四川省武都水庫大壩碾壓混凝土施工質量控制

陳義斌 徐波 石子明 楊莉英 張見知

摘要：以四川武都水庫大壩工程為例，詳細介紹了該工程監理機構具體實施的質量控制措施。碾壓混凝土施工質量控制工作分為混凝土澆筑前、澆筑施工和澆筑后3個階段進行。澆筑前施工質量控制措施主要包括完善質量控制程序和施工準備階段的檢查、審查、審批、測量和試驗工作以及碾壓混凝土生產性試驗等;澆筑施工質量控制手段包括選取主要施工質量控制點和方法以及施工過程質量檢查檢測等;澆筑后質量控制手段包括無損檢測、缺陷修復、鉆孔取芯試驗和壓水試驗、安全監測、質量評定和驗收以及運行等。質量控制結果表明：武都水庫大壩碾壓混凝土施工質量得到了有效控制，工程完工至今運行良好。對其他類似工程的混凝土施工質量控制具有良好的借鑒意義。

關鍵詞：碾壓混凝土，施工質量控制，武都水庫大壩，四川省

中圖法分類號：TV512文獻標志碼：A DOI：10.15974/j.enki.slsdkb.2020.02.009

1 工程概況

武都水庫工程位于四川省江油市武都鎮上游約4km，是涪江上一座具有防洪、灌溉（控灌總面積約15.24萬hm³）、發電、供水、改善環境、旅游和水產養殖等綜合利用效益的龍頭水庫，為工等工程。其主要建筑物水庫攔河壩、溢流壩段和廠房壩段等級為1級，壩型為碾壓混凝土重力壩，最大壩頂高程661.34m，最大壩高120.34m，壩頂長度736.0m，水庫總庫容5.72億m³，電站裝機容量為3×50MW。除溢流道的溢流面、閘墩和導墻以及壩頂的混凝土為常態混凝土外，基礎墊層混凝土和廊道周邊混凝土為變態混凝土，其余部位均為碾壓混凝土，混凝土總方量約188萬m³，其中碾壓混凝土約148萬m³。

2 碾壓混凝土施工質量控制

施工質量控制實行以“單元工程為基礎、工序控制為環節、重點部位旁站、全面全過程控制”的標準化、程序化和量化管理。質量檢測實行施工單位“三檢”自檢和監理機構抽檢制度，全面實施碾壓混凝土澆筑前、澆筑施工和澆筑后的施工質量檢查和檢測控制工作。

2.1 澆筑前施工質量控制

2.1.1 完善質量控制程序

為實現工程施工質量控制的標準化、程序化和量化管理以及做到“執行上道工序不合格不得進行下道工序”的施工質量控制原則，監理機構根據SLl76-2007《水利水電施工質量檢驗與評定規程》要求與參建各方共同協商，并經質監站審批后確定武都水庫大壩工程劃分為1個單位工程、17個分部工程以及若干個單元工程;先后編制與碾壓混凝土質量控制有關的監理工作管理程序和監理實施細則11個、專業簽證記錄表和質量評定表57個，確保工程施工質量得到了有序和有效控制。

2.1.2施工準備階段工作

施工準備階段的檢查、審查、審批和測量以及試驗工作包括：檢查施工單位組織機構設置和人員配備情況;檢查有關質量保證體系方面的文件和規章制度的制定以及執行情況;審查施工、質檢、測量和試驗以及安全等各專業人員的資格、持證上崗和培訓情況（包括特殊工種）;檢查質量試驗檢測和測量設備設施、檢測、測量方案以及其落實情況等;審查施工單位報送的施工組織設計、施工方案、措施（重點審查施工質量和安全保證措施）制定的合理性、準確性、可行性和可操作性并及時審批（包括澆筑要領圖的審批），批復的施工方案作為工程施工質量控制的依據;對工程使用的水泥、粉煤灰、鋼筋和鋼絞線、砂石骨料、外加劑、外摻料、鋼板、止水材料、冷卻水管、中間產品和成品、儀器設備實行進場報驗制度，按照相關規定申請見證取樣;積極參加對氧化鎂、水泥、粉煤灰和LIP高彈防滲涂料等材料生產廠家的考察;及時審批報送的原材料和中間產品的試驗自檢檢測報告（包括混凝土配合比）和儀器設備率定報告;日常巡視檢查砂石骨料的生產全過程，監督施工單位及時自檢，在自檢合格的基礎上按照相關規定進行抽樣檢測;同時對部分材料的自檢試驗和儀器率定的過程進行旁站監理。

2.1.3 碾壓混凝土生產性試驗

根據DL/T 5112-2009《水工碾壓混凝土施工規范》和批準的碾壓混凝土生產性試驗施工方案進行了施工前的現場試驗。監理機構審批施工單位報送的碾壓混凝土生產性試驗成果報告和《碾壓混凝土施工工法》。經審批的《碾壓混凝土施工廠法》是碾壓混凝土施工的主要依據。

經試驗確定的碾壓混凝土主要施工參數為：該工程碾壓混凝土的碾壓方向垂直于水流方向;碾壓遍數為無振2遍→有振8遍→無振1遍;振動碾行走速度為1.2-1.5km/h;碾壓混凝土的壓實厚度為30cm（其平倉鋪料厚度為35cm，特殊情況壓實厚度為25cm時其平倉鋪料厚度為30cm）;視情采取鋪砂漿或鋪凈漿或直接上升等層間結合工藝;變態混凝土的施工采取人工挖槽加凈漿并進行振搗后用小碾碾壓收平;明確了投料的順序及拌和時間等。

2.2 澆筑施工過程質量控制

武都水庫大壩工程碾壓混凝土澆筑主要采用自卸汽車直接入倉、布料機和左、右岸供料線入倉方式。在碾壓混凝土施工過程中，監理機構對鋪筑前準備、混凝土拌和及運輸、卸料平倉、碾壓、層面和縫面的處理以及變態混凝土的制漿等各環節質量進行檢查、驗收和控制。

2.2.1 主要施工質量控制點和方法

（1）水平施工縫和基巖面。混凝土面和基巖面用高壓沖毛槍清除浮漿等松散物，混凝土面以微露粗砂和小石為準，基巖面的地質缺陷采用人工配合機械清理和挖除，施工中的冷縫處理采取及時挖除不合格的混凝土并形成下游高、上游低的不陡于1：4的斜坡后按照施工縫進行處理。

（2）模板。模板的平整度、穩定性、剛度以及強度等應符合要求，模板的接縫必須刮灰壓縫以防漏漿后產生麻面等;澆筑過程中模板實施專人看護并及時視情調整和加固;開倉前須將收倉高程線、分層線、分區線以及分區線等在四周模板上每隔5-10m用亮色油漆準確標識，監理人員開倉時逐一檢查和核實。

（3）鋼筋。現場對鋼筋規格型號、數量和制安質量進行檢查，鋼筋的規格型號和數量必須符合要求、其連接質量（如綁扎和焊接以及必須經試驗后檢查檢測合格方能使用的套筒連接的方式等）和間排距以及保護層厚度必須符合相關要求（在“三檢”自檢合格的基礎上抽樣檢測合格）。

（4）倉面準備和人力等資源配置。在混凝土開倉前施工單位應執行“三檢”自檢制;在施工單位“三檢”自檢合格的基礎上，監理人員再進行檢查、抽檢，并將結果及時告知施工單位現場負責人并要求其迅速完成整改項后再復查;檢查施工質量保證和安全等相關保證措施;監理人員嚴格檢查施工單位的備料情況、基面清理，毛面、模板支撐系統的穩定性，混凝土拌和系統和凈漿制漿系統的準備以及機械設備（包括混凝土運輸設備、平倉和碾壓設備、切縫設備和試驗設備以及輔助設備等）;檢查所有施工人員（包括試驗人員）以及夜晚照明設施是否滿足澆筑要求以及用于混凝土運輸車輛和倉面等的防雨布或保溫被的準備情況、應急準備工作（包括備用電源等）;施工方案的報審情況（包括澆筑要領圖）以及施工道路等均應滿足相關要求;且澆筑期間氣象條件滿足要求時方可開倉。

（5）混凝土、砂漿、凈漿的拌制和運輸。混凝土和砂漿拌和及碾壓混凝土用凈漿的制漿應嚴格按照監理機構批準的投料順序、拌和時間進行，以保證混凝土、砂漿以及凈漿的拌和物均勻。及時進行細骨料含水率的測定以便調整拌和物用水量和保證出機口VC值的穩定。做好供料部位混凝土、砂漿的強度等級和方量、拌和樓運行情況（包括變態混凝土凈漿的制漿）。運輸混凝土的自卸車完成裝料且駕駛室掛牌后才能駛離拌和樓，未掛標識牌的汽車不得進入倉內;混凝土運輸車必須直達倉面或卸料點，自卸汽車人倉前應將輪胎沖洗干凈并保持一定脫水距離，以防止將泥土和水帶人倉內。混凝土運輸車輛在特殊氣候條件（包括下雨、下雪、高溫和低溫以及大風等）下必須進行防護遮蓋，以確保混凝土在運輸過程中的質量。碾壓混凝土用凈漿在制漿完成后通過灌漿機組和管路輸送至碾壓混凝土的倉面。

（6）碾壓混凝土施工縫面鋪設砂漿。碾壓混凝土施工縫面在鋪砂漿前應嚴格清除二次污染物，鋪漿后立即覆蓋碾壓混凝土。平碾法施工時，水平施工縫砂漿一次性攤鋪面積與碾壓混凝土攤鋪速度相適應。

（7）混凝土的鋪筑和層厚。嚴格按已批復的澆筑要領圖和碾壓混凝土施工工法進行施工。施工中根據倉面特征采用平層通倉法鋪料，自卸汽車卸料時采用2-3點下料，控制卸料高度不高于1.5m，卸料方向平行于大壩軸線。當汽車在倉內行駛時，避免急剎車和急轉彎等有損混凝土質量的操作。三級配與二級配混凝土的分界線誤差控制在0.5m內（一般適當多鋪二級配混凝土）。卸料和平倉機平倉采用連鏈式作業方式。碾壓混凝土的鋪料厚度一般采用35cm，特殊情況為30cm;每一升層的碾壓鋪料厚度根據倉面面積和拌和能力決定;如遇突發事件（拌和樓發生故障、道路堵塞等），則倉面視情薄層攤鋪以確保碾壓混凝土層間間歇時間滿足相關要求。

（8）混凝土碾壓過程。混凝土的碾壓是保證混凝土質量的關鍵環節，是監理人員在混凝土施工過程中的重點監控部位，監理人員現場進行24h旁站和巡視檢查。在施工過程中，碾壓混凝土的施工嚴格按批準的《碾壓混凝土施工工法》實施：碾壓作業采用條帶搭接法，碾壓方向平行于壩軸線方向;碾壓條帶間的搭接寬度不小于20cm，端頭部位的搭接寬度不小于100cm;碾壓方式為平碾法;碾壓設備為德國產BOMAG BW202AD型振動碾;對碾壓過程中的碾壓混凝土VC值、壓實容重和變態混凝土凈漿比重以及加漿量等進行檢測。當發現鋪設厚度超標、骨料集中、碾壓遍數不夠、VC值偏大或偏小、碾壓混凝土所用漿液比重等不符合要求時，現場監理人員立即通知倉面負責質檢的人員整改直至合格。當檢測未達到設計要求或根據雨天和高溫季節來調整VC值時，應及時通知拌和樓并在監理人員許可下按照相關規定進行調整;對壓實容重不符合設計要求的部位進行重新碾壓直至合格;對抽查漿液容重未達到設計要求濃度的漿液，要求施工單位將漿液棄在倉外指定地點，并要求制漿站重新按照相關規定調整漿液濃度直至合格。變態混凝土采用振搗棒振搗并用BW75S振動碾壓實收平。防滲區混凝土采用每個熱升層均鋪灑凈漿的方式處理，以確保防滲區質量。人工操作切縫機采取試驗確定的切縫工藝。

層間結合質量直接影響碾壓混凝土的整體性或層面滲透性。在大壩碾壓混凝土澆筑中保證其層間結合良好的有效措施有：保證碾壓混凝土拌和料從拌和到碾壓完畢歷時不超過2h;設計的配合比采用有顯著緩凝作用的緩凝劑，并根據氣溫條件的不同適時調整，保證碾壓混凝土在高溫或低溫季節的初凝時間都大于或等于8h;在大壩迎水面每層防滲碾壓混凝土之間鋪灑約3mm厚的水泥摻和料凈漿，鋪灑水泥摻和料凈漿后應及時覆蓋混凝土，其間隔時間控制在30-50min以內;高溫多風天氣時混凝土運輸過程中加以覆蓋以避免陽光直射和風吹;混凝土倉面采取噴霧加濕措施，以降低環境溫度和防止混凝土表面失水而影響層間結合;在進行局部斜層碾壓混凝土施工時，隨著斜層平推鋪筑碾壓混凝土斜面的推進，每次平推鋪料前用高壓水沖洗發生二次污染的部位，然后鋪砂漿，隨即覆蓋碾壓混凝土。

在層間間隔時間過長（一般控制在6h以內）或混凝土已凝結硬化而未做處理或處理不當的情況下，若層間間隔時間小于混凝土的終凝，則采取鋪砂漿墊層處理;若層間間隔時間超過了混凝土的終凝時間，則視為冷縫并按照施工縫面處理（沖毛和清洗干凈后鋪設砂漿）;若已碾壓層面被污染或被擾動破壞，則挖除被污染的混凝土或補碾被擾動破壞的混凝土;若配合比和施工方法不當造成骨料分離或過分集中于層面（含縫面）上，則盡量不讓大石骨料集中在層面上或縫面上，主要采取人工分散骨料的方法處理。

（9）碾壓混凝土溫控措施。2009年，項目法人組織召開了專家討論會，確定2009年、2010年高溫季節繼續進行碾壓混凝土的施工。根據專家咨詢意見和《武都水庫碾壓混凝土大壩溫度控制施工技術要求》，監理機構審批了施工單位報送的《武都水庫大壩碾壓混凝土溫控實施方案》，并按照該方案要求督促施工單位做好碾壓混凝土溫度控制的綜合措施包括：高溫季節盡量利用早晚和夜間澆筑碾壓混凝土和粗骨料采取噴淋等措施降溫;加強倉面噴霧管理，以降低施工區域局部小環境溫度;嚴格控制混凝土運輸時間和倉面澆筑層覆蓋前的暴露時間;混凝土運輸機具設置保溫遮陽設施并減少轉運次數;對高溫時段施工的碾壓混凝土及時進行倉面覆蓋，同時倉面按照設計要求鋪設冷卻水管等。

在冬季進行碾壓混凝土施工時，應嚴格按照相關規程規范和設計等要求進行，如混凝土運輸車輛應加上彩條布或帆布覆蓋;混凝土表面保溫是降低混凝土內外溫差、防止混凝土表面產生裂縫的重要措施，要求應盡量在每年11月15日至次年4月10日施工，對碾壓混凝土澆筑時間不足90-180d的永久外露面進行保溫，如采用一定厚度的彩滌聚乙烯隔熱板覆蓋保護，對剛澆筑完的碾壓混凝土應在收倉后及時覆蓋保溫被，待上層混凝土澆筑時再移走繼續施工。

（10）倉內積、泌水和防雨雪。混凝土澆筑前必須對外來水進行引排，對降雨積水和泌水要及時舀除，對雨水沖刷的混凝土面視情況鋪設砂漿或凈漿，對暫停的澆筑倉面是否繼續澆筑混凝土視其凝固情況確定。倉面澆筑前必須準備大于倉面面積的防雨雪的彩條布或帆布，以確保倉面混凝土的質量。雨季施工碾壓混凝土時，平倉碾壓倉面略向上游傾斜，形成下游略高、上游略低的排水層面以有利于壩體抗剪。

（11）檢查止水、管路、接地、安全監測儀器。嚴格按照相關的要求連接、固定止水。各種管路埋設時要求不得損壞和堵塞，并對孔口進行臨時封堵以防雜物掉人管內，澆筑時嚴禁下料沖擊止水和管路。接地的焊接和走向嚴格按照要求施工，并應與所經過的鋼筋焊接在一起。安全監測儀器的埋設和其電纜及管線的走向必須嚴格按照要求和批復的文件實施;安全監測儀器周邊一定的范圍必須采取人工輔助鋪料和設置變態混凝土，同時在施工過程中和倉面施工完成時均應隨時進行儀器的實測以防止埋設的儀器被損壞。

（12）收倉。碾壓混凝土澆筑倉面嚴格按批準的收倉高程收倉和碾壓收平。

（13）碾壓混凝土養護。碾壓混凝土養護是混凝土溫度控制的重要環節，是防止混凝土產生裂縫、保證混凝土質量的一項重要措施。采取的養護措施如下：組建專職的混凝土養護班組;碾壓混凝土施工結束12-18h后開始采取混凝土的流水或灑水養護，經常保持混凝土表面濕潤;及時對冷卻水管通冷卻水（或河水）以進行碾壓混凝土初、中期通水冷卻，同時加強冷卻水管的上引、外引、冷卻水通水管理，保證大壩碾壓混凝土正常通水冷卻，保證有效控制混凝土溫升峰值，在碾壓混凝土冷卻至設計溫度后用濃漿封堵冷卻水管;做好養護記錄;對一般澆筑層連續養護至上一層混凝土澆筑前，但對較長暴露面的一般部位養護21d、對重要部位養護不少于28d;有特殊要求的部位按照監理人員的要求適當延長養護時間。

2.2.2 施工過程質量檢測

（1）原材料和中間產品的質量檢測。原材料和中間產品的主要檢測結果如下：施工自檢511組和監理抽檢89組各種不同強度等級的水泥均合格;施工自檢676組和監理抽檢76組各種級別的粉煤灰均合格;施工自檢68組和監理抽檢4組各種外加劑均合格;施工自檢9754組人工砂石骨料均合格，監理抽檢607組人工砂石骨料除部分砂細度模數偏高、粗骨料部分超徑和遜徑超標外（通過及時整改并調整碾壓混凝土配合比和增加粉煤灰等方法處理至滿足工程使用要求）均合格;施工自檢12組和監理抽檢6組橡膠止水和銅止水均合格;施工自檢606組和監理抽檢146組鋼筋（包括連接）均合格。檢測結果表明：原材料和中間產品的質量滿足要求。

（2）混凝土開倉和倉面的檢查檢測。碾壓混凝土施工開倉時，模板的平整度（局部不平度）和板面縫隙以及斷面結構尺寸總計檢測31711點，合格率為87.2%;鋼筋的焊接、綁接、間距和保護層總計檢測77084點，合格率為98.3%;止水安裝偏差和搭接長度總計檢測11522點，合格率90.4%;碾壓過程中的碾壓混凝土VC值總計檢測檢測3052點，合格率92.3%;碾壓混凝土的壓實容重總計檢測34982點，合格率100%;變態混凝土凈漿容重總計檢測2389點，合格率96.1%。混凝土開倉和倉面的檢查檢測結果合格。

（3）施工過程中碾壓混凝土取樣檢測。監理機構在監督施工單位自檢取樣的同時，對碾壓混凝土和接縫砂漿的抗壓強度、碾壓混凝土抗凍和抗滲以及極限拉伸值等設計指標進行了抽檢。施工自檢和監理抽檢全部合格。

2.3 澆筑后施工質量控制

武都水庫大壩碾壓混凝土在澆筑間歇期（包括層間、汛期和地震等）和澆筑施工完成后通過了施工自檢和監理復核復檢（包括采取了無損檢測、質量缺陷的檢查檢測和修復、鉆孔取芯檢測和壓水試驗、安全監測、單元工程和分部工程以及單位工程的質量評定和驗收等方式）進行了澆筑后的質量檢測，其檢查檢測結果符合設計和相關規程規范的要求;本工程通過了行政主管部門主持進行的正常設計水位658m蓄水階段驗收等各種階段驗收，并正常運行至今。以上結果表明：武都水庫大壩碾壓混凝土澆筑后的整體施工質量滿足設計和相關規程規范等的要求。

3 結語

四川省武都水庫大壩在經歷了2006年壩基深層抗滑穩定重大地質缺陷、2008年初冰雪災害、2008年“5.12”汶川8.O級特大地震和持續不斷的余震、2009年“7.15”洪災以及因地震導致的原材料供應嚴重短缺和物價飛速上漲等嚴重不利于工程施工的情況，監理機構通過大壩碾壓混凝土澆筑前、澆筑施工和澆筑后實施控制措施，有效地保證了武都水庫工程大壩碾壓混凝土的施工質量。工程于2012年11月8日完工，至今運行狀況良好。