淺談水閘大體積混凝土澆筑控制

伍 興

（福建省水利水電工程局有限公司,福建 泉州 362000）

1 工程概況

旺蒼縣城區河道綜合整治工程（一期）PPP項目位于四川省廣元市旺蒼縣東河鎮，主要包括兩級攔河閘壩（旺月閘、石龍閘），閘壩廊橋、棧道及其安全防護工程。兩級攔河閘壩均位于東河旺蒼城區河段，其中旺月閘推薦閘址位于旺月橡膠壩下游140 m，正常蓄水位466.00 m，對應庫容307 萬m3，校核洪水位471.47 m，總庫容837 萬m3；石龍閘推薦閘址位于石龍嘴大橋下游約340 m處，正常蓄水位458.40 m，對應庫容409 萬m3，校核洪水位462.45 m，總庫容 834 萬 m3。

2 大體積混凝土設計結構部位及尺寸

大體積混凝土主要涉及部位：兩級攔河閘壩（旺月閘、石龍閘），消力池、閘墩。本文以旺月閘閘室底板大體積澆筑為例，旺月閘最大閘底板寬36 m、長41 m，閘墩寬4 m、長39 m、高16.7 m，見圖1。

圖1 旺月閘閘室底板（單位：cm）

3 混凝土強度增長和溫度關系

同一配合比的混凝土不同施工季節溫度變化對混凝土強度增長的影響見圖2。由圖2可知，夏季高溫季節，砼強度明顯增加較快，水化熱最大；春秋季節次之，水化熱較小，當溫度低于5℃以下時，砼強度幾乎不增長，水化反應幾乎停滯。

圖2 砼強度變化和溫度關系

大體積混凝土裂縫產生的原因：前期，大體積混凝土內外溫差變化導致的產生裂縫；后期，大體積混凝土冷卻后收縮產生的裂縫，此因素導致裂縫產生破壞影響更大。針對裂縫產生不同的原因，需采取不同的技術要求和施工措施綜合考慮應對。

4 閘室底板大體積混凝土技術要求與施工措施

4.1 大體積混凝土施工技術要求

大體積混凝土施工質量主要是從以下幾個方面進行控制：

（1）從“原材料”源頭質量進行控制；比選不同廠家的水泥、粉煤灰、砂石骨料質量，提前取樣做實驗進行評估。

（2）混凝土“配合比”，做多組配合比試塊，選用最經濟合理的配合比。

（3）嚴控水化熱，選用低水化熱水泥；摻適當減水劑降低水泥用量；夏季摻適當緩凝劑，冬季摻適當速凝劑。

（4）嚴控含泥量，石子和砂的含泥量分別不能超過1%和3%。

（5）基礎開挖至基巖，清除干凈軟弱層，防止不均勻沉降開裂。

（6）合理設置沉降縫、后澆帶；跳倉間隔澆筑。

（7）嚴格層層把關各工序:攪拌（試塊取樣）、運輸、布料、振搗、養護。

（8）嚴控內外部溫差：夏天早晚澆筑；冬天低于5℃最好停止澆筑或者采用保溫措施澆筑；預埋冷卻水管水循環（內外溫差小于25℃），及時覆蓋保溫養護。

4.2 對攪拌站的要求

項目開工后，首先與攪拌站協調砼供應事宜，并同攪拌站一起從以下幾個方面做好大體積混凝土施工工作。

（1）混凝土的高峰澆筑量與運輸能力滿足大體積混凝土澆筑量和工藝的要求。

（2）水泥、粉煤灰、摻合料、砂石骨料原材料儲備滿足澆筑量需求。

（3）拌合站出機口砼溫度不宜過高，必要時可以加入冰水拌和。

（4）實驗室檢驗人員嚴格按規范要求對澆筑點料進行取樣，并進行坍落度檢測。

（5）運輸要求：運輸車輛需要沖洗干凈并覆蓋；進入城區沿途道路灑水避免揚塵；攪拌車需勻速不停的緩慢轉動，防止待料結塊；運輸過程中，坍落度損失嚴重，需快速返回攪拌站補充同標號砂漿并攪拌均勻；混凝土開始澆筑后，確保施工現場至少有輛混凝土罐車在等待澆筑。溫度要求：混凝土運輸至現場澆筑時溫度不高于25℃。

4.3 混凝土澆筑

（1）澆筑前應急準備：主要做好天氣預報的提前掌握；應急備用電源的檢查，保證停電后能隨時發電。

根據規范要求，大體積混凝土每次澆筑厚度不超過1500 mm。本項目閘室地板分層厚度也按照1500 mm左右劃分，同時避開水平止水銅片30 cm以上距離。在混凝土澆筑前，必須在豎向插筋上用水準儀標記好水平控制線，間距不宜大于3 m，掛線控制混凝土的表面標高。混凝土分層澆筑前，應將倉面沖洗清理干凈，表面無積水；冷縫嚴格進行鑿毛處理，清除松動的石子和表面乳化皮。

采用全面分層澆筑：分層澆筑時，分層施工縫需用同標號水泥砂漿均勻鋪設5 cm，避免骨料振搗時沉底集中，保證施工縫結合面的整體性；本項目設計按照閘室中線每18 m一段，最大一倉澆筑量達到：18 m×41 m×1.5 m=1107 m3，倉面和單次澆筑量比較大，為此，澆筑同時采用多種布料方式同時布料。近距離采用溜槽多點布料；稍遠處采用移動水平輸送帶布料機布料；面層和角落采用“天泵”布料和補料。澆筑時，皆沿長邊方向從一端向另一端斜面分層澆筑，避免面積攤鋪過大，布料不及時形成冷縫。澆筑過程中，需要及時振搗，由于間隔分層1.5 m較厚，需上層、下層兩個高程位置（見圖3）處分別進行振搗，振搗棒需快插慢拔，每次振搗至表面出現浮漿，沒有氣泡時即停止，避免過振。同時，采用二次振搗工藝，減少縫隙、排除水分，增加密實性，同時進一步增加鋼筋的握裹力。

圖3 旺月閘閘室底板分層斜面推進澆筑示意圖（單位：cm）

（2）在澆筑前，實驗室專業檢測技術人員需在澆筑現場取樣，并進行檢測，并做好記錄。

混凝土現場坍落度的檢測，坍落度為145 mm～160 mm[1]；試塊嚴格按照規范和設計進行取標養、同條件養護試塊。

4.4 混凝土的表面處理

混凝土澆筑后，消力池和閘室底板表面抗沖耐磨層C40混凝土厚度400 mm，在混凝土澆筑結束后要認真處理。在初凝前用機械設備打磨收面磨平，約6 h后進行覆蓋灑水養護。

4.5 混凝土養護

（1）派專人負責覆蓋灑水養護工作，做好溫度檢測記錄，并畫好溫度變化分布曲線圖，發現異常，及時反饋項目部采取措施處理。

（2）由于水閘施工受洪水影響：閘室底板施工一般選擇在枯水期圍堰施工，夏季處于汛期，河道嚴禁施工故本項目水閘施工在10 月1 日～次年4 月30 日。春秋季節施工時，灑水養護即可；冬季環境溫度一旦低于5℃以下，必須覆蓋保溫棉被并灑水養護；如果處于極嚴寒地區，則需要搭設保溫棚，用電熱風機提高室內環境溫度并灑水養護。

（3）其他注意事項

嚴格控制溫度，混凝土內部和表面溫差，表面和大氣溫度差皆不宜大于25℃，必要時，可設置冷卻水管循環降溫；澆筑后，根據現場實際情況，可在6 h左右收平后進行蓄水或者過流養護。

5 成品保護及后期處理

（1）初凝后，避免內表溫差過大，水分散失嚴重，應立即覆蓋保溫布灑水養護；混凝土強度小于1.2 MPa時，嚴禁人員踩踏破壞溢流面。

（2）由于閘室底板為止水建筑結構，特別是閘門止水底板附近，要求閘室底板不能有順水流方向的貫穿裂縫；后期如果發現深沉、貫穿裂縫，需會同設計、監理研究灌漿方案，將裂縫進行灌實止水。

6 結語

以旺蒼縣河道綜合整治工程（一期）PPP項目，閘室底板大體積混凝土為例，介紹了該項目大體積混凝土施工澆筑過程中注意事項及控制要點，從而盡量減少和避免大體積混凝土裂縫的產生，其施工方法對水閘項目大體積施工有一定的參考價值。