試析水庫(kù)大壩上游坡面防護(hù)施工及質(zhì)量控制

楊宏勝

（中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司，陜西 西安 710065）

0 引言

坡面防護(hù)施工是水庫(kù)大壩工程施工建設(shè)的核心內(nèi)容，其施工質(zhì)量的高低，對(duì)水庫(kù)大壩工程經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益的發(fā)揮都有非常重要的意義。但在坡面防護(hù)施工中影響施工質(zhì)量的因素比較多，施工技術(shù)、施工材料、施工現(xiàn)場(chǎng)管控等任何一個(gè)細(xì)節(jié)控制不當(dāng)，都會(huì)影響到坡面防護(hù)施工質(zhì)量，這就要求在具體施工中能夠結(jié)合水庫(kù)大壩的結(jié)構(gòu)形式，以及現(xiàn)場(chǎng)條件，選擇合適的面板護(hù)坡施工技術(shù)，并加強(qiáng)對(duì)每個(gè)施工細(xì)節(jié)的把控，才能提升坡面防護(hù)施工質(zhì)量，保證水庫(kù)工程整體穩(wěn)定性和質(zhì)量。基于此，開(kāi)展水庫(kù)大壩上游坡面防護(hù)施工及質(zhì)量控制的分析研究就顯得尤為必要。

1 工程概述

南河水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩，大壩壩頂高程為852.00m，寬度為10m，最大壩高74m，壩頂總長(zhǎng)350.0m。大壩上游壩面坡比為1:3.0，采用C25F200 混凝土護(hù)坡。現(xiàn)澆混凝土面板厚20cm，混凝土面板為矩形結(jié)構(gòu)，尺寸為4m×4m，面板間混凝土伸縮縫內(nèi)填塞聚乙烯低發(fā)泡沫板，面板設(shè)置φ80PVC 排水管，單根長(zhǎng)1.75m，間排距2.0m×2.0m，呈矩形布置，排水管水平方向安裝，管口位置下傾5°以利排水，排水管內(nèi)填碎石末端用200g/cm2土工布包裹，嵌入碎石料反濾層。

2 砂、碎石料墊層料施工技術(shù)

2.1 修整基礎(chǔ)面

對(duì)砂、碎石反濾施工而言，在具體施工中，需要先利用GPS 定位系統(tǒng)、RTK 技術(shù)、全站儀技術(shù)等相互結(jié)合的方法進(jìn)行測(cè)量放線，確定好施工的范圍和標(biāo)高，以挖掘機(jī)為主，人工為輔，對(duì)水庫(kù)大壩坡面進(jìn)行修整處理，控制坡面誤差在5cm 以下。并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求對(duì)坡面進(jìn)行壓實(shí)，然后用環(huán)刀法進(jìn)行取樣檢測(cè)，檢驗(yàn)合格后，再進(jìn)行下一道工序施工，若環(huán)刀法檢測(cè)的壓實(shí)度沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，可采用液壓夯板進(jìn)行補(bǔ)充壓實(shí)，達(dá)標(biāo)后，鋪筑墊層料。

2.2 填筑砂墊層

本工程附加墊層料含水量比較大，而且含有大量雜質(zhì)，難以滿足大壩面板護(hù)坡施工的要求，因此，墊層料采用了外購(gòu)材料。在碎石反濾施工中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙技術(shù)指標(biāo)的要求，進(jìn)行合理?yè)桨瑁蔚惯\(yùn)后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行回填。本工程面板護(hù)坡施工中，二次倒運(yùn)場(chǎng)地到施工現(xiàn)場(chǎng)的距離為42km。墊層料采用自卸式汽車(chē)沿著坡面卸料，卸料結(jié)束反鏟攤鋪，為保證攤鋪厚度符合設(shè)計(jì)要求，在進(jìn)行攤鋪之前，先按照設(shè)計(jì)標(biāo)高，埋設(shè)控制樁。在正式攤鋪中，通過(guò)人工測(cè)釬法來(lái)控制攤鋪層的厚度。控制砂墊層攤鋪厚度在30cm 左右。本工程上游壩坡斜長(zhǎng)為125m，可按照一般計(jì)算攤鋪長(zhǎng)度112m，反鏟作業(yè)半徑按照4m 考慮，平面每道8m 寬攤鋪料，反射周轉(zhuǎn)次數(shù)為：112÷8=14 次。攤鋪完成后，表層5cm 人工找平。攤鋪完成后及時(shí)跟進(jìn)機(jī)械碾壓，選擇反鏟履帶板碾壓配合液壓夯板進(jìn)行進(jìn)行夯實(shí)處理，由于墊層料的運(yùn)輸距離比較長(zhǎng)，從生產(chǎn)地運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，存在大量水分流失，為提升碾壓質(zhì)量，減少碾壓遍數(shù)，加快施工速度，在碾壓前需在墊層料上噴灑適量清水，砂、碎石料墊層的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)為相對(duì)密度不小于75%。碾壓完成后及時(shí)進(jìn)行取樣檢測(cè)，本工程采取的檢測(cè)方法為“挖坑灌砂”檢測(cè)法，每200～500m3取一個(gè)樣進(jìn)行檢測(cè)。

2.3 填筑碎石墊層

當(dāng)砂墊層填筑完成，且質(zhì)量驗(yàn)收達(dá)標(biāo)后，及時(shí)跟進(jìn)碎石墊層填筑，填筑厚度為36cm，填筑方法及標(biāo)準(zhǔn)和砂墊層填筑方法相同。

2.4 澆筑水泥砂漿

當(dāng)碎石墊層填筑完成后，及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，質(zhì)量驗(yàn)收通過(guò)后，在碎石墊層上部澆筑一層厚度為4cm 的水泥砂漿，水泥砂漿在攪拌站進(jìn)行集中拌制。拌和好的水泥砂漿，通過(guò)8m3罐車(chē)運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)后，借助溜槽輸送到施工面，人工手持木抹子進(jìn)行收面處理。

3 混凝土面板施工技術(shù)

3.1 鋼筋制安

在鋼筋制作中需要將鋼筋表面的雜物清除干凈，保證鋼筋無(wú)裂紋、無(wú)結(jié)痂，鋼筋用專業(yè)的工具拉伸平直，不存在局部彎折問(wèn)題，鋼筋的尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，尤其是鋼筋制作中末端彎鉤的長(zhǎng)度和鋼筋加工后的允許偏差要符合《水工混凝土鋼筋施工規(guī)范》（DL/T 5169—2002）中的相關(guān)規(guī)定。本工程面板鋼筋采取Ⅰ級(jí)直徑為12mm 的鋼筋，制作成規(guī)格為4m×4m 的網(wǎng)片，鋼筋必須在工廠加工成型，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)后按照?qǐng)D紙標(biāo)識(shí)的位置進(jìn)行鋼筋安裝、綁扎、焊接、固定。鋼筋安裝完成后，及時(shí)開(kāi)展質(zhì)量驗(yàn)收，保證所選擇的鋼筋的型號(hào)、鋼筋結(jié)構(gòu)、數(shù)量、間距、保護(hù)層等全部都符合設(shè)計(jì)圖紙的要求，鋼筋安裝位置的偏差、接頭、保護(hù)層等都應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范的要求[1]。

3.2 模板安裝

模板安裝是混凝土面板施工的關(guān)鍵工序之一，模板安裝質(zhì)量直接關(guān)系到水庫(kù)大壩上游坡面防護(hù)施工的成本，因此，必須嚴(yán)格把控好模板安裝質(zhì)量。本工程趾板模板采用了組合鋼木模板，面板混凝土面板則采取了滑模，側(cè)模為20#槽鋼。由于本工程面板的規(guī)模比較大，模板的規(guī)格也比較大、重量大，僅憑人力難以完成模板的有效安裝，因此，在模板安裝現(xiàn)場(chǎng)布置了兩套5t 卷?yè)P(yáng)機(jī)，作為滑模牽引機(jī)。大壩頂部設(shè)置地錨，面板模板安裝上配重，以免發(fā)生上浮問(wèn)題，為避免模板在混凝土澆筑中位移、變形等問(wèn)題，在側(cè)模外部搭設(shè)了鋼管斜撐，來(lái)提升模板的穩(wěn)定性[2]。側(cè)面模板在正式安裝之前，要通過(guò)測(cè)量放線的方法確定每塊模板安裝的具體位置，并用碎石進(jìn)行找平，以提升模板接縫的平齊性，方便封堵接縫，避免出現(xiàn)滲漏漿液?jiǎn)栴}。模板安裝結(jié)束后，測(cè)量復(fù)核模板安裝的平面位置和高程，若誤差超標(biāo)要及時(shí)調(diào)整，滑模在進(jìn)行周轉(zhuǎn)使用時(shí)通過(guò)反鏟式挖掘機(jī)調(diào)運(yùn)。本工程混凝土面板安裝施工如圖1所示。

圖1 混凝土面板安裝施工（單位：mm）

3.3 排水管安裝

利用全站儀和經(jīng)緯儀相互聯(lián)合的方法，按照設(shè)計(jì)圖紙測(cè)量放樣出每根排水管安裝的具體位置，在碎石墊層壓實(shí)操作前，用碎石填充，末端用土工布綁扎封孔（位置是排石管）。嚴(yán)格按照測(cè)量放線的結(jié)果，將排水管的末端插入墊層中。在進(jìn)行鋼筋安裝中，將排水管和鋼筋連接固定好，以免在進(jìn)行混凝土澆筑中受到?jīng)_擊影響，引起排水管位移和變形[3]。此外，排水管管口嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)混凝土面板的高程進(jìn)行埋設(shè)，在進(jìn)行混凝土澆筑之前，排石管管口需要用土工布牢牢封口，以免混凝土進(jìn)入排水管內(nèi)部，引起排水管堵塞，影響排水效果。混凝土完成收面后，拆除封口土工布，并嚴(yán)格按照坡面高程的要求，通過(guò)角磨機(jī)打磨排水管切口。

3.4 混凝土澆筑

混凝土澆筑是本工程水庫(kù)大壩上游坡面防護(hù)施工的核心工序，混凝土澆筑效果，直接關(guān)系到坡面的防護(hù)效果，以及水庫(kù)大壩安全運(yùn)行的壽命。本工程面板混凝土施工中，混凝土用量比較大，為保證混凝土供應(yīng)的連續(xù)性，提升混凝土澆筑效率，混凝土在攪拌站集中拌和，拌和好的混凝土通過(guò)8m3罐車(chē)運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)后通過(guò)溜槽入倉(cāng)。趾板模板采取組合鋼木模板，混凝土面板采用滑模，混凝土澆筑完成后要及時(shí)振搗，以提升混凝土澆筑的密實(shí)性，本工程選擇直徑為30mm 的插入式振搗棒進(jìn)行充分振搗，面板按照設(shè)計(jì)分縫，采取“橫向連續(xù)、縱向跳倉(cāng)”的方式，從左岸開(kāi)始逐步向右岸沿著壩體軸線方向進(jìn)行澆筑，混凝土面板配備滑模聯(lián)合施工。在進(jìn)行混凝土澆筑中，要保證滑模底部混凝土密實(shí)自穩(wěn)后再提升滑模。

本工程水庫(kù)大壩上游坡面防護(hù)施工面積比較大，難以一次性完成澆筑，采取了分塊澆筑的方法，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分塊，相鄰混凝土澆筑分塊之間必然存在伸縮縫，為防止伸縮縫發(fā)生滲漏問(wèn)題，以及影響水庫(kù)大壩上游坡面防護(hù)施工的整體性，每條伸縮縫內(nèi)部都有填充上乙烯低發(fā)泡沫板，針對(duì)橫向連續(xù)澆筑部位的混凝土，泡沫板在進(jìn)行混凝土澆筑前，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)分縫位置同1.5mm 塑料板提前完成預(yù)埋操作。等混凝土澆筑和振搗完成后，初凝之前，再拔出塑料板[4]。對(duì)于縱向跳倉(cāng)混凝土澆筑位置，在混凝土變形縫位置也需要安裝上泡沫板。等混凝土完成拆模之后，選擇高強(qiáng)度鋼釘進(jìn)行固定后，再進(jìn)行下一倉(cāng)混凝土澆筑。

3.5 混凝土養(yǎng)護(hù)

為提升水庫(kù)大壩上游坡面防護(hù)施工的質(zhì)量和美觀性，抑制混凝土裂縫，當(dāng)面板混凝土澆筑振搗結(jié)束后，及時(shí)覆蓋上一層塑料薄膜和土工布進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。整個(gè)養(yǎng)護(hù)過(guò)程應(yīng)有專人負(fù)責(zé)，保證混凝土表面始終處于溫濕狀態(tài)，為混凝土固化成型營(yíng)造一個(gè)良好的條件，持續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)小于28d。

4 水庫(kù)大壩上游坡面防護(hù)施工質(zhì)量控制措施

本工程水庫(kù)大壩上游坡面防護(hù)施工范圍大、工期長(zhǎng)、施工條件復(fù)雜，影響施工質(zhì)量的因素比較多，因此，整個(gè)施工全過(guò)程中都需要加強(qiáng)對(duì)施工質(zhì)量的控制，才能最大限度上保證施工質(zhì)量，具體而言，可從以下4 個(gè)方面同時(shí)入手。

4.1 嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān)

在進(jìn)行混凝土施工全過(guò)程中，對(duì)砂石骨料的質(zhì)量需要進(jìn)行全過(guò)程跟蹤控制，骨料在使用前，需要對(duì)骨料的粒徑進(jìn)行檢查，超過(guò)設(shè)計(jì)允許范圍的骨料不能應(yīng)用到水庫(kù)大壩上游坡面防護(hù)施工中。砂子的細(xì)度模式、雜質(zhì)含量等都需要進(jìn)行嚴(yán)格檢查，按照細(xì)度模式的變化調(diào)整砂率，砂石、骨料的含泥量也要嚴(yán)格控制，含泥量不超過(guò)砂石骨料總重量的2%，如果超過(guò)2%，在施工前需要用清水沖洗。施工現(xiàn)場(chǎng)砂石、骨料要分區(qū)堆放，嚴(yán)禁混存混裝。

施工用到的水泥要定期進(jìn)行抽樣檢查，過(guò)期、變質(zhì)、結(jié)塊的水泥嚴(yán)禁使用到水庫(kù)大壩上游坡面防護(hù)施工中。外加劑的種類和使用量要和試驗(yàn)室確定的配合比相一致，并且在整個(gè)水庫(kù)大壩上游坡面防護(hù)施工中，要盡量使用同一廠家生產(chǎn)的外加劑，外加劑的摻量要準(zhǔn)確無(wú)誤，過(guò)期失效的外加劑嚴(yán)禁使用。

4.2 加強(qiáng)對(duì)混凝土拌和質(zhì)量的控制

在進(jìn)行混凝土拌和中必須嚴(yán)格執(zhí)行經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工程監(jiān)理審核通過(guò)的混凝土配合比。混凝土的拌和要均勻一致，不能存在花料、結(jié)塊等問(wèn)題，拌和時(shí)間要滿足要求。混凝土拌和完成后對(duì)坍落度進(jìn)行檢查，每班次在出機(jī)口取樣檢查2 次坍落度，在倉(cāng)片取樣檢查1 次坍落度，保證混凝土坍落度在規(guī)定允許的范圍中。

4.3 模板施工質(zhì)量控制

模板對(duì)水庫(kù)大壩上游坡面防護(hù)施工外觀質(zhì)量的影響非常大，這就要求加強(qiáng)對(duì)模板材料、結(jié)構(gòu)、外形、安裝、支撐體系的管控。保證所選擇的模板材料有足夠的剛度、強(qiáng)度，由于本工程坡面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在異形結(jié)構(gòu)，因此，最好選擇組合鋼模板和定型鋼模板，以便能夠按照現(xiàn)場(chǎng)情況有效調(diào)整[5]。在模板安裝前，靠近混凝土一側(cè)的模板需要均勻涂刷一層脫模劑，以提升后期脫模的流暢性。在模板拆除前，需要對(duì)混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)，保證混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后，再進(jìn)行拆模操作。非承重的模板若想提前拆除，要先向監(jiān)理工程師提出申請(qǐng)，審批通過(guò)后方可拆除。

4.4 混凝土施工質(zhì)量控制

在進(jìn)行混凝土施工中為保證施工質(zhì)量，要落實(shí)技術(shù)干部24h 輪流值班制度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土施工全過(guò)程質(zhì)量控制。混凝土澆筑后需要至少進(jìn)行兩次收面壓光操作，以保證混凝土內(nèi)在質(zhì)量良好，外觀美觀。在整個(gè)混凝土施工中要加強(qiáng)止水保護(hù)，以免影響混凝土施工質(zhì)量，嚴(yán)格按照相關(guān)開(kāi)展混凝土養(yǎng)護(hù)工作，定期灑水養(yǎng)護(hù)，以免混凝土表面水分散失速度太快，導(dǎo)致干縮裂縫。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，結(jié)合工程實(shí)例，分析了水庫(kù)大壩上游坡面防護(hù)施工及質(zhì)量控制，分析結(jié)果表明，對(duì)水庫(kù)大壩工程而言，上游坡面防護(hù)施工質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)水庫(kù)工程運(yùn)行的安全性和壽命，以及水庫(kù)大壩工程的作用和價(jià)值能否充分發(fā)揮出來(lái)。因此，在進(jìn)行具體施工中，必須嚴(yán)格把控好每道工序的施工質(zhì)量，并采取合適的施工技術(shù)和質(zhì)量控制措施，以提升坡面防護(hù)施工質(zhì)量，保證水庫(kù)大壩工程的總體質(zhì)量。