水利大壩施工中混凝土施工技術及要點

1 工程概況

水利工程是我國基礎設施建設中的重要建設對象， 其施工質量關系國計民生，故在水利大壩施工過程中，施工人員應把握混凝土施工技術要點，進而提升水庫大壩的施工質量。 本文以某水利工程大壩施工為例， 對其混凝土施工技術及要點進行說明。

該水庫大壩建設在兩條河流交匯的上游地區， 流域面積為2 400 km2。 水庫總儲水量為1.06×108m3，正常蓄水位為1 440 m，每年能產生3.8×103kW·h 的電量。 大壩壩長為260 m，最大壩高為156 m，壩頂高程為1 440 m。

2 水利大壩混凝土施工技術

2.1 坡面處理

在水壩建設混凝土施工過程中， 當施工高度到達一定標準時，需要先對壩體上游區域進行削坡處理，使水壩兩側的坡體高度適度降低，以便后續施工流程的順利開展。 可使用碾壓機反復碾壓坡體以降低坡體高度和斜度， 并在碾壓工序結束后將經陽離子乳化后的瀝青體均勻完整地鋪設噴灑在斜坡坡體表面。 完成瀝青噴涂后需手動鋪撒沙子，先將沙子均勻噴撒在瀝青上方，然后使用斜坡振動碾壓機對斜坡坡體進行碾壓，斜坡在削坡處理并鋪設瀝青和沙土后， 還需被碾壓機反復碾壓2 次。

2.2 接縫止水

對壩體兩側斜坡坡體處理后， 可在兩幅混凝土面板分塊處的接縫位置完成放線工作， 并在接縫位置設置寬60 cm、厚10 cm 的水泥砂漿找平層，并在其上方安裝側模和止水帶。

通過溜槽完成水泥砂漿止水墊層的運輸， 以由上到下的順序進行鋪設。 在安裝接縫止水裝置時，需設置防浪墻、高趾墻。在兩岸與中部的壓應力區設置混凝土面板垂直縫。在施工中將現場制作的瀝青木板固定在混凝土的后澆塊上， 以保障水庫大壩的施工質量，提升施工效率[1]。

2.3 倒模安裝

倒模安裝是接縫止水后需立即開展的工序， 倒模原料以木材為主，為改善滑動阻力過大造成的周轉效率降低問題，應在木質倒模的頂部加裝鋼角。 安裝倒模前需對每個倒模設置固定編號， 在安裝過程中按編號逐一安裝， 這樣才能固定倒模，倒模安裝后可使用插筋對角鋼進行固定[2]。

2.4 鋼筋處理

在混凝土面板進行網架立筋可用插筋實現， 要求每兩根鋼筋之間預留1.5~2.0 m 距離，按順序將每根鋼筋逐個插入墊層坡面。 要求每根鋼筋與坡面的夾角均為90°，插入墊層坡面的鋼筋長度為0.5~0.7 m，而插筋在墊層坡面外部的長度應是混凝土面板到鋼筋頂面的距離。 駕駛載重汽車將鋼筋運送至大壩頂部，再使用卷揚機對鋼筋臺車進行牽引，將鋼筋移動至施工平臺，并進行鋼筋處理和鋪設[3]。

2.5 水壩施工中混凝土的配置及澆筑攤鋪要點

2.5.1 選料及配比

水泥是混凝土配制過程中一項重要的原材料， 混凝土質量水平與水泥品質密不可分， 材料的采買人員在購置水泥原料過程中需確保水泥原料嚴格符合水利工程施工質量需求，要求原料質量與數量必須達標。 配制混凝土時，嚴禁為了節約施工成本或從中牟利， 在混凝土中加入質量不達標的劣質水泥行為出現。 在原材料選擇過程中，應充分考慮本次工程的特殊需求及工程現場實際情況， 并結合本次施工計劃與方案完成材料選擇。

2.5.2 混凝土溫差控制

混凝土在澆筑結束后會隨著時間推移逐漸固化變硬，與此同時，水泥與水發生較明顯的化學反應，具體表現為混凝土澆筑結構內部溫度顯著提升。 但該現象使混凝土內外部環境的溫差值持續增大，熱量在短時間內無法迅速退卻，造成混凝土表面出現明顯裂縫。 為盡量減少內外部溫度分布不均造成的混凝土裂縫情況， 應在混凝土原料配置環節根據混凝土總量加入適當高粉煤灰或泥礦渣混合。 在原有配料總量不變的前提下，適度降低水泥在混凝土總量中的占比，利用該手段可適當改善混凝土凝結過程中的水化熱反應， 降低混凝土土體內外部溫差過大造成的表面裂縫情況。 此外，在混凝土實際澆筑過程中，應嚴格遵循澆筑工序，分層進行混凝土澆筑，以緩解混凝土裂縫問題，強化混凝土凝結過程中的散熱效果。 當澆筑的混凝土施工體積較大時， 應注意在混凝土中提前設置冷卻管道，以降低混凝土土體的內外部溫差，減少混凝土凝固后出現裂縫的概率。

2.6 混凝土的碾壓攤鋪

混凝土碾壓施工的具體施工流程如圖1 所示， 可使用該技術提升水壩的建設質量。

在對混凝土體進行碾壓的過程中， 需將碾壓速度控制在1.0~1.5 km/h 范圍內， 為避免在碾壓過程中發生碾壓設備淪陷，應在混凝土的初始鋪設期對底層混凝土進行多次碾壓，至少重復2 次以上的無振碾壓，保證其表面平整，不產生設備淪陷，然后再次采用振動式碾壓。 振動式碾壓重復7 次以上后，觀察到混凝土表面呈泛漿狀態， 再使用無振碾壓法重復碾壓2~3 次。 碾壓期間要保證碾壓設備的條帶足夠清晰，條帶總體走向偏差應低于20 cm，不同條帶間的重疊寬度控制在15 cm左右。 在碾壓過程中，一旦同一碾壓層的碾壓帶產生凸起，應用無振慢速碾壓方法反復碾壓2 次以上，碾至平凸起為止，完成收平工作。 一旦收倉面上呈現凸起，同樣要采用如上收平方式完成碾壓收平。 遵照碾壓標準完成足夠次數的碾壓后，需使用核子密度儀檢測混凝土體的容重能力， 一旦檢測結果不達標，需重新補碾，要求最終的壓實度應不低于98%。 當相鄰兩幅混凝土層面出現結構縫時， 應考慮壩體結構布置和混凝土碾壓的施工特征進行成縫處理，連續上升鋪筑混凝土碾壓時，需充分考慮層面的間隔時間， 確保鋪筑時間處于施工合理范圍內。

3 水利大壩混凝土施工中常見問題及解決措施

3.1 混凝土裂縫問題及對應施工要點

較常見的混凝土裂縫處理方案如圖2 所示。

在常見的混凝土裂縫問題解決方法中， 表面覆蓋法的使用頻率較高， 該技術的主要處理原理是將特殊材質的薄膜覆蓋在混凝土體裂縫處，可有效解決混凝土裂縫問題。 該方法處理效果明顯、成本低、操作手段簡單便利，因此，使用頻率較高。 采用表面覆蓋法需保證混凝土土體的清潔性，裂縫中要清潔、無雜物，并保證表面潔凈干燥，可使用鋼絲刷清理裂縫使其達到清潔標準。 針對混凝土表面出現的氣孔，可使用樹脂填充。 特殊材質的薄膜可固化裂縫，還可根據水利工程的實際需求，使用彩色布條完成裂縫填充和覆蓋。

裂縫填充法的主要施工處理原理為根據混凝土表面裂縫的自身結構， 在保證其完整性和整體質量的前提下進行適當切割，將接縫處切割成“V”形或“U”形凹槽，再選擇密封性較好的材料填充凹槽。 裂縫填充法主要適用于混凝土體表面出現較明顯的裂縫時， 但使用該技術時要嚴格控制凹槽的切割寬度，避免凹槽過寬浪費填充材料，對混凝土的整體質量造成影響。

材料注入法指將特殊材料注入混凝土裂縫中的技術，其類型可分為真空吸入法和灌漿法兩種。 真空吸入法主要指將裂縫中的空氣用真空泵提取， 再將特殊材料填充入裂縫中的方法。 當混凝土體表面發現較深的裂縫時，可使用灌漿法，即在其中注射環氧樹脂、基丙烯酸冷液或水泥等，以提升材料的凝固速度，完成對裂縫的修補。

3.2 混凝土澆筑壩段串區問題及對應施工要點

在水庫大壩混凝土施工中， 壩段串區是常見的混凝土質量問題。 其原因是在施工初期，選擇的泥漿存在質量問題，或施工過程中混凝土澆筑未嚴格按照規范操作工序和標準。 在水利大壩計劃布局中， 同一壩段內部上下制漿裝置內往往采取“T”形構造，該結構可能造成跨縫部分不能徹底閉合。此外，在開展封閉作業時，制漿裝置周邊的混凝土體灌制效果不佳、密閉性較差，同樣造成制漿裝置在運行過程中存在安全隱患?；诖饲闆r， 需要在正式的混凝土澆筑過程中強化對施工操作規范性的控制管理， 結合本次水利工程大壩建設的實際需求和施工現場實際情況， 提前確定大壩建設混凝土施工的合理施工順序，避免壩段串區情況出現。 在混凝土澆筑階段，應優先選擇一泵兩區并聯的施工方法， 從壩體的低段處到壩體的高段處按照從低到高的混凝土澆筑工序， 以此控制混凝土體的滲水問題，一旦混凝土澆筑壩段的串區發生滲水問題，要及時采用嵌縫手段止水，解決壩段串區問題。

4 結語