章根據《大中型水電工程建設風險管理規范》（GB/T 50927—2013），碾壓混凝土大壩施工期間，質量風險主要包括工程實體質量風險和質量管理風險。工程質量風險主要是原材料品質、施工工藝、方法和措施等方面形成的質量風險；質量管理風險主要是由管理體系、制度、人的能力和水平等方面形成的質量風險。施工過程中應根據工程實際情況對質量風險進行系統管理，做好風險辨識、分析和控制措施管理。

1 質量風險辨識

風險辨識是風險管理的基礎，根據有關規范并結合部分工程實際，碾壓混凝土大壩施工階段的質量風險可從質量管理體系、質量管理制度、工程材料、工程試驗、施工工藝、工程驗收、工程質量評價等方面進行辨識。主要風險問題如下：

（1）未建立健全質量管理體系。如果質量管理體系未建立或者不完善，沒有制訂明確的質量管理目標，無法分解相關管理職能、層次和過程，相關機構設置不合理，相關資源配置不到位，質量管理體系無法有效運行，質量管理出現漏洞，就會導致顧客滿意度降低，難以保證質量、成本、生產率以及經營績效獲得預期的效果。

（2）施工質量的管理制度不齊全。若施工階段未建立質量檢驗與評定、質量教育與培訓、質量風險管理、質量有效標準管理、質量缺陷處理、不合格處理、強制性條文實施、QC小組活動以及質量的獎懲等質量管理制度，將導致質量管理依據不全、管理職責不清、管理流程失控、管理記錄缺失等問題，無法形成程序化、標準化的管理。

（3）管理人員和操作人員的質量意識不足，能力和責任心不夠。人是質量控制的主要因素，綜合領導者的素質、質量管理人員的水平、操作人員的技能等因素可以看出，一方面是管理人員質量意識不強、管理經驗缺乏，不能主動查找問題、發現問題，不按設計和標準施工、擅自修改設計，現場管理不暢，管理人員缺位等；另一方面是施工操作人員技能不足、操作不規范、責任心不強以及違反施工工藝要求等。

（4）原材料出現質量問題或不合格。原材料主要包括水泥、摻合料、外加劑、鋼筋、骨料、止水等，其質量風險控制涉及原材料的選擇、運輸、存放、進場檢驗以及生產性試驗等方面。原材料存在假冒、偽劣或變質的風險，致使材料規格、品種、性能指標不合格；進場驗收、試驗檢測、倉儲管理工作存在管理漏洞或失誤以及大中型水利工程水泥、摻合料、外加劑未做優選試驗及相容性試驗等，將直接影響混凝土的工藝性能和工程質量。

（5）層間結合、防滲材料和設施不良。碾壓混凝土大壩，防滲是關鍵。作為壩體防滲處理的關鍵環節，層間結合處理、變態混凝土施工、防滲區混凝土及壩體止水設施的施工質量，直接影響碾壓混凝土大壩的防滲性能。層間結合面作為碾壓混凝土防滲的薄弱面，容易出現施工縫面處理不到位、混凝土初凝、層面發白發干、碾壓不密實、骨料集中等問題；變態混凝土施工存在漿液水灰比控制不嚴、加漿不均勻、加漿比例控制不嚴以及振搗不充分等問題；防滲區混凝土的設計寬度、混凝土級配、層間加漿、異種混凝土結合處理等存在不符合要求的問題；壩體結構縫的止水設施存在安裝位置不正確、材料破損、焊接缺陷等問題。

（6）碾壓混凝土溫控措施落實不到位。碾壓混凝土施工器具有施工強度高、上升速度快的特點，且施工以高溫、干燥、大風氣候為主，為減少壩體內部的溫度應力、降低混凝土內部最高溫度、控制內外溫差，需要采取混凝土預冷、外摻活性材料、倉面“小氣候”、冷卻通水以及低溫季節混凝土表面保溫等綜合溫控措施。如果溫控措施落實不到位，壩體出現較大溫度應力，混凝土出現溫度裂縫，通道滲漏，進而影響工程安全運行。

（7）室內試驗、現場工藝試驗、生產性試驗與工程實際條件（環境）不吻合。碾壓混凝土施工中，骨料性能分析試驗、配合比室內試驗、現場碾壓工藝試驗以及混凝土拌和生產試驗等，如果沒有結合原材料品種及來源、施工季節及氣候條件、施工設備以及管理環境等工程實際條件，將對砂石骨料、水泥、粉煤灰、摻合料、外加劑等的選擇以及混凝土配合比的優選、混凝土拌和、施工工藝參數的確定等造成影響。

（8）混凝土拌和質量不滿足要求。若原材料的品質、砂的石粉含量及含水率、粗骨料的超遜徑等控制不嚴，設備檢校和維護、操作人員的培訓和管理工作落實不到位，未按照選定的混凝土配合比進行配料和拌制，易導致碾壓混凝土拌和物質量不合格，影響混凝土現場碾壓施工和混凝土的物理力學性能。

2 風險分析

根據風險辨識情況，按照質量風險影響度定性分析原則，筆者認為質量管理體系和制度、管理人員和操作人員、原材料、層間結合以及溫度控制等質量風險因素對質量的影響較大，風險很高，有可能對工程的安全性、耐久性、正常使用和功能等產生重大影響。質量風險影響度分析見表1。

表1 質量風險影響度分析表

3 風險控制措施

（1）建立健全質量管理體系。按合同及工程質量管理要求，建立健全質量管理體系。制訂項目質量目標，明確質量管理應達到的水平，明確相關管理職能、層次和過程，明確項目經理為質量第一責任人；設置質量分管領導，設立質量管理部門和質量檢測機構，配置質檢人員和技術人員，形成全方位、全過程、全員參與的工程質量管理體系。

（2）建立質量管理制度。根據項目的特點，建立并完善項目施工的質量管理規章制度，做到有章可循、有據可依，為提升工程施工質量提供制度保障。

第一，推行質量策劃先行制度。從施工難點、施工工藝、工藝要求及施工材料等方面進行策劃，明確質量管理的細節，以便指導現場施工。

第二，根據工程特點建立質量檢驗和評定制度。樹立質量管理重在過程、重在現場的理念，嚴格執行“三檢制”，嚴把工序質量檢驗和驗收關。

第三，開展質量教育和培訓工作。根據工程實際施工情況，對質量管理專業人員及專職質檢員進行有針對性的教育培訓，提高質量管理理論水平和質量管理能力。抓好操作技能培訓工作，在各單項工程施工前由工程技術部門編制好相應的作業指導書，組織好施工作業人員對作業指導書的培訓學習。

第四，落實質量風險管理制度。根據項目質量管理實際，制訂施工質量風險識別與控制措施，明確風險管理的目標、方法與流程，及時收集信息，開展評估，制訂策略并實施監督與改進。

第五，施工技術交底制度。工程施工前，由項目部技術管理部門組織相關職能部門、作業工區及施工班組等相關人員，依照設計文件、施工圖紙及施工組織設計（施工措施）進行技術交底。

第六，建立責任追究制度和質量獎懲制度。發生質量問題時，按照“四不放過”原則追究責任；設立質量獎罰基金，獎勵在施工質量和質量管理工作中成績突出的職能部門、工區及個人，對違規、違紀、工作失職導致發生質量事故或質量低劣（缺陷）的責任單位和個人，視情節輕重收取質量教育金。

（3）增強管理人員和操作人員的質量意識，提高人員能力和責任心。加強項目負責人的素質教育培訓，開展質量培訓、宣傳、競賽、考核評比等活動，強化質量責任，引導和激勵員工主動關心質量，形成良好的質量意識。落實持證上崗制度，樹立和培養質量管理先進及操作能手，引導員工強化實戰操練和技能提高。采用人工智能及信息化系統，如機器人、智能設備、數字化系統以及BIM技術，減少對人的依賴，降低人工工作強度，提高管理能力和操作水平。

（4）保障原材料質量。水泥、摻合料、外加劑等重要的工程原材料應通過優選試驗確定廠家和品種，并在優選的基礎上盡量固定廠家生產和供應。按要求建設原材料堆放、儲備倉庫或車間，配備相應的防潮、排水、防雨遮陽等設施，并按不同廠家、品種、等級、出廠批號分別運輸和存放。嚴格原材料進場檢驗，杜絕不合格品投入施工現場使用，并保證不使用不合格材料。出現不合格材料時，應按照有關不合格管理制度進行調查分析和跟蹤處理。原材料進場或入庫前，每批材料均應有廠家提供的出廠合格證和檢驗報告，由機電物資管理部門負責及時通知試驗室進行取樣試驗，將檢測結果及時反饋到質量管理部門，質量管理部門統一將原材料合格證明及現場檢驗報告上報監理中心審核。

（5）避免層間結合、防滲材料和設施不良，提高施工質量。上游面防滲層混凝土比較單薄，干縮及溫度變化易產生裂縫，需要加強控制。主要措施有上游防滲區宜優先選用二級配混凝土，慎用三級配混凝土；上游防滲區變態混凝土寬度按設計要求嚴格控制，一般不超過100cm，不得隨意調整；變態混凝土的加漿方法、水灰比重以及加漿量需通過試驗確定，應安排專人負責加漿并精確計量，加漿后及時進行振搗。同時，加強工藝質量控制，規范混凝土施工行為，對卸料高度、攤鋪厚度、碾壓遍數以及骨料集中處理進行跟蹤檢查。

碾壓混凝土層間接合不良將影響混凝土抗剪強度，引發層間滲漏，因此應采取優化施工組織設計、加快混凝土入倉速度、落實倉面保溫保濕、合理選擇碾壓混凝土鋪筑方法、縮短混凝土層間隔時間等措施，將碾壓混凝土拌和物從拌和到碾壓完畢控制在2h內，保證間隔時間比混凝土的初凝時間短1～2h。另外，當平層鋪筑法難以滿足要求時，可采用斜層鋪筑法施工，應按設計要求在防滲區混凝土碾壓層面上鋪灑水泥灰漿，大幅度縮短層間間隔時間，提高層間結合質量。還要加強大壩防滲效果質量檢查，要對止水材料的性能（力學強度、厚度等）、加工尺寸和安裝質量進行檢查，并重點檢查接頭焊接質量（滲漏檢測）。在大壩上游防滲區進行鉆孔取芯和壓水試驗檢查，檢查混凝土的力學性能指標和滲透情況。

綜合運用數字化系統進行監控，對混凝土碾壓厚度、碾壓遍數、碾壓機行走速度、激振力以及混凝土澆筑溫度、內部溫升和冷卻通水情況進行全過程控制，并及時進行成果分析、匯總和處理，形成報警機制，自動調整工作狀態，減少對人的依賴性，夯實混凝土實體質量和防滲效果。

（6）落實碾壓混凝土溫控措施。根據碾壓混凝土的施工特性，在高溫季節施工時，必須采取有效的溫控措施，做好碾壓混凝土運輸的保溫工作，采用合適的施工方法，加快混凝土入倉、平倉和碾壓速度，控制出機口溫度和澆筑溫度。低溫季節應做好混凝土保溫防裂工作。做好開倉前準備工作，按要求配備噴霧機、手持式噴霧槍以及倉面保溫被，做好倉面噴霧保溫、保濕工作，降低倉面環境溫度和混凝土澆筑溫度。做好骨料預冷工作，降低混凝土出機口溫度。成品骨料堆高應大于6m，及時補料使骨料倉內接近滿倉狀態，延長骨料在倉內的停留時間。進料膠帶機應設置防雨防曬的涼棚，設置噴霧加濕裝置。在高溫多風天氣，應對倉面采取噴霧加濕措施，以降低倉面氣溫，提高倉面濕度，減少水分蒸發，防止混凝土表面失水，延長混凝土初凝時間，改善碾壓混凝土層間結合性能。倉面噴霧采用汽水混合噴霧和高壓水噴霧兩種形式，汽水混合噴霧控制大壩上游二級配防滲層碾壓混凝土部位，噴嘴固定在模板上；高壓水噴霧采用移動式噴霧槍，每個倉面設2～3把噴槍移動噴霧，控制整個碾壓混凝土施工倉面。新澆筑的混凝土應通水冷卻，初期通水時間為10～15d，以削減混凝土內部的最高溫度的峰值，將混凝土內部最高溫度控制在設計要求范圍。

有灌漿要求以及內部溫度偏高的混凝土可實施中期通水，減少混凝土的內外溫差，防止出現溫度裂縫。加強混凝土養護和保護工作，有條件的部位采用流水養護，陽光直射的永久暴露面采用麻袋覆蓋等表面保護措施；越冬面和度汛面需要做好保溫處理措施。

（7）使室內試驗、現場工藝試驗、生產性試驗與工程實際條件（環境）相吻合。應根據設計要求并結合工程實際條件，開展對骨料來源、摻合料及水泥品種等情況的試驗與研究，可以實現混凝土材料選用、配合比設計和施工工藝參數的優化，驗證施工工藝流程、施工系統及施工設備的適應性，提高混凝土施工質量。經過試驗論證，可優先使用本地合格骨料，如選用壩址附近料場的巖石、天然砂礫料、洞挖石渣料和大壩基坑開挖的可用料，這樣既有利于節省投資，又有利于保護環境。通過開展摻合料技術經濟比選和研究，提出合適的本地摻合料配比及質量控制參數，如選用凝灰巖與磷礦渣按1∶1比例混合研磨而成的摻和料，或采用磷渣粉與石灰石粉混合料，解決粉煤灰替代、尾礦渣再利用、減少污染等關鍵技術難題。開展外加劑復合調整試驗，論證其摻量、緩凝效果、減水效果以及混凝土施工性能和混凝土物理力學性能，選擇最能與工程實際條件相吻合的外加劑。

（8）混凝土拌和質量不滿足要求。碾壓混凝土的特點是快速、連續的高強度機械化施工，生產系統不配套、不協調或出現故障等情況均會影響工程進度、工程質量。根據施工實踐，為了保證質量，縮短拌和時間，宜選用強制式攪拌機拌制碾壓混凝土。攪拌設備的稱量系統應定期校準，除了檢查稱量裝置器件自身的精度，還應檢查實際配料結果，保證在混凝土生產過程中滿足稱量精度要求。另外，混凝土拌和時間受混凝土配合比、攪拌設備類型、投料順序及拌和容量的影響，應通過拌和均勻性試驗確定投料順序和拌和時間。在混凝土拌和過程中，試驗室和拌和樓質控人員要對出機口混凝土質量情況加強巡視、檢查，發現異常情況時應查找原因并及時處理，嚴禁使用不合格原材料，防止出現配料單計算錯誤、擅自調整配合比的情況，避免拌和不均勻以及嚴禁使用出機口VC值、含氣量、溫度不符合要求的不合格的混凝土。

4 結束語

在我國已經建成投產的多座碾壓混凝土大壩施工期間，筆者針對施工階段質量風險管理開展了長期的調查、分析、研究和實踐，制訂了一系列有效的管理措施，并通過不斷的總結和提高，積累了一定的管理經驗，希望對碾壓混凝土施工質量風險管理有一定的參考作用。