淺談水閘大體積混凝土澆筑控制

伍 興

（福建省水利水電工程局有限公司,福建 泉州 362000）

1 工程概況

旺蒼縣城區(qū)河道綜合整治工程（一期）PPP項(xiàng)目位于四川省廣元市旺蒼縣東河鎮(zhèn)，主要包括兩級(jí)攔河閘壩（旺月閘、石龍閘），閘壩廊橋、棧道及其安全防護(hù)工程。兩級(jí)攔河閘壩均位于東河旺蒼城區(qū)河段，其中旺月閘推薦閘址位于旺月橡膠壩下游140 m，正常蓄水位466.00 m，對(duì)應(yīng)庫(kù)容307 萬(wàn)m3，校核洪水位471.47 m，總庫(kù)容837 萬(wàn)m3；石龍閘推薦閘址位于石龍嘴大橋下游約340 m處，正常蓄水位458.40 m，對(duì)應(yīng)庫(kù)容409 萬(wàn)m3，校核洪水位462.45 m，總庫(kù)容 834 萬(wàn) m3。

2 大體積混凝土設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)部位及尺寸

大體積混凝土主要涉及部位：兩級(jí)攔河閘壩（旺月閘、石龍閘），消力池、閘墩。本文以旺月閘閘室底板大體積澆筑為例，旺月閘最大閘底板寬36 m、長(zhǎng)41 m，閘墩寬4 m、長(zhǎng)39 m、高16.7 m，見圖1。

圖1 旺月閘閘室底板（單位：cm）

3 混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)和溫度關(guān)系

同一配合比的混凝土不同施工季節(jié)溫度變化對(duì)混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的影響見圖2。由圖2可知，夏季高溫季節(jié)，砼強(qiáng)度明顯增加較快，水化熱最大；春秋季節(jié)次之，水化熱較小，當(dāng)溫度低于5℃以下時(shí)，砼強(qiáng)度幾乎不增長(zhǎng)，水化反應(yīng)幾乎停滯。

圖2 砼強(qiáng)度變化和溫度關(guān)系

大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因：前期，大體積混凝土內(nèi)外溫差變化導(dǎo)致的產(chǎn)生裂縫；后期，大體積混凝土冷卻后收縮產(chǎn)生的裂縫，此因素導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生破壞影響更大。針對(duì)裂縫產(chǎn)生不同的原因，需采取不同的技術(shù)要求和施工措施綜合考慮應(yīng)對(duì)。

4 閘室底板大體積混凝土技術(shù)要求與施工措施

4.1 大體積混凝土施工技術(shù)要求

大體積混凝土施工質(zhì)量主要是從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制：

（1）從“原材料”源頭質(zhì)量進(jìn)行控制；比選不同廠家的水泥、粉煤灰、砂石骨料質(zhì)量，提前取樣做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估。

（2）混凝土“配合比”，做多組配合比試塊，選用最經(jīng)濟(jì)合理的配合比。

（3）嚴(yán)控水化熱，選用低水化熱水泥；摻適當(dāng)減水劑降低水泥用量；夏季摻適當(dāng)緩凝劑，冬季摻適當(dāng)速凝劑。

（4）嚴(yán)控含泥量，石子和砂的含泥量分別不能超過1%和3%。

（5）基礎(chǔ)開挖至基巖，清除干凈軟弱層，防止不均勻沉降開裂。

（6）合理設(shè)置沉降縫、后澆帶；跳倉(cāng)間隔澆筑。

（7）嚴(yán)格層層把關(guān)各工序:攪拌（試塊取樣）、運(yùn)輸、布料、振搗、養(yǎng)護(hù)。

（8）嚴(yán)控內(nèi)外部溫差：夏天早晚澆筑；冬天低于5℃最好停止?jié)仓蛘卟捎帽卮胧仓活A(yù)埋冷卻水管水循環(huán)（內(nèi)外溫差小于25℃），及時(shí)覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)。

4.2 對(duì)攪拌站的要求

項(xiàng)目開工后，首先與攪拌站協(xié)調(diào)砼供應(yīng)事宜，并同攪拌站一起從以下幾個(gè)方面做好大體積混凝土施工工作。

（1）混凝土的高峰澆筑量與運(yùn)輸能力滿足大體積混凝土澆筑量和工藝的要求。

（2）水泥、粉煤灰、摻合料、砂石骨料原材料儲(chǔ)備滿足澆筑量需求。

（3）拌合站出機(jī)口砼溫度不宜過高，必要時(shí)可以加入冰水拌和。

（4）實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)人員嚴(yán)格按規(guī)范要求對(duì)澆筑點(diǎn)料進(jìn)行取樣，并進(jìn)行坍落度檢測(cè)。

（5）運(yùn)輸要求：運(yùn)輸車輛需要沖洗干凈并覆蓋；進(jìn)入城區(qū)沿途道路灑水避免揚(yáng)塵；攪拌車需勻速不停的緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，防止待料結(jié)塊；運(yùn)輸過程中，坍落度損失嚴(yán)重，需快速返回?cái)嚢枵狙a(bǔ)充同標(biāo)號(hào)砂漿并攪拌均勻；混凝土開始澆筑后，確保施工現(xiàn)場(chǎng)至少有輛混凝土罐車在等待澆筑。溫度要求：混凝土運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)澆筑時(shí)溫度不高于25℃。

4.3 混凝土澆筑

（1）澆筑前應(yīng)急準(zhǔn)備：主要做好天氣預(yù)報(bào)的提前掌握；應(yīng)急備用電源的檢查，保證停電后能隨時(shí)發(fā)電。

根據(jù)規(guī)范要求，大體積混凝土每次澆筑厚度不超過1500 mm。本項(xiàng)目閘室地板分層厚度也按照1500 mm左右劃分，同時(shí)避開水平止水銅片30 cm以上距離。在混凝土澆筑前，必須在豎向插筋上用水準(zhǔn)儀標(biāo)記好水平控制線，間距不宜大于3 m，掛線控制混凝土的表面標(biāo)高。混凝土分層澆筑前，應(yīng)將倉(cāng)面沖洗清理干凈，表面無(wú)積水；冷縫嚴(yán)格進(jìn)行鑿毛處理，清除松動(dòng)的石子和表面乳化皮。

采用全面分層澆筑：分層澆筑時(shí)，分層施工縫需用同標(biāo)號(hào)水泥砂漿均勻鋪設(shè)5 cm，避免骨料振搗時(shí)沉底集中，保證施工縫結(jié)合面的整體性；本項(xiàng)目設(shè)計(jì)按照閘室中線每18 m一段，最大一倉(cāng)澆筑量達(dá)到：18 m×41 m×1.5 m=1107 m3，倉(cāng)面和單次澆筑量比較大，為此，澆筑同時(shí)采用多種布料方式同時(shí)布料。近距離采用溜槽多點(diǎn)布料；稍遠(yuǎn)處采用移動(dòng)水平輸送帶布料機(jī)布料；面層和角落采用“天泵”布料和補(bǔ)料。澆筑時(shí)，皆沿長(zhǎng)邊方向從一端向另一端斜面分層澆筑，避免面積攤鋪過大，布料不及時(shí)形成冷縫。澆筑過程中，需要及時(shí)振搗，由于間隔分層1.5 m較厚，需上層、下層兩個(gè)高程位置（見圖3）處分別進(jìn)行振搗，振搗棒需快插慢拔，每次振搗至表面出現(xiàn)浮漿，沒有氣泡時(shí)即停止，避免過振。同時(shí)，采用二次振搗工藝，減少縫隙、排除水分，增加密實(shí)性，同時(shí)進(jìn)一步增加鋼筋的握裹力。

圖3 旺月閘閘室底板分層斜面推進(jìn)澆筑示意圖（單位：cm）

（2）在澆筑前，實(shí)驗(yàn)室專業(yè)檢測(cè)技術(shù)人員需在澆筑現(xiàn)場(chǎng)取樣，并進(jìn)行檢測(cè)，并做好記錄。

混凝土現(xiàn)場(chǎng)坍落度的檢測(cè)，坍落度為145 mm～160 mm[1]；試塊嚴(yán)格按照規(guī)范和設(shè)計(jì)進(jìn)行取標(biāo)養(yǎng)、同條件養(yǎng)護(hù)試塊。

4.4 混凝土的表面處理

混凝土澆筑后，消力池和閘室底板表面抗沖耐磨層C40混凝土厚度400 mm，在混凝土澆筑結(jié)束后要認(rèn)真處理。在初凝前用機(jī)械設(shè)備打磨收面磨平，約6 h后進(jìn)行覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)。

4.5 混凝土養(yǎng)護(hù)

（1）派專人負(fù)責(zé)覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)工作，做好溫度檢測(cè)記錄，并畫好溫度變化分布曲線圖，發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)反饋項(xiàng)目部采取措施處理。

（2）由于水閘施工受洪水影響：閘室底板施工一般選擇在枯水期圍堰施工，夏季處于汛期，河道嚴(yán)禁施工故本項(xiàng)目水閘施工在10 月1 日～次年4 月30 日。春秋季節(jié)施工時(shí)，灑水養(yǎng)護(hù)即可；冬季環(huán)境溫度一旦低于5℃以下，必須覆蓋保溫棉被并灑水養(yǎng)護(hù)；如果處于極嚴(yán)寒地區(qū)，則需要搭設(shè)保溫棚，用電熱風(fēng)機(jī)提高室內(nèi)環(huán)境溫度并灑水養(yǎng)護(hù)。

（3）其他注意事項(xiàng)

嚴(yán)格控制溫度，混凝土內(nèi)部和表面溫差，表面和大氣溫度差皆不宜大于25℃，必要時(shí)，可設(shè)置冷卻水管循環(huán)降溫；澆筑后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，可在6 h左右收平后進(jìn)行蓄水或者過流養(yǎng)護(hù)。

5 成品保護(hù)及后期處理

（1）初凝后，避免內(nèi)表溫差過大，水分散失嚴(yán)重，應(yīng)立即覆蓋保溫布灑水養(yǎng)護(hù)；混凝土強(qiáng)度小于1.2 MPa時(shí)，嚴(yán)禁人員踩踏破壞溢流面。

（2）由于閘室底板為止水建筑結(jié)構(gòu)，特別是閘門止水底板附近，要求閘室底板不能有順?biāo)鞣较虻呢灤┝芽p；后期如果發(fā)現(xiàn)深沉、貫穿裂縫，需會(huì)同設(shè)計(jì)、監(jiān)理研究灌漿方案，將裂縫進(jìn)行灌實(shí)止水。

6 結(jié)語(yǔ)

以旺蒼縣河道綜合整治工程（一期）PPP項(xiàng)目，閘室底板大體積混凝土為例，介紹了該項(xiàng)目大體積混凝土施工澆筑過程中注意事項(xiàng)及控制要點(diǎn)，從而盡量減少和避免大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，其施工方法對(duì)水閘項(xiàng)目大體積施工有一定的參考價(jià)值。