水利大壩施工中混凝土施工技術(shù)及要點(diǎn)

1 工程概況

水利工程是我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要建設(shè)對象， 其施工質(zhì)量關(guān)系國計(jì)民生，故在水利大壩施工過程中，施工人員應(yīng)把握混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)，進(jìn)而提升水庫大壩的施工質(zhì)量。 本文以某水利工程大壩施工為例， 對其混凝土施工技術(shù)及要點(diǎn)進(jìn)行說明。

該水庫大壩建設(shè)在兩條河流交匯的上游地區(qū)， 流域面積為2 400 km2。 水庫總儲(chǔ)水量為1.06×108m3，正常蓄水位為1 440 m，每年能產(chǎn)生3.8×103kW·h 的電量。 大壩壩長為260 m，最大壩高為156 m，壩頂高程為1 440 m。

2 水利大壩混凝土施工技術(shù)

2.1 坡面處理

在水壩建設(shè)混凝土施工過程中， 當(dāng)施工高度到達(dá)一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需要先對壩體上游區(qū)域進(jìn)行削坡處理，使水壩兩側(cè)的坡體高度適度降低，以便后續(xù)施工流程的順利開展。 可使用碾壓機(jī)反復(fù)碾壓坡體以降低坡體高度和斜度， 并在碾壓工序結(jié)束后將經(jīng)陽離子乳化后的瀝青體均勻完整地鋪設(shè)噴灑在斜坡坡體表面。 完成瀝青噴涂后需手動(dòng)鋪撒沙子，先將沙子均勻噴撒在瀝青上方，然后使用斜坡振動(dòng)碾壓機(jī)對斜坡坡體進(jìn)行碾壓，斜坡在削坡處理并鋪設(shè)瀝青和沙土后， 還需被碾壓機(jī)反復(fù)碾壓2 次。

2.2 接縫止水

對壩體兩側(cè)斜坡坡體處理后， 可在兩幅混凝土面板分塊處的接縫位置完成放線工作， 并在接縫位置設(shè)置寬60 cm、厚10 cm 的水泥砂漿找平層，并在其上方安裝側(cè)模和止水帶。

通過溜槽完成水泥砂漿止水墊層的運(yùn)輸， 以由上到下的順序進(jìn)行鋪設(shè)。 在安裝接縫止水裝置時(shí)，需設(shè)置防浪墻、高趾墻。在兩岸與中部的壓應(yīng)力區(qū)設(shè)置混凝土面板垂直縫。在施工中將現(xiàn)場制作的瀝青木板固定在混凝土的后澆塊上， 以保障水庫大壩的施工質(zhì)量，提升施工效率[1]。

2.3 倒模安裝

倒模安裝是接縫止水后需立即開展的工序， 倒模原料以木材為主，為改善滑動(dòng)阻力過大造成的周轉(zhuǎn)效率降低問題，應(yīng)在木質(zhì)倒模的頂部加裝鋼角。 安裝倒模前需對每個(gè)倒模設(shè)置固定編號(hào)， 在安裝過程中按編號(hào)逐一安裝， 這樣才能固定倒模，倒模安裝后可使用插筋對角鋼進(jìn)行固定[2]。

2.4 鋼筋處理

在混凝土面板進(jìn)行網(wǎng)架立筋可用插筋實(shí)現(xiàn)， 要求每兩根鋼筋之間預(yù)留1.5~2.0 m 距離，按順序?qū)⒚扛摻钪饌€(gè)插入墊層坡面。 要求每根鋼筋與坡面的夾角均為90°，插入墊層坡面的鋼筋長度為0.5~0.7 m，而插筋在墊層坡面外部的長度應(yīng)是混凝土面板到鋼筋頂面的距離。 駕駛載重汽車將鋼筋運(yùn)送至大壩頂部，再使用卷揚(yáng)機(jī)對鋼筋臺(tái)車進(jìn)行牽引，將鋼筋移動(dòng)至施工平臺(tái)，并進(jìn)行鋼筋處理和鋪設(shè)[3]。

2.5 水壩施工中混凝土的配置及澆筑攤鋪要點(diǎn)

2.5.1 選料及配比

水泥是混凝土配制過程中一項(xiàng)重要的原材料， 混凝土質(zhì)量水平與水泥品質(zhì)密不可分， 材料的采買人員在購置水泥原料過程中需確保水泥原料嚴(yán)格符合水利工程施工質(zhì)量需求，要求原料質(zhì)量與數(shù)量必須達(dá)標(biāo)。 配制混凝土?xí)r，嚴(yán)禁為了節(jié)約施工成本或從中牟利， 在混凝土中加入質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的劣質(zhì)水泥行為出現(xiàn)。 在原材料選擇過程中，應(yīng)充分考慮本次工程的特殊需求及工程現(xiàn)場實(shí)際情況， 并結(jié)合本次施工計(jì)劃與方案完成材料選擇。

2.5.2 混凝土溫差控制

混凝土在澆筑結(jié)束后會(huì)隨著時(shí)間推移逐漸固化變硬，與此同時(shí)，水泥與水發(fā)生較明顯的化學(xué)反應(yīng)，具體表現(xiàn)為混凝土澆筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度顯著提升。 但該現(xiàn)象使混凝土內(nèi)外部環(huán)境的溫差值持續(xù)增大，熱量在短時(shí)間內(nèi)無法迅速退卻，造成混凝土表面出現(xiàn)明顯裂縫。 為盡量減少內(nèi)外部溫度分布不均造成的混凝土裂縫情況， 應(yīng)在混凝土原料配置環(huán)節(jié)根據(jù)混凝土總量加入適當(dāng)高粉煤灰或泥礦渣混合。 在原有配料總量不變的前提下，適度降低水泥在混凝土總量中的占比，利用該手段可適當(dāng)改善混凝土凝結(jié)過程中的水化熱反應(yīng)， 降低混凝土土體內(nèi)外部溫差過大造成的表面裂縫情況。 此外，在混凝土實(shí)際澆筑過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵循澆筑工序，分層進(jìn)行混凝土澆筑，以緩解混凝土裂縫問題，強(qiáng)化混凝土凝結(jié)過程中的散熱效果。 當(dāng)澆筑的混凝土施工體積較大時(shí)， 應(yīng)注意在混凝土中提前設(shè)置冷卻管道，以降低混凝土土體的內(nèi)外部溫差，減少混凝土凝固后出現(xiàn)裂縫的概率。

2.6 混凝土的碾壓攤鋪

混凝土碾壓施工的具體施工流程如圖1 所示， 可使用該技術(shù)提升水壩的建設(shè)質(zhì)量。

在對混凝土體進(jìn)行碾壓的過程中， 需將碾壓速度控制在1.0~1.5 km/h 范圍內(nèi)， 為避免在碾壓過程中發(fā)生碾壓設(shè)備淪陷，應(yīng)在混凝土的初始鋪設(shè)期對底層混凝土進(jìn)行多次碾壓，至少重復(fù)2 次以上的無振碾壓，保證其表面平整，不產(chǎn)生設(shè)備淪陷，然后再次采用振動(dòng)式碾壓。 振動(dòng)式碾壓重復(fù)7 次以上后，觀察到混凝土表面呈泛漿狀態(tài)， 再使用無振碾壓法重復(fù)碾壓2~3 次。 碾壓期間要保證碾壓設(shè)備的條帶足夠清晰，條帶總體走向偏差應(yīng)低于20 cm，不同條帶間的重疊寬度控制在15 cm左右。 在碾壓過程中，一旦同一碾壓層的碾壓帶產(chǎn)生凸起，應(yīng)用無振慢速碾壓方法反復(fù)碾壓2 次以上，碾至平凸起為止，完成收平工作。 一旦收倉面上呈現(xiàn)凸起，同樣要采用如上收平方式完成碾壓收平。 遵照碾壓標(biāo)準(zhǔn)完成足夠次數(shù)的碾壓后，需使用核子密度儀檢測混凝土體的容重能力， 一旦檢測結(jié)果不達(dá)標(biāo)，需重新補(bǔ)碾，要求最終的壓實(shí)度應(yīng)不低于98%。 當(dāng)相鄰兩幅混凝土層面出現(xiàn)結(jié)構(gòu)縫時(shí)， 應(yīng)考慮壩體結(jié)構(gòu)布置和混凝土碾壓的施工特征進(jìn)行成縫處理，連續(xù)上升鋪筑混凝土碾壓時(shí)，需充分考慮層面的間隔時(shí)間， 確保鋪筑時(shí)間處于施工合理范圍內(nèi)。

3 水利大壩混凝土施工中常見問題及解決措施

3.1 混凝土裂縫問題及對應(yīng)施工要點(diǎn)

較常見的混凝土裂縫處理方案如圖2 所示。

在常見的混凝土裂縫問題解決方法中， 表面覆蓋法的使用頻率較高， 該技術(shù)的主要處理原理是將特殊材質(zhì)的薄膜覆蓋在混凝土體裂縫處，可有效解決混凝土裂縫問題。 該方法處理效果明顯、成本低、操作手段簡單便利，因此，使用頻率較高。 采用表面覆蓋法需保證混凝土土體的清潔性，裂縫中要清潔、無雜物，并保證表面潔凈干燥，可使用鋼絲刷清理裂縫使其達(dá)到清潔標(biāo)準(zhǔn)。 針對混凝土表面出現(xiàn)的氣孔，可使用樹脂填充。 特殊材質(zhì)的薄膜可固化裂縫，還可根據(jù)水利工程的實(shí)際需求，使用彩色布條完成裂縫填充和覆蓋。

裂縫填充法的主要施工處理原理為根據(jù)混凝土表面裂縫的自身結(jié)構(gòu)， 在保證其完整性和整體質(zhì)量的前提下進(jìn)行適當(dāng)切割，將接縫處切割成“V”形或“U”形凹槽，再選擇密封性較好的材料填充凹槽。 裂縫填充法主要適用于混凝土體表面出現(xiàn)較明顯的裂縫時(shí)， 但使用該技術(shù)時(shí)要嚴(yán)格控制凹槽的切割寬度，避免凹槽過寬浪費(fèi)填充材料，對混凝土的整體質(zhì)量造成影響。

材料注入法指將特殊材料注入混凝土裂縫中的技術(shù)，其類型可分為真空吸入法和灌漿法兩種。 真空吸入法主要指將裂縫中的空氣用真空泵提取， 再將特殊材料填充入裂縫中的方法。 當(dāng)混凝土體表面發(fā)現(xiàn)較深的裂縫時(shí)，可使用灌漿法，即在其中注射環(huán)氧樹脂、基丙烯酸冷液或水泥等，以提升材料的凝固速度，完成對裂縫的修補(bǔ)。

3.2 混凝土澆筑壩段串區(qū)問題及對應(yīng)施工要點(diǎn)

在水庫大壩混凝土施工中， 壩段串區(qū)是常見的混凝土質(zhì)量問題。 其原因是在施工初期，選擇的泥漿存在質(zhì)量問題，或施工過程中混凝土澆筑未嚴(yán)格按照規(guī)范操作工序和標(biāo)準(zhǔn)。 在水利大壩計(jì)劃布局中， 同一壩段內(nèi)部上下制漿裝置內(nèi)往往采取“T”形構(gòu)造，該結(jié)構(gòu)可能造成跨縫部分不能徹底閉合。此外，在開展封閉作業(yè)時(shí)，制漿裝置周邊的混凝土體灌制效果不佳、密閉性較差，同樣造成制漿裝置在運(yùn)行過程中存在安全隱患。基于此情況， 需要在正式的混凝土澆筑過程中強(qiáng)化對施工操作規(guī)范性的控制管理， 結(jié)合本次水利工程大壩建設(shè)的實(shí)際需求和施工現(xiàn)場實(shí)際情況， 提前確定大壩建設(shè)混凝土施工的合理施工順序，避免壩段串區(qū)情況出現(xiàn)。 在混凝土澆筑階段，應(yīng)優(yōu)先選擇一泵兩區(qū)并聯(lián)的施工方法， 從壩體的低段處到壩體的高段處按照從低到高的混凝土澆筑工序， 以此控制混凝土體的滲水問題，一旦混凝土澆筑壩段的串區(qū)發(fā)生滲水問題，要及時(shí)采用嵌縫手段止水，解決壩段串區(qū)問題。

4 結(jié)語