水利工程中水下混凝土的施工技術要點

梅建強

（宣城市皖江水利建筑工程有限公司 安徽宣城 242000）

水利工程中水下混凝土的施工技術要點

梅建強

（宣城市皖江水利建筑工程有限公司 安徽宣城 242000）

隨著國民經濟的快速發展，我國水利工程的規模也越來越大。混凝土是水利工程中必不可少的澆筑材料，其質量優劣將會對水利工程的整體質量產生重大影響。不同于普通混凝土，水下混凝土還帶有絮凝劑，有利于緩解水利施工中容易出現的離析、開裂等現象。本文主要從水下混凝土的獨特性出發，分析水下混凝土在水利工程的實際使用中有哪些技術要點。

施工技術；水下混凝土；水利工程

引言

隨著我國市場化、城市化的進程逐漸加快，各地政府為了提高人民生活質量都開始大規模建設水利工程。另一方面水利工程與環境問題息息相關，是環境保護體系中的重要一環，具有很強的建設意義。其中在水利工程建設中，水下混凝土工程又是保證水利工程整體質量的關鍵。水下混凝土工程不同于地表作業，其受水文、地形、溫差等多種因素的制約，如何提高水下混凝土施工技術，掌握水下混凝土施工技術的要點，已經成為了水利工程人員共同面對的難題。

1 水下混凝土施工技術的特點

1.1 泌水性高

由于水下的氣壓差很不穩定，在水下進行混凝土施工作業很容易出現分層、離析等現象，施工人員為了增強混凝土的粘稠性通常都會在攪拌時加入絮凝劑。絮凝劑具有很強的粘稠性效果，是水利工程中常用的一種輔助劑，在混凝土中加入絮凝劑有利于改變其內部的粗分散體系顆粒結構，使水泥顆粒與粗分散體系中的顆粒完美的聯系在一起，形成一種新型的水下不分散混凝土。因為這種水下混凝土的內部分子呈網狀結構，整體性強、不易被沖散，且具有很強的泌水效果[1]。絮凝劑雖然有很好的粘稠效果，但是加入過量也會導致混凝土內部結構失衡，所以施工人員在添加絮凝劑時要嚴格遵循國家使用標準。目前，按照我國水利行業頒布的行業標準絮凝劑添加量保持在0.5%左右即可，并且經衛生防疫站檢驗絮凝劑中并不含有對人體有害的物質，是一種安全的防水材料。

1.2 抗分散性強

在水利工程建設中，為了不使水下混凝土工程發生流失、離析現象，施工人員需要在攪拌物中加入絮凝劑以增強混凝土的抗沖刷能力。此外，增強水下混凝土的抗分散性也是施工人員需要掌握的技術重點，目前在我國水利工程建設中，施工人員主要通過篩洗水溶液的透過率及pH值或混凝土拌合物來檢驗水下混凝土的抗分散性。當水下混凝土的SCR絮凝劑含量超過水泥重量后，透光率會超過90%，而水溶液的pH值會保持在8～10左右。普通的混凝土在水深超過40cm后，泥沙流失率就會超過60%，而加入絮凝劑的混凝土水泥流失不會超過10.2%。所以水下混凝土在加入絮凝劑后具有很強的抗分散能力，在保證不影響水下混凝土結構配比的情況下，可以形成新型均勻的混凝土結構。

1.3 流動性能好

與普通混凝土澆筑需要依靠外力進行振搗不同，水下混凝土只需要通過鋼筋縫隙就能充實到模板的每一個角落，整個過程不泌水、自流平、不會發生開裂分析現象，最終會形成均勻的密實結構，所以，水下混凝土具有很高的流動性。西方的水利機構曾經采用DIN1048法來對水下混凝土的擴展度進行測定，發現其擴展度始終保持在35～50cm內，大大超過了普通混凝土的擴展范圍。同時水下混凝土的塌落度在18～22cm之間，也完全符合普通混凝土的行業標準。另一方面，水下混凝土的流動性不是一成不變的，其容易受到施工方法、現場環境、施工條件等因素的影響。同時，流動性強的混凝土雖然改善了施工的便捷度，但是容易在澆筑過程中出現粗骨料下沉現象，如果混凝土的流動性過小，又會加劇水下振搗的難度，減緩混凝土的填充速度。

2 水下混凝土施工技術的要點

2.1 施工前準備工作

水下混凝土施工的流程如圖1。通常水下混凝土地基以上都存在覆蓋層，施工人員可以采用疏浚方式進行清除或用抓斗進行挖掘，還可以利用氣動提升器和高壓水槍來清除表面薄層的粉土和淤泥。對長期以來的施工經驗進行總結，可以發現在水下混凝土澆筑過程中，提前清理地基表面的雜質是很有必要的。另外施工人員在水下混凝土澆筑過程中需要密切注意混凝土表面，防止有水流經過從未凝固的混凝土表面將泥沙帶走[2]。

圖1 水下混凝土施工流程圖

2.2 水下混凝土澆筑施工

混凝土受料斗的導管需要根據骨料的大小形狀進行選擇，通常管段的長度在1～4m之間，有利于防水接縫、快速拆卸。在進行澆筑前，施工人員要先將導管的底部與槽孔鏈接，并將管塞放入導管頂部，這一步驟是決定混凝土澆筑作業能否成功的關鍵。在進行水下混凝土澆筑施工作業時，一般應盡可能對拌合料不擾功或少擾動而將其澆筑至最終位置。因此應當要求混凝土拌合料不需要借助其他措施即可流至所需的澆筑地點，針對結構斷面較情況者則可以適當減小混凝土拌合物的坍落度。鑒于混凝土中拌和用水量多，故水泥漿皮或泥漿增多，在新澆混凝土之前，必須將這些泥皮或泥漿清除。

如果施工人員對混凝土澆筑的速度不滿意，可以通過升降導管的方式來改變混凝土的澆筑速度。導管在下降時就會減少混凝土的供應，反之則會增加。需要注意的是，任何時候施工人員都不可將導管整個提出。如果出現已澆筑混凝土外流現象，施工人員要停止澆筑，待凝固后將不合格混凝土清楚在重新開始水下混凝土施工。圖2為導流封堵示意圖。

圖2 導流封堵示意圖

2.3 垂直導管法

在水下混凝土施工中，垂直導管法是比較常見的一種，其采用的導管封密性強，通過自身較強的流動性能將小球頂向四周，形成平角平的混凝土。這種施工方法主要處理用混凝土下流導管及裝料漏斗組成的施工機進行施工[3]。在混凝土澆筑前，施工人員要確保混凝土內不能滲入水分。開始澆筑后，施工人員應將水中導管注滿后再打開，有利于降低混凝土在水中的落差，提高工作人員對混凝土質量的控制力。為了避免在施工過程中出現水流反竄，施工人員要時刻保證裝料漏洞在不停地翻轉，確保管內混凝土時刻充裕。目前我國的水利工程中，主要會在一些水位深、規模大的混凝土工程中使用垂直導管法。

2.4 開底吊灌法

開底吊罐法有利于改善混凝土拌合物與水之間的關系。在澆筑過程中使用開底掉灌法施工人員必須注意要等吊罐底部距離澆筑地點很近時才可打開底門，要確定混凝土全部排空后，施工人員才能將吊罐重新取回。同時，施工人員必須保證續澆的混凝土都澆筑在已完成水下澆筑的混凝土頂端，接著通過振搗或夯擊等手段將混凝土外側逐漸向水區延伸。吊罐內的混凝土頂端必須覆蓋上防水油布或帆布，而底部必須隨時沿水下地面打開，這樣能夠確保混凝土在不受到任何外力作用下進行澆筑。

開底吊灌法通常采用罐底開口呈弧形的施工機具，如此有利于混凝土能完全排空。開底吊灌法不同于垂直導管法，其主要用于水位較淺、規模較小的混凝土工程中[4]。工作人員通過吊機將吊罐輕輕放人水中，利用水面的定位框控制吊罐的具體位置，再由潛水員稍微加以調試。當吊灌底部距水下地面的距離接近80cm時，工作人員可以將吊灌底門及時打開，以便水下混凝土能夠自由下落。等混凝土澆筑完成后，再將吊罐慢慢提升，以免新澆混凝土受到干擾。

3 結語

隨著科學技術的不斷進步，水下混凝土技術在水利工程中的使用越來越廣泛。同時水下混凝土技術具有復雜性，在施工過程中有很高的要求和標準。施工人員在進行水下混凝土澆筑工作時要嚴格按照施工標準進行。同時水下混凝土技術具有很強的抗分散性及流動性，有利于提高工程的施工質量和效率。

[1]石明華，蔣海翔，何曉陽，周偉，王靜.有晶狀體眼后房型人工晶狀體植入術治療成人近視性屈光參差性弱視[J].眼科新進展，2014（01）.

[2]周偉.淺談湖南望城民間剪紙藝術的傳承保護策略[J].藝術科技，2013（12）.

[3]周偉.幼兒美術教師三維目標設定教學模式研究[J].中國校外教育.

[4]周偉，丁軍.遙觀南樞紐泵站工程水泵機組選型研究[J].南水北調與水利科技，2014（04）.

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2016-9-2