希尼爾水庫工程大體積混凝土的施工控制措施

申 蓮

(新疆塔里木河流域希尼爾水庫管理局，新疆庫爾勒841000)

1 工程概況

希尼爾水庫位于尉犁縣境內(nèi)。該工程由主、副壩、放水閘、進水閘及進水渠、放水渠及分水閘、水庫西干渠道、壩后工程和附屬設(shè)施等組成，是以灌溉為主的一個注入式反調(diào)節(jié)的中型水庫。水庫的引水建筑物設(shè)在庫塔干渠總干渠17+800處，并在庫塔干渠設(shè)節(jié)制閘，水庫的放水建筑物設(shè)在西副壩0+677.477處。水庫庫容為0.98×108m3，規(guī)模為中等。根據(jù)工程等別確定壩體建筑物為二級;水庫引水閘、引水渠、分水閘、放水閘、放水渠為三級;臨時性建筑物為四級。其中混凝土的設(shè)計強度等級為C30，抗凍等級為F300。

2 水利工程大體積混凝土的常見質(zhì)量問題

2.1 塑性裂縫和沉降裂縫

這兩種裂縫大都發(fā)生在混凝土凝結(jié)硬化之前，塑性收縮裂縫是混凝土在塑性階段由于水分散發(fā)收縮而形成的。這種現(xiàn)象在表面積較大的混凝土結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)特點明顯。比如水庫大壩的混凝土面板、底板等處。沉降裂縫則多發(fā)生于塑性狀態(tài)大骨料的下沉階段，當(dāng)混凝土沉降離析、泌水上浮時，受鋼筋及預(yù)埋件約束的作用，容易在預(yù)埋件下出現(xiàn)沉降裂縫。

2.2 溫度裂縫

溫度裂縫通常發(fā)生在大體積混凝土中，當(dāng)水泥產(chǎn)生水化熱時，會在混凝土內(nèi)部集聚大量熱量，這些熱量散發(fā)不出去時，就會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部與表面產(chǎn)生溫差，當(dāng)溫差＞25℃時，混凝土的表面就是產(chǎn)生拉應(yīng)力，在這種拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土表面就會產(chǎn)生溫度裂縫。而且這種裂縫會隨著時間的推移而不斷擴張。

2.3 收縮裂縫

混凝土在降溫時，其體積也會收縮，因為漸次散熱產(chǎn)生收縮，加上混凝土在硬化時，水分的蒸發(fā)與膠質(zhì)體的膠凝作用共同疊加，從而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生收縮現(xiàn)象［1］。混凝土受到基底和結(jié)構(gòu)本身的約束會產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)這種拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強度時，混凝土結(jié)構(gòu)表面會發(fā)生收縮裂縫。

3 大體積混凝土的施工控制措施

3.1 大體積混凝土的原材料控制

3.1.1 水泥

由于本工程對混凝土有抗凍要求，因此，水泥應(yīng)采用普通水泥，且其強度應(yīng)該在32.5MPa之上。本工程所用的水泥為新疆青松化工建材公司的阿克蘇青松牌水泥。

3.1.2 骨料

大體積混凝土所使用的骨料，應(yīng)該為粒徑均勻、表面潔凈的碎石。且骨料的強度、含粉量、含泥量等各項技術(shù)指標都應(yīng)符合工程要求。本工程骨料采用的是庫爾勒鐵路采石場生產(chǎn)的碎石。

3.1.3 粉煤灰

為了提高大體積混凝土的使用性能，通常會在混合料中摻入粉煤灰。粉煤灰的摻入量及技術(shù)性能都應(yīng)符合要求。

3.1.4 外加劑

高效減水劑是提高混凝土性能的重要材料。本工程高效減水劑摻量為膠凝材料用量的0.5%～1%。引氣劑可有效降低混凝土的坍落度，提高混凝土的抗凍融性能，本工程引氣劑的摻量為水泥用量的0.005% ～0.015%。

3.2 大體積混凝土的配比控制

大體積混凝土的配比設(shè)計應(yīng)該充分考慮結(jié)構(gòu)特點、施工條件及外部環(huán)境［2］。要求混凝土的水化熱、施工、易和性及穩(wěn)定性等，都能夠符合工程要求。

由于本工程對大體積混凝土的質(zhì)量要求較高，因此，施工時要充分考慮以下3個方面:

1)應(yīng)該在盡量降低混凝土水化熱的同時，保證混凝土的結(jié)構(gòu)強度符合工程要求。

2)在保證混凝土施工及易性的同時，盡量減少砂量，以降低混凝土的變形。

3)還要對混凝土的緩凝時間進行合理控制。

本工程混凝土的抗凍等級為F300，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，混凝土的水灰比應(yīng)＜0.45。粉煤灰以等量替代水泥的方式摻入，并進行不同百分比的試配、試拌及澆筑試驗。

3.3 大體積混凝土的生產(chǎn)與運輸控制

大體積混凝土的拌制，必須嚴格按照相關(guān)規(guī)范要求進行。本工程大體積混凝土均采用強制式拌和機拌制。配料機可自動進行各原材料的計量工作。為了保證混凝土的水灰比，需要從混凝土拌和用水中扣除外加劑溶液中所含的水量。為了保證拌和質(zhì)量，應(yīng)先對固體材料進行干拌20S，然后再加入外加劑，并充分攪拌。同時控制好坍落度和含氣量?；炷吝\輸時，采用專用的運輸車，并進行必要的防護，避免出現(xiàn)離析等問題。

3.4 大體積混凝土的澆筑控制

大體積混凝土的澆筑應(yīng)采用分層連續(xù)澆筑及推移式連續(xù)澆筑的方法。分層澆筑可細化為多種工藝形式，其中包括全面分層、分段分層、斜向分層施工工藝等。在大體積混凝土澆筑過程中，應(yīng)該盡量縮短澆筑時間間隔，并在混凝土初凝之前完成澆筑施工。通常大體積混凝土施工順序應(yīng)該采用由低到高、先澆筑混凝土結(jié)構(gòu)長的一側(cè)，然后再澆筑短的一側(cè)的方法，同時保證澆筑的連續(xù)性。在大體積混凝土分層澆筑完成后，應(yīng)該馬上進行振搗，可采用二次振搗的工藝，同時，注意振搗的時間和位置。避免出現(xiàn)漏振或過振的問題。本工程在壩面混凝土施工時，采用了無軌滑模施工工藝。澆筑時對滑升速度進行嚴格控制，每次滑升為30 cm左右，滑升速度3～4 m/h。滑升后采用人工進行抹面收光。

3.5 大體積混凝土的養(yǎng)護控制

由于混凝土體積較大，其養(yǎng)護措施應(yīng)同時考慮保濕與保溫的問題。由于本工程施工時氣溫較高，且工程區(qū)氣候較為干燥、多風(fēng)，混凝土中的水分蒸發(fā)過快，容易產(chǎn)生干縮變形裂縫。因此，應(yīng)該在混凝土澆筑完成后便進行早期養(yǎng)護，采用塑料薄膜進行覆蓋，避免混凝土產(chǎn)生干縮裂縫。大體積混凝土的早期養(yǎng)護時間可為8～10 h;早期養(yǎng)護完成后，可進行覆蓋麻袋及灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間應(yīng)為14 d?？紤]工程區(qū)的氣候特點，在麻袋拆除后，還應(yīng)進行14 d的灑水養(yǎng)護，每隔2～3 h，進行人工灑水一次。

3.6 大體積混凝土的溫度控制

對混凝土溫度、溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力等進行科學(xué)的驗算，得到混凝土升溫峰值、內(nèi)外溫差以及降溫速率等基本指標。然后根據(jù)這些指標來制定合理的溫度控制措施。在本工程中，澆筑混凝土的入模溫度升溫峰值應(yīng)該在40℃左右，內(nèi)外溫差應(yīng)控制在25℃。

4 結(jié)論

希尼爾水庫工程主要包括壩體、引水閘及引水渠、放水閘及放水渠等永久主體工程。其中大體積混凝土的施工項目較多，為了保證水庫工程的整體質(zhì)量，在大體積混凝土施工時，必須嚴格根據(jù)施工標準及規(guī)范，結(jié)合工程區(qū)的氣候條件和地質(zhì)情況，采取合理、有效的施工控制措施。

［1］唐小龍，關(guān)于水利工程大體積混凝土施工技術(shù)的探討［J］.科技與企業(yè)，2013(22):226.

［2］蔣曉光，劉曉丹，侯榮麗，水利工程大體積混凝土施工質(zhì)量控制探究［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012(10):101.