閘站厚大體積混凝土的施工技術

陳興濤++鄧曉陸++劉劍

摘要：隨著閘站施工技術的發展，近年來對厚大體積混凝土的施工要求越來越嚴格。如果混凝土內部的散熱條件不良，將產生較大的溫度應力最終形成裂縫，影響施工質量，因此閘站厚大體積混凝土的施工也成為實際工程的研究熱點。本文結合實際工程，以厚大體積混凝土的特點為基礎，探討了混凝土施工技術，提出了裂縫問題的預防措施。

關鍵詞：閘站 厚大體積混凝土 施工技術

1.工程概況

本工程為閘站結合形式，整體形狀布置呈一字型，排澇泵站設于閘站兩側，中間有通航孔。泵站選用4臺豎井式管流泵，通航孔寬度24m，兼做自排孔，站身界面尺寸變化大，站身的單孔閘順水流向，實際中應用的混凝土都可歸為大體積混凝土類別，強度等級為C25。

厚大體積混凝土的尺寸一般超過1m，裂縫問題也是實際施工中最為常見的。必須充分考慮混凝土的溫度應力和內外溫差控制裂縫產生。厚大體積混凝土有如下特點：

（1）厚大體積混凝土在閘站施工中的應用極為廣泛，在厚大體積混凝土的施工中，難以設置施工縫，因此對施工技術提出了更高的要求，必須采用連續澆筑的方法。

（2）混凝土在完成澆筑后由于水化熱會在內部集聚一定的熱量，這部分熱量很難釋放出來，導致內外溫差過大，極易引發裂縫問題，同時可能出現結構增大的現象。

2.施工準備

（1）嚴格按照設計配合比對混凝土進行拌和，在混凝土采購過程中做好質量把關，將質量控制工作作為工程管理的重點。

（2）混凝土入倉工作中必須保證良好散熱，為了促進混凝土內部均勻降溫，必須及時在閘底板中埋設好冷卻水管道。

（3）將混凝土芯墻設置于站身流道層的厚大部位，并在芯墻周邊安裝構造鋼筋。

（4）以工程的結構布置為依據，保證混凝土墻體長度合理。

（5）工作人員及時做好配合比試驗。

3.大體積混凝土施工技術

3.1 配合比設計

通過對配合比的優化試驗，在混凝土中加入10%的UEA膨脹劑底板流道和芯墻的相關配合設計見表1。

3.2 冷卻水管布置

冷卻水管采用鋼管制成，將三層冷卻水管設置于通航孔底板內，每層水管都要連接潛水泵抽水。不同冷卻水管的中水的流向相反，每個一定時間變換水流方向，保證閘底板部位均勻冷卻。待底板澆筑完成后，及時接通冷卻水管，保證充足的冷卻時間，通水冷卻結束后及時將鋼管封堵。

3.3 模板施工

模板施工過程中的重要工作是模板設計，模板以實際施工方案進行嚴格設計。如果混凝土澆筑采用泵送的方式，可能導致模板側部受到的壓力較大，混凝土的配合比，澆筑速度和外加劑都有可能對模板的最大側壓力造成影響。結合實際施工環境，及時采取相應措施提高模板和支架的穩定度和剛度。閘底板采用的是組合鋼模板，模板表面涂刷脫模劑，為了避免底板漏水，將支撐鋼管灌滿混凝土。

3.4 澆筑

閘站施工過程中對澆筑工藝有很高的要求，必須將澆筑工作作為工作的重點。實際施工中出現的質量問題多食由于不成熟的澆筑工藝造成的，混凝土的質量一旦出現問題，會嚴重應先管道整體項目的質量。混凝土的澆筑工作需要有詳細的施工步驟作為依據，必須結合各個施工環節計算好澆筑時間，采用連續澆筑的方法避免施工過程中出現冷接縫。

將混凝土的坍落度控制在12cm，運輸過程中一般采用泵車輸送，針對閘底板和流道需要采用不同的施工方法，閘底板一般采用斜分層法澆筑，流道施工一般采用水平分層法澆筑。為了提高施工質量，混凝土的凝固過程也必須實現合理控制，當前層與次層混凝土的凝固時間必須合理。例如在當前層混凝土初凝之前，必須保證次層混凝土已經澆筑完成，并且振搗密實。做好混凝土澆筑過程中的細節工作，制定完善的預防措施避免出現泌水問題。為了避免混凝土產生縮縫，必須保證混凝土澆筑達到設計標高后在工程師的指導下及時收面。

4.大體積混凝土裂縫問題

4.1 裂縫產生的主要原因

4.1.1 水泥水化熱的影響

澆筑過程中的水泥會表現出水泥水化熱效能，產生一定的熱量，在澆筑完成后的一段時間內集中放熱，混凝土內部表現出的水化熱難以放出，導致混凝土內外溫差過大，混凝土表面和內部的應力不同，所以最終導致表面出現裂縫。

4.1.2 溫度因素

外界溫度的變化會影響混凝土的凝固，溫度因素也成為混凝土裂縫的主要原因。環境溫度變化進一步導致混凝土內外出現溫差，混凝土內外所受的應力也存在差異，最終在表面形成裂縫。

4.1.3 混凝土配比不當

實際施工過程中，一般將高強度的混凝土水灰比控制在0.24～0.38之間。在水泥出現一定的水化現象之后，一部分水分殘留在混凝土內部，這部分水分蒸發后會導致混凝土內部出現氣孔，混凝土實際的載荷能力受到較大的影響，結合相關力學分析，在施加載荷的過程中，混凝土空隙周圍的應力較為幾種，此時會導致混凝土表面出現裂縫。

4.1.4 混凝土養護不及時

混凝土養護工作是混凝土施工過程中的重點，如果養護工作不到位，會導致表面的水分蒸發較快，混凝土表面出現裂縫，另外養護不及時也會導致混凝土內外溫差過大，如果溫差超過25℃，將在表面形成嚴重的裂縫。

4.2 大體積混凝土裂縫控制

4.2.1 嚴格控制原材料

（1）施工之前結合所有技術資料，加強原材料的采購管理，盡量選擇膨脹度和收縮性小的水泥，以提高水泥應用過程膨脹期的預應力，增強混凝土的抗裂能力。（2）為了避免混凝土出現泌水問題，可以按照適當的配比在原料中加入一定量的粉煤灰，提高混凝土的抗滲性。（3）為了從根本上控制裂縫問題，必須選擇優質的骨料，保證骨料的膨脹系數較小。（4）在原材料的配比過程中適量添加減水劑。

4.2.2 施工過程中的控制

控制混凝土的拌和質量，實現施工過程的動態監控，在溫度較高的情況下施工，可以降低入倉溫度，合理應用冷卻骨料，在混凝土內埋設冷卻水管。

控制混凝土的入模溫度，溫度不宜高于28℃，澆筑過程中保證連續澆筑，及時測量混凝土中心溫度與表面溫度的差值，內外溫差不得高于25℃，混凝土拆模過程中及時做好溫度監控，保證拆模后表面溫度低于9℃。

4.2.3 厚大體積混凝土的養護工作

混凝土養護是施工過程中的重要工作，為了降低混凝土的約束能力，必須控制混凝土的內外溫差，必須制定出可行的養護措施，減弱混凝土的降溫速度，避免溫度因素導致混凝土表面出現裂縫。

在降低內外溫差的過程中，可以采取適當提高環境溫度的方法，緩解降溫速度，以提高混凝土應力，防止混凝土表面干裂收縮。養護期間的混凝土表面與中心溫差不得高于25℃。混凝土澆筑過程中，如果遇到較為惡劣的環境，必須及時做好排水工作，澆筑過程中保證連續性，以提高施工質量，如果外界環境溫度過高，可以對混凝土進行遮蓋，避免表面水分散發過快，如果外界環境溫度較低，必須及時采取可靠的保溫措施。

5.結語

從上文的分析可知，閘站厚大體積混凝土的施工極為復雜，需要注意的細節問題較多，施工過程中的質量問題必須受到工作人員的重視，通過合理的試驗，確定出科學的原材料配合比，以實際施工方案為依據，結合工作進度對方案進一步優化，重視施工混凝土的裂縫問題，在縫隙裂縫產生原因的基礎上，及時做好相應的質量控制措施，注重養護工作，以推進閘站混凝土施工技術的發展。endprint