水利水電工程大壩混凝土施工質量問題及解決方法

梅淑霞

(寶雞市渭濱區水利水保工作站，陜西 寶雞 721006)

0 引 言

混凝土施工技術對于我國水利水電工程事業來說，是關鍵一環和重中之重，其施工質量也直接影響著水利水電工程的使用年限，直接威脅著工程下游人民的生命和財產安全，因此，及時發現混凝土施工作業中的問題和尋找解決方法，顯得尤為重要，因此，文章主要討論水利水電工程大壩混凝土施工質量問題及解決方法。

1 水利大壩工程混凝土施工常見質量問題

1.1 混凝土水化熱產生的裂縫

在水利水電工程中，混凝土結構極易產生裂縫，究其原因，主要有以下6種[1]。①在進行混凝土的澆筑作業時，出現水化反應，尤其是大體積混凝土，發生水化時會出現大量的水化熱，從而導致混凝土內部和表面出現較大溫差，導致混凝土發生畸變而出現裂縫；②混凝土澆筑后硬化過程會發生體積變化，體積收縮便導致組件變形而裂縫；③混凝土遇水后，會進行一系列化學反應，堿性物質與氧化硅進行反應，并吸收水分導致體積增大，從而導致裂縫；④混凝土會發生蒸發，導致內部水熱化，使得混凝土塑性收縮而產生裂縫；⑤混凝土大壩澆筑后，由于各個部位結構不均勻而產生局部塌陷，導致拉扯裂縫；⑥由于混凝土密實性欠佳，空氣中的氧氣會進入混凝土中與鋼筋發生反應，鋼筋銹蝕而導致體積增大，對混凝土進行擠壓，從而出現裂縫。以上6點是混凝土施工質量問題中發生裂縫的主要原因，當然，并非每一種情況都一定會出現，下面，筆者詳細分析兩種混凝土澆筑中出現裂縫最常見的影響因素。

1)受澆筑材料、工藝影響產生的裂縫問題。

混凝土產生裂縫最主要的問題，其實還是水化熱問題。在澆筑水利水電大壩 混凝土時，水泥會進行水化反應，從而出現水化熱，并隨溫度的持續下降，熱量從混凝土內部持續向外散發，導致混凝土內外出現溫度懸殊過大，這種溫差又促使混凝土體積不斷增加，而混凝土本身并不是可以拉伸的材料，因此，這種體積變化就導致混凝土出現裂縫。并且，混凝土澆筑后，也并非能夠對其進行降溫處理，若盲目進行降溫，處于更高溫度值的混凝土會發生收縮，尤其是大體積混凝土，還容易導致貫穿裂縫，從而產生深層的裂縫。因此，這種裂縫問題，本身就是材料和施工工藝引起的。混凝土澆筑溫度與時間關系變化圖，見圖1。

圖2 混凝土澆筑溫度與時間關系變化圖

2)受澆筑環境影響產生的裂縫問題。

當然，除受到材料的影響外，澆筑混凝土時的氣溫氣候等外部環境，同樣會對其產生影響。實際上，外部溫度對水利水電工程的施工會帶來較大的安全隱患，水利水電工程通常處于雨水充沛的區域，這種濕熱的環境容易受到氣溫的變化而變化，當突然降溫的情況發生，混凝土內部的熱量會急劇向外散發，導致混凝度內部和外部形成巨大的溫差，如若沒有對已經澆筑的混凝土進行科學的保養維護，則必然會導致裂縫的產生，從而為工程帶來巨大的質量問題和安全隱患。

1.2 混凝土澆筑壩排氣管道系統易出現的問題

麻面問題是混凝土澆筑中排氣管道易出現的問題，這種問題產生的主要原因是振搗不夠密實。在進行混凝土澆筑時，混凝土中的氣泡沒有完全排出而停留在內部，從而導致麻面。另一方面，水泥砂漿無法均勻填充、模板粗糙、濕潤度不足、模板接縫大等均會導致麻面問題的產生[3]。

2 水利大壩工程混凝土施工常見質量問題解決方法

2.1 混凝土裂縫問題解決措施

前文已述，通過降溫措施去解決混凝土發生裂縫問題是不科學的，因此，主要的措施還是得通過材料和施工工藝去解決。

1)選擇性能良好的水泥。

為避免混凝土內部溫度過高，在選擇水泥時，應采用中低熱的水泥。目前市面上適合水利水電工程施工的水泥主要有低熱微膨脹水泥、酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥以及火山灰質硅等。其中，硅酸鹽水泥擁有最小的收縮值，并且澆筑成型后強度很高，不易發生畸變，因此，是最適合用于水利水電大壩混凝土施工的水泥。硅酸鹽水泥幾種礦物名稱特性，見表1。

表1 硅酸鹽水泥幾種礦物名稱特性

2)選擇良好的施工工藝。

在滿足施工標準時，降低混凝土的水灰比，減輕水泥的摻和量是一種較為良好的施工工藝。

這種工藝需要滿足3個條件。①需加用一定比例的添加劑。通常情況下的水灰比不高于0.6[4]，為使得數值降低，向混凝土中添加一部分專用添加劑，例如塑化劑和高效減水劑則有利于減少對水泥的使用，從而在一定程度上降低水化熱出現的概率。②為進一步降低水泥的使用量，在進行混凝土攪拌時，可加入一定比例的粉煤在充當水泥，從而將骨料的配比率發生改變，進一步避免過高的水灰比。③在混凝土攪拌工藝方面，可以運用更加先進的攪拌工藝，比如運用較多的“二次風冷”攪拌工藝。這種工藝可以提升混凝土攪拌的流動性，并通過延緩混凝土散熱，從而降低水化熱現象發生。另外，還可以采用冰塊技術，也能改善混凝土施工時熱量的產生，從而最大程度上避免水化熱的產生。

2.2 混凝土澆筑壩排氣管道系統問題解決措施

1)澆筑壩段出現串區和外漏問題的解決措施。

在水利水電施工中，壩體的內部結構在施工過程中會因為質量控制等因素出現串區和外漏的問題[5]。因此，保證混凝土澆筑順序是避免這種問題的有效手段。

除此之外，在相鄰的兩個相串壩段間，應該從低壩到高壩間采用一泵兩區向并聯的施工工藝，有順序的進行混凝土澆筑，這種澆筑方式可以有效避免混凝土澆筑帶的縫隙間因只有一道止漿裝置而出現漏漿的問題產生，同時也可以避免因混凝土搗鼓不密實而出現的止漿裝置失效的問題。

2)采用倒壓水處理方法處理管道。

如果能夠滿足可以打孔的排氣管道系統，則能夠采取打孔排氣的方式進行調節，如果不具備打孔的條件，則可以在進行混凝土澆筑時，在相鄰的壩段之間采用倒壓水的方式對排氣管道進行處理。

2.3 提升混凝土澆筑壩施工管理方法

在水利工程這樣的綜合性項目施工過程中，容易出現管理混亂的問題。比如設計規劃管理、材料管理、施工驗收管理等多個方面。施工材料的質量會直接影響混凝土的質量，因此，在材料采購過程中，應抽檢樣品，從源頭把控質量。完善的管理制度能夠使得施工循循漸進，保證質量、安全、效率同步提升，因此應建立好監理制度、安全管理制度等[6]。

3 結 論

在水利水電工程大壩混凝土施工的過程中，裂縫問題和排氣管道系統問題是最容易出現的安全隱患問題，裂縫問題主要是通過施工材料的選擇和施工工藝的更新來解決，而排氣管道系統問題則需主要預防串區、外漏的問題發生，可采用改變混凝土澆筑順序和倒壓水的方式來處理，同時，在水利水電工程中，完善施工管理的各項措施也是保證工程質量的關鍵所在。