甘河子水庫工程大體積混凝土施工質(zhì)量控制

張 龍

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第六師五家渠市農(nóng)業(yè)水利工程建設(shè)管理處 新疆 五家渠 831300）

1 工程概況

甘河子水庫位于新疆阜康市境內(nèi)第六師土墩子農(nóng)場上游的甘河子河河谷上，壩址距下游甘河子鎮(zhèn)5km，距阜康市38km，距吐-烏-大高等級公路7km，距烏魯木齊市95km，壩址地理位置東經(jīng)88°19′12″，北緯44°02′39″。甘河子水庫為甘河子河上的山區(qū)控制性工程，大壩型式為混凝土面板砂礫石壩，最大壩高53.0m，壩體面板及底板處均以大體積混凝土澆筑為主。水庫總庫容為658萬m3，主要承擔(dān)下游農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水的調(diào)節(jié)任務(wù)，改善調(diào)節(jié)灌溉面積8.25萬畝。甘河子水庫工程主要建筑物包括攔河大壩、左岸深孔泄洪放水洞、右岸表孔泄洪洞、分水閘四部分，工程等別為Ⅳ等，工程規(guī)模屬?。ㄒ唬┬?，主要建筑物級別為4級，次要建筑物級別為5級。其中大體積混凝土設(shè)計強度等級C40，抗凍等級F300，抗?jié)B等級W8，水灰比（W/C）≤0.45，坍落度：4cm～7cm。

2 施工中質(zhì)量問題

甘河子水庫工程位于甘河子河渠首處，山區(qū)溫差、風(fēng)力變化幅度較大，壩體面板和底板處大體積混凝土澆筑難度較大，施工過程中常見的質(zhì)量問題主要以裂縫為主，集中表現(xiàn)為混凝土凝結(jié)硬化之前的塑性裂縫和沉降裂縫，以及混凝土內(nèi)外溫差較大時的溫度裂縫和混凝土降溫時的收縮裂縫。

2.1 塑性裂縫和沉降裂縫

由于工程項目地處山谷中，溫差、風(fēng)力變化幅度較大，致使壩體面板和底板處產(chǎn)生塑性裂縫的概率較大，究其原因主要是混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小，或者混凝土剛剛終凝而強度很小時，受高溫或較大風(fēng)力的影響，導(dǎo)致混凝土表面失水過快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。塑性裂縫在表面積較大的混凝土結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)明顯。沉降裂縫易在底板大體積混凝土預(yù)埋件處出現(xiàn)，由于混凝土在凝結(jié)硬化前，處于塑性狀態(tài)中的大骨料容易下沉，同時混凝土沉降離析、泌水上浮時受到固體埋件約束作用，進(jìn)而產(chǎn)生沉降裂縫。

2.2 溫度裂縫

甘河子水庫工程壩體護(hù)坡大體積混凝土澆筑采用連續(xù)澆筑模式，由于山區(qū)白天與夜晚溫差較大，加之寒潮困擾等因素，會導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降，進(jìn)而使混凝土表面產(chǎn)生收縮，出現(xiàn)裂縫。究其原因主要是混凝土在澆筑后的硬化過程中會產(chǎn)生水化熱，從而使混凝土內(nèi)部溫度升高，同時由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，內(nèi)外溫差較大易產(chǎn)生熱脹冷縮，致使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期，而且裂縫會隨著時間的推移而不斷擴張。

2.3 收縮裂縫

收縮裂縫多出現(xiàn)在大體積混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時間或是澆筑完畢后的一周左右。由于混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面收縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，導(dǎo)致產(chǎn)生較大拉應(yīng)力進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。相對濕度越低，水泥漿體積收縮越大，收縮裂縫越易產(chǎn)生。甘河子水庫工程大體積混凝土施工澆筑中養(yǎng)護(hù)比較充分、到位，整體面板出現(xiàn)收縮裂縫甚少。

3 質(zhì)量控制措施

甘河子水庫工程壩體面板大體積混凝土施工澆筑中嚴(yán)格按照《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496-2009）要求操作，重點從大體積混凝土的原材料、配合比、生產(chǎn)工藝、現(xiàn)場澆筑、成型養(yǎng)護(hù)、溫度控制、制度管理方面嚴(yán)把質(zhì)量控制，確保施工中混凝土質(zhì)量，保證了壩體面板大體積混凝土的強度高、抗震性好、可塑性強等特點的充分體現(xiàn)。

3.1 原材料控制

根據(jù)工程項目中大體積混凝土主要設(shè)計技術(shù)指標(biāo)要求，壩體面板和底板處水泥采用優(yōu)質(zhì)硅酸鹽水泥，且強度為52.5Mpa。大體積混凝土所使用的骨料選擇粒徑均勻、表面干凈的碎石，同時骨料中的強度、含泥量等級均應(yīng)符合設(shè)計指標(biāo)要求，本工程中骨料選擇采用成品骨料。為了改善大體積混凝土拌和物的和易性，進(jìn)而提高混凝土抗?jié)B能力和強度等級，工程中粉煤灰的選擇嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計等級要求控制摻入量，保證粉煤灰在大體積混凝土中合適占有量，有助于混凝土性能的充分體現(xiàn)。為了提高混凝土性能，本工程中高效減水劑摻量為膠凝材料用量的0.5%-1%，引氣劑的摻量為水泥用量的0.005%-0.015%，有助于提高大體積混凝土抗凍和抗?jié)B性能。

3.2 配合比控制

甘河子水庫工程大體積混凝土配合比設(shè)計充分考慮工程地質(zhì)、山區(qū)施工條件以及當(dāng)?shù)貧夂驙顩r，保證混凝土的水化熱、和易性、穩(wěn)定性、施工技術(shù)符合工程項目要求。由于壩體面板與底板處大體積混凝土質(zhì)量要求較高，配合比設(shè)計應(yīng)遵循在降低混凝土水化熱時必須保證混凝土強度滿足工程要求，在保障混凝土施工及和易性時盡量減少砂量，進(jìn)而降低混凝土變形，同時保證混凝土緩凝時間在合理控制范圍內(nèi)。甘河子水庫工程大體積混凝土設(shè)計強度等級C40，抗凍等級F300，根據(jù)《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496-2009）要求，混凝土水灰比（W/C）應(yīng)≤0.45。同時粉煤灰的摻入量必須與水泥用量等量替代，并進(jìn)行不同百分比的試配、試拌及澆筑試驗，滿足施工要求。

3.3 生產(chǎn)控制

為了確保甘河子水庫工程壩體大體積混凝土的施工質(zhì)量，現(xiàn)場施工澆筑的混凝土均采用有生產(chǎn)資質(zhì)的專業(yè)成品混凝土廠家提供，成品制備嚴(yán)格按照大體積混凝土配合比設(shè)計要求執(zhí)行，同時指定專業(yè)檢測機構(gòu)隨機抽測混凝土制備原料和成品料的坍落度與含氣量，并對成品混凝土進(jìn)行試塊強度和抗凍、抗?jié)B檢測，保證混凝土性能符合配合比技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而滿足施工要求。混凝土運輸采用專用的運輸車，并進(jìn)行必要的防護(hù)，避免出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

3.4 澆筑控制

甘河子水庫工程大體積混凝土澆筑采用分段分層連續(xù)澆筑方案，沿著壩體護(hù)坡方向鋪設(shè)無軌滑模，澆筑時對滑升速度嚴(yán)格控制，每次滑升為35cm左右，滑升的速度3m/h-4m/h。澆筑順序采用先低后高，先長后短連續(xù)性澆筑。澆筑過程中，盡量縮短澆筑間隔時間，確?；炷猎诔跄巴瓿墒┕仓?；同時在大體積混凝土分層澆筑完成后馬上進(jìn)行振搗，振搗的時間和位置必須明確，避免在振搗過程中出現(xiàn)漏振和過振問題而影響混凝土的性能。振搗后的混凝土應(yīng)及時采用人工抹面收光。

3.5 養(yǎng)護(hù)控制

工程中壩體護(hù)坡與底板處大體積混凝土養(yǎng)護(hù)做到及時、全面，由于工程項目所處山谷中，施工期為夏季，工程區(qū)氣候較為干燥、多風(fēng)，同時晝夜溫差與風(fēng)力變化幅度較大，因此，混凝土澆筑完成后及時養(yǎng)護(hù)，采用塑料薄膜進(jìn)行覆蓋，避免產(chǎn)生干縮裂縫現(xiàn)象。大體積混凝土養(yǎng)護(hù)中兼顧保溫和保濕效果，養(yǎng)護(hù)時間分為早期、中期、后期。工程中大體積混凝土早期養(yǎng)護(hù)以塑料薄膜覆蓋為主，覆蓋保持時間約為12h；中期養(yǎng)護(hù)可進(jìn)行麻袋覆蓋及灑水養(yǎng)護(hù)，保持時間約為14d；結(jié)合工程項目區(qū)氣候特點，后期養(yǎng)護(hù)采用人工灑水，間隔時間3 h，養(yǎng)護(hù)時間約為14 d。整體混凝土養(yǎng)護(hù)過程制定全面、細(xì)致的工作計劃，確保養(yǎng)護(hù)工作及時、全面、到位。

3.6 溫度控制

甘河子水庫工程大體積混凝土溫度控制中首先根據(jù)對混凝土溫度、溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力進(jìn)行科學(xué)驗算分析，進(jìn)而得到大體積混凝土升溫時的峰值、混凝土內(nèi)層與外層溫度差值、溫度降低速率的基本指標(biāo)，然后結(jié)合混凝土相關(guān)性能和基本指標(biāo)制定施工現(xiàn)場大體積混凝土澆筑的合理溫度控制措施。工程項目中壩體護(hù)坡與底板處大體積混凝土澆筑入模溫度控制在40℃左右，同時內(nèi)外溫差控制在30℃。

3.7 管理控制

混凝土質(zhì)量控制中，管理因素不可缺少，由于大體積混凝土施工中具有體積量大，干擾因素多、澆筑難度大等特點，施工中需要具備健全的管理制度，制定相應(yīng)的管理措施，擺正質(zhì)量、安全、工期及費用的辯證關(guān)系，推行以工程質(zhì)量為核心的管理模式，建立技術(shù)、勞力、設(shè)備、材料高度統(tǒng)一的動態(tài)管理機制，減少因管理漏洞因素而導(dǎo)致壩體護(hù)坡與底板處大體積混凝土質(zhì)量缺陷，從而提高混凝土性能等級。

4 結(jié)語

甘河子水庫做為我?guī)熒絽^(qū)性水利工程，最大壩高53.0m，壩頂長269m，壩體護(hù)坡與底板處均采用大體積混凝土澆筑，且澆筑量較大；同時大體積混凝土施工也是初次接觸，因此施工難度較大。通過借鑒學(xué)習(xí)，進(jìn)而結(jié)合本工程實際特點，在整體大體積混凝土施工過程中，嚴(yán)格執(zhí)行混凝土設(shè)計技術(shù)指標(biāo)和施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，同時制定相應(yīng)的操作程序和合理有效的控制措施，不僅減少了大體積混凝土裂縫出現(xiàn)頻率，而且提高了混凝土各項性能等級，進(jìn)而保證了壩體護(hù)坡與底板處大體積混凝土質(zhì)量符合設(shè)計要求，滿足工程需要。陜西水利

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.大體積混凝土施工規(guī)范[S]，2009.

[2]蔣曉光.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.