船閘大體積實心閘墻混凝土施工質量控制

蔡微燦

【摘要】本文結合錢塘江中上游衢江（金華段）航運開發游埠船閘工程實例，針對混凝土外觀質量及裂縫控制，通過混凝土原材料控制，施工技術措施及管理措施等方面的實施，提出了閘墻混凝土的施工質量控制要點，并指導后續施工。

【關鍵詞】大體積；閘墻；混凝土；施工控制

1、工程概況

錢塘江中上游衢江（金華段）航運開發游埠船閘按四級航道標準設計，船閘由上、下閘首、閘室及上下游引航道等組成，總長為1458米，船閘結構及水深滿足1000噸級船舶通航要求。船閘主要工程結構形式如下：船閘采用整體塢式結構，上閘首平面尺度為38× 42.5m，下閘首平面尺度為30×42.5m，閘室結構有效尺寸為280×23×4米；船閘上、下游引航道直線長度均為450m，通航凈空高度不小于7米。

其中閘室采用鋼筋混凝土整體塢室結構，閘室有效長度為280m，每15m設置結構段，實心閘墻高度12m，寬度3m，分層分段進行混凝土澆筑，混凝土澆筑采用吊罐法，共需完成砼澆筑約2萬m3，根據高度及結構特點分為3層，第一層為底部倒角，高度為2m，第二層和頂層澆筑高度均為5m，一次性澆筑。

2、混凝土原材料控制

2.1原材料選擇

水泥：南方諸葛P.O42.5普通硅酸鹽水泥，該水泥屬中低熱水泥；粉煤灰：浙能蘭溪發電有限公司Ⅱ級粉煤灰；粗骨料：取自衢江河道卵石，粒徑5-20mm，20-40mm連續級配，由現場篩分系統破碎篩分而成；細骨料：取自衢江砂石料，由篩分系統篩分，并混合摻用機制砂，細度模數2.52；外加劑：上海高鐵的引氣型減水劑（減水率為23%）。

工程所用粗細骨料均由現場砂礫料破碎篩分形成，在篩分工程中經由3道水池過濾，因此剛篩分處理的骨料，特別是細骨料含水率較大，骨料篩分完成的先后時間及頂部和底層細骨料的含水率均不一。解決措施如下：1、及時測定骨料含水率，根據骨料含水率調整配合比，控制塌落度；2、混凝土澆筑同時盡量暫停骨料篩分，確保骨料含水率穩定；3、增加存料場地，設置遮陽棚避免日曬雨淋。

3、夏季施工措施

高溫季節施工首先充分利用早晚及夜間的低溫時段進行混凝土澆筑。因砂、石、水的溫度均受氣溫影響，影響澆筑溫度的的因素可以概括為：①原材料溫度；②攪拌、輸送、澆筑、振搗過程中的升溫；③新拌混凝土與環境介質之間的熱交換。其中，原材料溫度直接決定了澆筑溫度的高低。在混凝土原材料中，砂、石的比熱較小，但占混凝土總質量的80%左右；水僅占混凝土總質量的6%左右，但其比熱較大。因此，降低混凝土溫度的有效方法是冷卻骨料和水，其次為冷卻膠凝材料。

3.1攪拌用水制備

攪拌用水由現場冷水機制備冷水，通過調查本工程所在地距離最近的冷凍廠超過44km，運距較遠。因此制備大體積混凝土所需的冷水采用集裝箱冷水機制備，通過冷水機制備冷水，可將水溫將至5℃內，使用過程方便且冷水池溫度均勻。冷水機參數如下所示。

本工程大體積實心閘墻混凝土單次澆注方量約為200m3，除去細骨料含水率，每m3混凝土用冷水量約為110kg，計算出單次澆筑用冷水量為22t<冷水水池容量70t，水池容量可以滿足要求，但需對水池進行密封保溫改造施工，采用鋼構、100mm彩鋼夾層泡沫板進行全封閉。冷水機選擇性能為10t/h出水量，工作時間為22÷5=4.5h，因混凝土澆筑時間約為8h，滿足要求。

3.2骨料及水泥冷卻

粗細骨料設置遮陽棚，在混凝土澆筑前約4小時前采用地下水或冷水對粗骨料進行噴淋，并設置排風機進行風冷。

4、溫控措施

4.1冷卻水管埋設

為減少大體積混凝土的裂縫產生，采用混凝土內部埋設冷卻管通水降溫，同時根據近階段閘墻倒角埋設冷卻水管的施工情況，通水冷卻的效果受水管排列方式、管徑、管間距、管長、水溫、流量等因素的影響，其中控制管間距是最有效的控制冷卻效果的手段。

本工程冷卻水管采用Φ25×2.5mm、具有一定強度、導熱性能好的黑鐵管制作，彎管部分采用冷彎工藝，管與管之間通過膨脹式防水接頭緊密連接，連接部位采用兩道鐵絲綁扎。冷卻水管根據施工圖紙進行布設，采用深層江水作冷卻水，用分水器將各層各套水管集中分出，分水器設置相應數量的獨立水閥以控制各套水管冷卻水流量，并設置兩個減壓閥以控制后期通水速率。冷卻水管進出口均引至混凝土頂部。

設置冷卻水管的該層砼自澆筑時起，澆筑混凝土前先進行通水試驗，冷卻水管內須立即灌入冷卻水，連續通水12天，每個出水口流量為20-25升/分鐘，為增加冷卻效果，進出水流方向每天更換四次，使混凝土內表溫差不得不大于25攝氏度。通水過程中對水管流量，進出口水溫度、測溫孔溫度每隔1-2小時測量，記錄一次。

4.2溫度檢測

在大體積混凝土施工過程中，由于混凝土的尺寸較大，其內部水泥水化熱難以釋放，必然會產生高溫，為了保證混凝土的施工質量，必須對混凝土內部溫度及其發展變化情況進行科學、合理的監測，通過監測結果完善溫控措施，確保溫度應力不超過混凝土的抗拉強度，避免出現溫度裂縫。

測溫位參照設計圖紙及相關要求進行布設，如2圖所示為閘室底板15米的測溫線布置。

根據測得的溫度可以得出最高內部溫度、升溫速率、內表溫差及降溫速率。如發現異常情況，應根據測溫結果和外界環境溫度變化的實際情況縮短溫度測量時間，并及時采取對應的下列防治措施：

① 最高溫度偏高，可采取加大冷卻水通水流量、降低冷卻水溫度的措施，但注意控制冷卻水溫度在比混凝土中心溫度低10～25℃之間。

② 內外溫差偏高，可以加大通水流量以加強內部降溫，增加保溫層厚度以加強外部保溫，做到外保內散。

5、施工控制

5.1模板施工控制

大體積實心閘墻混凝土采用全平面鋼模板，閘室縱向分層位置按照結構形式確定，橫向分段位置按照鋼護舷位置確定。模板立平面部分的對銷螺栓橫向間距為500mm，縱向間距均為500mm。單塊全鋼平面模板的面板為5mm厚普通A3鋼板，邊肋為∠100×10等邊角鋼，圍檁采用通用的[16及[10槽鋼制作。

支模板前，在下層砼面上放出模板線，并在下層位置預留圓臺螺母，便于模板底部固定。模板安裝前，先將表面打磨清理干凈，并涂刷脫模劑，再在模板表面敷貼一層塑料薄膜，防止灰塵污染。模板安裝采用塔吊或汽車吊進行分塊安裝就位，模板的調整利用全站儀和水準儀控制。安裝采用對拉或斜拉圓臺螺帽固定，并采用斜撐定位，模板拼縫要雙面膠止漿，孔洞處用泡沫膠堵漏。模板安裝就位準確、穩定牢固，砼澆筑過程未移位、跑模，尺寸符合設計、拼縫嚴密、邊線順直，無錯牙。

模板安裝過程中，具體操作如下：1、每塊鋼模板安裝前進行平整度檢測；2、模板安裝前表面附著物清理干凈，脫模劑涂刷均勻；3、模板安裝完成后加強對拉螺桿的及垂直度及止漿情況的檢查；4、混凝土澆筑過程中木工值班。

5.2養護措施

混凝土養護包括溫度和濕度兩個方面，結構表層混凝土的抗裂性和耐久性在很大程度上取決于施工養護過程中的溫度和濕度養護，因為水泥只有水化到一定程度才能形成有利于混凝土強度和耐久性的微結構。本工程船閘結構施工期長，其中閘墻混凝土澆筑主要在夏季，另考慮不同施工條件、氣候條件采取不同的養護措施。

高溫季節采用地下滲水及江水進行養護，設置循環噴淋系統，掛養護標識牌，并由專人負責。冬季施工對降低內表溫差有較高要求，冬季低溫時節采用覆蓋養護毯保溫。養護時間不小于14天。

6.實施效果

本工程目80塊大體積實心閘墻均未發現裂縫，混凝土的裂縫控制較好，外觀質量較好，表面平整度、垂直度達到要求。同時根據水運工程質量檢驗標準（JTS-257-2008）中關于船閘工程質量檢驗的觀感質量評價項目和質量要求，項目部由邀請監理及業主對混凝土澆筑后船閘大體積閘墻的觀感項目進行打分，達到了一級標準，施工質量達到了相關單位的一致好評。

參考文獻：

[1].交通運輸部.水運工程混凝土施工規范 JTS202-2011