希尼爾水庫工程大體積混凝土的施工控制措施

申 蓮

(新疆塔里木河流域希尼爾水庫管理局，新疆庫爾勒841000)

1 工程概況

希尼爾水庫位于尉犁縣境內。該工程由主、副壩、放水閘、進水閘及進水渠、放水渠及分水閘、水庫西干渠道、壩后工程和附屬設施等組成，是以灌溉為主的一個注入式反調節的中型水庫。水庫的引水建筑物設在庫塔干渠總干渠17+800處，并在庫塔干渠設節制閘，水庫的放水建筑物設在西副壩0+677.477處。水庫庫容為0.98×108m3，規模為中等。根據工程等別確定壩體建筑物為二級;水庫引水閘、引水渠、分水閘、放水閘、放水渠為三級;臨時性建筑物為四級。其中混凝土的設計強度等級為C30，抗凍等級為F300。

2 水利工程大體積混凝土的常見質量問題

2.1 塑性裂縫和沉降裂縫

這兩種裂縫大都發生在混凝土凝結硬化之前，塑性收縮裂縫是混凝土在塑性階段由于水分散發收縮而形成的。這種現象在表面積較大的混凝土結構中表現特點明顯。比如水庫大壩的混凝土面板、底板等處。沉降裂縫則多發生于塑性狀態大骨料的下沉階段，當混凝土沉降離析、泌水上浮時，受鋼筋及預埋件約束的作用，容易在預埋件下出現沉降裂縫。

2.2 溫度裂縫

溫度裂縫通常發生在大體積混凝土中，當水泥產生水化熱時，會在混凝土內部集聚大量熱量，這些熱量散發不出去時，就會導致混凝土內部與表面產生溫差，當溫差＞25℃時，混凝土的表面就是產生拉應力，在這種拉應力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土表面就會產生溫度裂縫。而且這種裂縫會隨著時間的推移而不斷擴張。

2.3 收縮裂縫

混凝土在降溫時，其體積也會收縮，因為漸次散熱產生收縮，加上混凝土在硬化時，水分的蒸發與膠質體的膠凝作用共同疊加，從而導致混凝土產生收縮現象［1］。混凝土受到基底和結構本身的約束會產生拉應力，當這種拉應力大于混凝土的抗拉強度時，混凝土結構表面會發生收縮裂縫。

3 大體積混凝土的施工控制措施

3.1 大體積混凝土的原材料控制

3.1.1 水泥

由于本工程對混凝土有抗凍要求，因此，水泥應采用普通水泥，且其強度應該在32.5MPa之上。本工程所用的水泥為新疆青松化工建材公司的阿克蘇青松牌水泥。

3.1.2 骨料

大體積混凝土所使用的骨料，應該為粒徑均勻、表面潔凈的碎石。且骨料的強度、含粉量、含泥量等各項技術指標都應符合工程要求。本工程骨料采用的是庫爾勒鐵路采石場生產的碎石。

3.1.3 粉煤灰

為了提高大體積混凝土的使用性能，通常會在混合料中摻入粉煤灰。粉煤灰的摻入量及技術性能都應符合要求。

3.1.4 外加劑

高效減水劑是提高混凝土性能的重要材料。本工程高效減水劑摻量為膠凝材料用量的0.5%～1%。引氣劑可有效降低混凝土的坍落度，提高混凝土的抗凍融性能，本工程引氣劑的摻量為水泥用量的0.005% ～0.015%。

3.2 大體積混凝土的配比控制

大體積混凝土的配比設計應該充分考慮結構特點、施工條件及外部環境［2］。要求混凝土的水化熱、施工、易和性及穩定性等，都能夠符合工程要求。

由于本工程對大體積混凝土的質量要求較高，因此，施工時要充分考慮以下3個方面:

1)應該在盡量降低混凝土水化熱的同時，保證混凝土的結構強度符合工程要求。

2)在保證混凝土施工及易性的同時，盡量減少砂量，以降低混凝土的變形。

3)還要對混凝土的緩凝時間進行合理控制。

本工程混凝土的抗凍等級為F300，根據相關規范，混凝土的水灰比應＜0.45。粉煤灰以等量替代水泥的方式摻入，并進行不同百分比的試配、試拌及澆筑試驗。

3.3 大體積混凝土的生產與運輸控制

大體積混凝土的拌制，必須嚴格按照相關規范要求進行。本工程大體積混凝土均采用強制式拌和機拌制。配料機可自動進行各原材料的計量工作。為了保證混凝土的水灰比，需要從混凝土拌和用水中扣除外加劑溶液中所含的水量。為了保證拌和質量，應先對固體材料進行干拌20S，然后再加入外加劑，并充分攪拌。同時控制好坍落度和含氣量。混凝土運輸時，采用專用的運輸車，并進行必要的防護，避免出現離析等問題。

3.4 大體積混凝土的澆筑控制

大體積混凝土的澆筑應采用分層連續澆筑及推移式連續澆筑的方法。分層澆筑可細化為多種工藝形式，其中包括全面分層、分段分層、斜向分層施工工藝等。在大體積混凝土澆筑過程中，應該盡量縮短澆筑時間間隔，并在混凝土初凝之前完成澆筑施工。通常大體積混凝土施工順序應該采用由低到高、先澆筑混凝土結構長的一側，然后再澆筑短的一側的方法，同時保證澆筑的連續性。在大體積混凝土分層澆筑完成后，應該馬上進行振搗，可采用二次振搗的工藝，同時，注意振搗的時間和位置。避免出現漏振或過振的問題。本工程在壩面混凝土施工時，采用了無軌滑模施工工藝。澆筑時對滑升速度進行嚴格控制，每次滑升為30 cm左右，滑升速度3～4 m/h。滑升后采用人工進行抹面收光。

3.5 大體積混凝土的養護控制

由于混凝土體積較大，其養護措施應同時考慮保濕與保溫的問題。由于本工程施工時氣溫較高，且工程區氣候較為干燥、多風，混凝土中的水分蒸發過快，容易產生干縮變形裂縫。因此，應該在混凝土澆筑完成后便進行早期養護，采用塑料薄膜進行覆蓋，避免混凝土產生干縮裂縫。大體積混凝土的早期養護時間可為8～10 h;早期養護完成后，可進行覆蓋麻袋及灑水養護，養護時間應為14 d。考慮工程區的氣候特點，在麻袋拆除后，還應進行14 d的灑水養護，每隔2～3 h，進行人工灑水一次。

3.6 大體積混凝土的溫度控制

對混凝土溫度、溫度應力、收縮應力等進行科學的驗算，得到混凝土升溫峰值、內外溫差以及降溫速率等基本指標。然后根據這些指標來制定合理的溫度控制措施。在本工程中，澆筑混凝土的入模溫度升溫峰值應該在40℃左右，內外溫差應控制在25℃。

4 結論

希尼爾水庫工程主要包括壩體、引水閘及引水渠、放水閘及放水渠等永久主體工程。其中大體積混凝土的施工項目較多，為了保證水庫工程的整體質量，在大體積混凝土施工時，必須嚴格根據施工標準及規范，結合工程區的氣候條件和地質情況，采取合理、有效的施工控制措施。

［1］唐小龍，關于水利工程大體積混凝土施工技術的探討［J］.科技與企業，2013(22):226.

［2］蔣曉光，劉曉丹，侯榮麗，水利工程大體積混凝土施工質量控制探究［J］.科技創新與應用，2012(10):101.