碾壓混凝土重力壩施工技術(shù)和施工質(zhì)量的管控

程顯皓 深圳海油工程水下技術(shù)有限公司

水利工程的實(shí)施對地區(qū)水利效益、生態(tài)效益、社會效益有著深遠(yuǎn)的影響，一項(xiàng)水利工程建設(shè)的核心單位工程通常為攔蓄壩工程，當(dāng)前水利工程大壩建設(shè)應(yīng)用最廣泛的施工技術(shù)是碾壓混凝土大壩施工技術(shù)，加強(qiáng)碾壓混凝土大壩施工技術(shù)探索、施工質(zhì)量管理的研究具有重要意義，基于此本文對碾壓混凝土重力壩施工技術(shù)和施工質(zhì)量的管控進(jìn)行了探討。

1.碾壓混凝土重力壩施工技術(shù)研究

1.1 混凝土的配合比設(shè)計(jì)

碾壓式混凝土重力壩混凝土的配合比直接決定了大壩的力學(xué)性能、耐久性能、變形性能、抗?jié)B性能、成型質(zhì)量等。在配比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮原材料和配合比兩方面因素，碾壓混凝土的原材料主要包括水泥、摻合料、粗骨料、細(xì)骨料以及外加劑等幾部分，選擇原材料應(yīng)綜合考慮混凝土彈性模量、徐變、極限拉伸值、強(qiáng)度、自生體積變形、熱膨脹系數(shù)、絕熱溫升等參數(shù)的要求，在混凝土拌合前應(yīng)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對原材料進(jìn)行檢測，檢測不合格的材料嚴(yán)禁進(jìn)場?；炷僚浜媳鹊拇_定應(yīng)充分考慮外部溫度環(huán)境、混凝土運(yùn)輸條件、澆筑部位、坍落度損失、出廠離析等因素，通過實(shí)驗(yàn)室配合比試驗(yàn)，確定最佳到場配合比。

1.2 改善約束條件

碾壓混凝土重力壩通常為大體積混凝土壩，為保證良好的澆筑質(zhì)量需采用分層澆筑。其中施工分層的劃分既影響混凝土澆筑質(zhì)量，且影響施工進(jìn)度，澆筑分層的劃分可以根據(jù)碾壓混凝土重力壩分層澆筑的相關(guān)實(shí)踐，結(jié)合工程的實(shí)際來開展。在分層澆筑施工中需要保證在開始上層澆筑前，在已經(jīng)成型的混凝土表面敷設(shè)一層砂漿，砂漿的強(qiáng)度等級需高于已成型的混凝土，砂漿的坍落度控制在10cm左右，厚度則需要控制在15mm左右。鋪設(shè)完砂漿后應(yīng)立刻進(jìn)行上層混凝土的澆筑工作，方能有效的防止混凝土出現(xiàn)初凝或者失水等問題，從而保證混凝土的澆筑質(zhì)量。

碾壓式混凝土重力壩澆筑的流程如圖1所示。

圖1 碾壓式混凝土澆筑流程

1.3 溫度控制方案

碾壓混凝土重力壩在澆筑過程中水泥會產(chǎn)生較大的水化熱，混凝土的溫度過高可能會使其不能完成初凝，甚至?xí)霈F(xiàn)失效的問題，為避免這種情況，除了采用分層施工的方式來有效降低混凝土最高溫度和內(nèi)外溫差之外，還需對溫度進(jìn)行有效的控制，溫控手段有冷卻水管、表面保溫、預(yù)冷、管道口冬季封閉、倉面噴霧等，這些措施如何合理利用需綜合研究，當(dāng)前最主要的方式是進(jìn)行溫度仿真模擬，根據(jù)結(jié)果來對溫度進(jìn)行控制。

溫度仿真模擬可以采用有限元或離散元來模擬，在開展溫度仿真數(shù)值計(jì)算時(shí)，按照設(shè)計(jì)好的開始澆筑時(shí)間，通過調(diào)整施工順序、澆筑分層、層間間歇時(shí)間、保溫措施和保溫時(shí)間、冷卻水管的參數(shù)、混凝土預(yù)冷幅度等參數(shù)，構(gòu)建溫度仿真計(jì)算模型，并對模型進(jìn)行溫度模擬計(jì)算，得到溫度包絡(luò)圖，根據(jù)計(jì)算結(jié)果的分析和經(jīng)驗(yàn)，調(diào)整溫控措施，得到可行的溫控方案。圖2為某工程計(jì)算出的水化溫度包絡(luò)圖。

2.施工質(zhì)量管控措施

碾壓混凝土重力壩的施工質(zhì)量控制，不僅應(yīng)對施工技術(shù)路線進(jìn)行詳盡研究，同時(shí)還需做好施工質(zhì)量的管理工作。

2.1 碾壓混凝土防裂管理

碾壓混凝土重力壩比較常見的質(zhì)量問題是后期開裂，加強(qiáng)后期開裂的管理工作，可以采取以下兩方面的措施：一方面，加強(qiáng)溫控措施管理。根據(jù)溫度場和溫度應(yīng)力分析結(jié)果，采取預(yù)冷、改善環(huán)境溫度、合理布置降溫水管、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等方式，有效降低混凝土內(nèi)部溫度，防止內(nèi)部溫度過高及內(nèi)外溫差較大而造成的開裂。加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)工作，在混凝土表面成型之后，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況采取澆水或者是保溫等措施來保證環(huán)境適宜。另一方面，合理安排施工進(jìn)度，盡量選擇低溫季節(jié)或夜間澆筑，嚴(yán)格按照施工技術(shù)要求合理分層，避免薄層長間歇，控制間歇層厚度和間歇時(shí)間。

2.2 施工環(huán)境管理

降雨或高溫對碾壓混凝土的施工質(zhì)量均有較大影響，選擇合理措施應(yīng)對不同的天氣條件是施工環(huán)境管理的重要工作。雨天應(yīng)盡量避免混凝土澆筑，確需澆筑時(shí)，根據(jù)施工實(shí)際情況，可適當(dāng)調(diào)整混凝土的坍落度，采用斜層平鋪法進(jìn)行施工，加強(qiáng)倉內(nèi)排水并防止周圍雨水匯入倉內(nèi)；做好新澆混凝土面的保護(hù)工作；確保排水設(shè)施正常運(yùn)行，在降雨后可以將雨水及時(shí)的排除，降低其對混凝土的不利影響。

高溫季節(jié)開展碾壓混凝土施工則需調(diào)整混凝土配合比從而降低水化熱，降低入倉溫度，加強(qiáng)澆筑后的管理，采用恰當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)方案，加強(qiáng)二次振搗或二次抹面。從而解決混凝土早期裂縫問題，提高澆筑質(zhì)量。

2.3 成品保護(hù)

為了防止由于缺乏保護(hù)或者保護(hù)不善等原因?qū)こ桃淹瓿傻牟糠衷斐善茐模枰扇∮行У拇胧﹣肀苊馕廴?。因此，?xiàng)目管理人員應(yīng)對工序進(jìn)行合理的安排，盡可能的避免出現(xiàn)交叉作業(yè)的情況，同時(shí)要做好上下工序之間的交接，盡可能的避免下道工序?qū)ι系拦ば虺善匪斐傻挠绊?。此外，?yīng)建立嚴(yán)格的成品保護(hù)制度對成品進(jìn)行保護(hù)。

2.4 整改措施

在碾壓混凝土重力壩施工過程中主要采用分層施工的方法，而應(yīng)用這一施工方法時(shí)，分層結(jié)合處的質(zhì)量對整個(gè)單位工程的質(zhì)量有著非常大的影響。鑒于這一位置施工質(zhì)量的重要性，應(yīng)設(shè)置由施工方和監(jiān)理方聯(lián)合組成的質(zhì)量檢查小組，對這一部分質(zhì)量進(jìn)行質(zhì)量檢查，若發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量問題，則要求施工人員即刻整改，確保該處施工質(zhì)量滿足要求，質(zhì)量檢查人員需要對整改的情況繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)督和管理，直至整改合格。

圖2 某碾壓混凝土重力壩水化溫度包絡(luò)圖

3.結(jié)語

碾壓混凝土重力壩是當(dāng)前水利工程大壩的主要形式，本文從施工技術(shù)和施工質(zhì)量管控兩方面對如何保證碾壓混凝土重力壩的施工質(zhì)量進(jìn)行了探討，希望對于提高其施工的質(zhì)量起到一定的作用。