淺談常態(tài)混凝土雙曲拱壩施工的關(guān)鍵技術(shù)

王桂春

婁底市水利水電工程建設(shè)有限責(zé)任公司，湖南婁底 417000

在水利工程的施工建設(shè)中，由于拱壩超載能力強(qiáng)、造價低、內(nèi)部應(yīng)力分布均勻、運行安全等優(yōu)勢而得到了較為廣泛的應(yīng)用，特別是在一些高山峽谷等地形中顯現(xiàn)出的發(fā)展前景更為廣闊。在混凝土雙曲拱壩施工的過程中，由于科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，逐漸形成了一整套比較完善的施工工藝。在本文中，重點對常態(tài)混凝土雙曲拱壩施工的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討。

1 常態(tài)混凝土雙曲拱壩施工關(guān)鍵技術(shù)分析

1.1 運輸

為了使混凝土能夠被連續(xù)且快速地運輸?shù)绞┕さ默F(xiàn)場，在運輸混凝土的過程中需要注意各種問題，例如，嚴(yán)禁存在骨料分離以及泌水的問題，要采取一定的措施避免混凝土的干濕度及其坍落度發(fā)生較大的變化。同時，要盡可能地減少運輸?shù)臅r間，嚴(yán)格控制混凝土運輸過程中的轉(zhuǎn)運次數(shù)，防止混凝土溫度發(fā)生回升的問題。如果在實際運輸?shù)倪^程中，由于某些客觀因素造成運輸車停止運輸?shù)臅r間過長，則需要將已經(jīng)初凝的混凝土當(dāng)做廢料來處理。此外，在實際運輸中，向倉內(nèi)加水這一行為是嚴(yán)禁發(fā)生的。

1.2 混凝土鋪料工藝

在混凝土雙曲拱壩施工的過程中，混凝土鋪料工藝主要有兩種，即臺階法與平鋪法。臺階法就是在實際施工的過程中，與澆筑設(shè)備的配備以及倉位的特性相結(jié)合來確定，通常來說，其厚度范圍控制在55cm左右。平鋪法就是在雙曲拱壩混凝土澆筑的過程中，澆筑平面的水平必須要得到保證。同時，需要與倉面的大小、混凝土的強(qiáng)度以及天氣狀況相結(jié)合來對鋪料的厚度進(jìn)行確定。一般來說，采用平鋪法進(jìn)行鋪料，混凝土的厚度一般控制在40cm左右。

在某常態(tài)混凝土雙曲拱壩工程實際施工的過程中，在混凝土鋪料時主要是對臺階法利用來進(jìn)行的，主要做法就是對基巖面的第一層混凝土進(jìn)行澆筑之前，鋪筑一層厚度10～25cm左右的砂漿在基巖上方，并且在澆筑上層混凝土之前，鋪設(shè)一層2.5cm左右厚度的水泥砂漿在其表面。

1.3 混凝土平倉振搗工藝

在進(jìn)行混凝土平倉的過程中一般采取的方式是人工配合振搗臂平倉的方式，混凝土的振搗采取5棒振搗臂和手持式振搗臂聯(lián)合振搗。通常來說，會結(jié)合纜機(jī)的配備來確定振搗臂與平倉機(jī)的配置，一般來說，每臺纜機(jī)會配備1～2臺5棒振搗臂。在纜機(jī)吊罐卸料之后，先對平倉機(jī)進(jìn)行利用來進(jìn)行平倉，之后再對振搗臂進(jìn)行利用來進(jìn)行振搗密實；對于面積比較小的倉位、模板周邊或者是鋼筋較為密集的部位，可以先對手持式φ130振搗棒和φ80振搗棒或軟軸振搗棒進(jìn)行利用來振搗。在振搗的過程中，模板與振搗棒之間的距離應(yīng)大于0.5倍的有效半徑，兩個振搗點之間的距離應(yīng)小于振搗器有效半徑的1.5倍；另外，為了能夠使混凝土的密實度與接茬處有效結(jié)合在一起，下料點的接茬處、兩臺纜機(jī)的下料接頭處應(yīng)該對振搗的時間進(jìn)行適當(dāng)?shù)难娱L。

1.4 施工縫面處理工藝

混凝土層間的間隔時間應(yīng)該控制在直接鋪筑允許的范圍內(nèi)，如果超過允許直接鋪筑的時間，則需要對層間進(jìn)行施工冷縫處理。利用高壓水來對邊緣部位進(jìn)行沖毛。在沖洗干凈表面之后，在混凝土面上對砂漿或者是小級配的常態(tài)混凝土進(jìn)行鋪筑，通常來說，鋪筑的砂漿厚度為1.5cm左右，若利用小級配的混凝土，則其鋪筑的厚度約為3cm左右。鋪筑的面積按照1h澆筑混凝土的量來計算。在其上對混凝土攤鋪碾壓，需要在砂漿或者是小級配的混凝土初凝之后碾壓完成。

為了使混凝土膠結(jié)的效果及其質(zhì)量得以保證，砂漿、水泥摻合料的配比以及從拌和完畢至被覆蓋的時間需要經(jīng)過試驗確定。

1.5 混凝土的溫控措施

要想控制混凝土雙曲拱壩出現(xiàn)的裂縫數(shù)，就必須要科學(xué)控制施工時混凝土的溫度，通過合理養(yǎng)護(hù)來提高混凝土質(zhì)量管理及其澆筑質(zhì)量。

具體來說，可以從以下幾點著手進(jìn)行：第一，在混凝土的質(zhì)量管理方面，可以采用膠混材料，例如水泥等，同時需要對混凝土的配合比進(jìn)行合理的控制；在水泥的品種方面，盡量使用礦渣硅酸鹽水泥，并均勻地攪拌混凝土，從而使混凝土自身的抗裂能力得以提升。另外，可以對外加劑進(jìn)行充分地利用，例如粉煤灰等?？刹捎蒙徊紝炷磷鳂I(yè)區(qū)進(jìn)行遮蓋與防御，同時還能夠起到使模板降溫的作用。第二，壩體分縫分塊處理。為了實現(xiàn)混凝土的溫度控制，便于施工的順利進(jìn)行，將混凝土壩縱、橫縫和施工縫分成壩塊、壩段，分層進(jìn)行澆筑，是混凝土壩體分縫分塊處理的主要目的。通常來說，壩體的分縫分塊是結(jié)合壩高、壩型、結(jié)構(gòu)要求、實際施工的條件以及環(huán)境溫度等相關(guān)因素來進(jìn)行布置的。分縫主要特點為橫縫分段，豎縫分塊，澆塊的高度一般控制在3m以內(nèi)。通過對壩體進(jìn)行合理的分縫分塊，改變混凝土結(jié)構(gòu)，使混凝土抗裂性能得以有效提升。第三，嚴(yán)格按照混凝土澆筑順序進(jìn)行施工。一般來說，在混凝土澆筑的過程中，多點下料的方式應(yīng)用的比較多，混凝土入倉時主要是按照先低后高的順序進(jìn)行。澆入倉內(nèi)的混凝土需要隨澆隨平，并對其進(jìn)行及時地振搗，從而使混凝土澆筑的密實度得以切實保證。通常來說，混凝土下料的高度控制的范圍在2.0m以內(nèi)。在混凝土的接頭與條帶等部分，需要對保溫被覆蓋等保溫措施進(jìn)行采取，從而使混凝土的溫度得到有效的控制。

1.6 模板的施工問題

（1） 裝配轉(zhuǎn)動模板：裝配第一級模板→裝配第二級模板→第一級模板轉(zhuǎn)動到第三級→第二級模板轉(zhuǎn)動到第四級→第三級模板轉(zhuǎn)動到第五級→以此類推。

一塊模板轉(zhuǎn)動工作的過程：吊車準(zhǔn)備→掛鉤→松開錨筋螺栓→開始吊→安置→檢查調(diào)整→拼接縫板并進(jìn)行補(bǔ)縫→錨筋開設(shè)→以此循環(huán)。第一級模板裝配時，由于模板錨筋不能用于第一級模板，由此要對第一級的模板使用特別的加固手段。模板下面的外部用錨筋進(jìn)行加固，用方木維持在錨筋和模板中間，禁止模板立刻開展插筋穩(wěn)定。朝著倉內(nèi)的模板在上面利用內(nèi)撐與內(nèi)拉結(jié)合一起開展穩(wěn)固手段，朝著倉外的模板上利用外撐與外拉的組合手段進(jìn)行穩(wěn)固，并且支撐桿必須是25鋼筋，運用12鋼筋做拉力筋。第一級模板裝配固定好以后就要開展第二級模板裝配，第二級模板裝配時少數(shù)第一級模板的錨筋開設(shè)好，或是裝配錨筋的抗拔力還不能完全符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，第二級模板只能靠第一級的模板固定體系承擔(dān)負(fù)荷，所以第一級模板固定體系不可以提前搗毀和損害。第三級模板裝配在第一級模板的錨筋開設(shè)后面部分，等施工達(dá)到一倉或者兩倉的混凝土并且錨固力符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以后才可以開展安配。第四級模板裝配在要投入常規(guī)翻升工作手段，模板轉(zhuǎn)動使用承載量達(dá)8t的車子進(jìn)行吊裝配。上下游面進(jìn)行轉(zhuǎn)動模板裝配一定要保證拼縫緊密、不出現(xiàn)漏漿，并且要確保雙曲拱面無誤、光滑、不出現(xiàn)錯臺。其上下游的壩面的各個倉均是近似圓環(huán)的扭曲面，壩面各個點，不但在X軸與y軸方向的水平坐標(biāo)出現(xiàn)轉(zhuǎn)變，z軸也出現(xiàn)轉(zhuǎn)變，所以模板的斜桿進(jìn)行伸縮，安排模板收倉期間，坐標(biāo)必須用高配置的設(shè)備合作，同時讓內(nèi)撐桿維持定位，保障倉內(nèi)澆筑完成以后，驗收其與倉口模板的誤差是否符合規(guī)定。

（2） 轉(zhuǎn)動模板裝配，先在第一級倉位上先埋好上升的錐體和錨筋，等澆筑完成的混凝土耐受力到4MPa時，使用8t承載量的汽車吊來裝配模板，放在上升的錐體上，調(diào)整并糾正模板來澆筑下一級混凝土，按順序爬升到設(shè)計高度。

（3） 鋼與木模板使用人工拆卸，吊車拆卸懸起的模板和組裝的模板。

（4） 對于一些紛亂的結(jié)構(gòu)倉位，結(jié)構(gòu)條件是用起重機(jī)或簡單扒桿拆卸。

2 如何配比高功能混凝土

在澆筑混凝土之前，安排了足夠的時間委托某公司完善其配比設(shè)計的實驗探討。用公司規(guī)定的水泥與優(yōu)良的粉煤灰和好的外加劑，采用發(fā)熱低的中熱性能水泥、骨料好的配比與質(zhì)量好的粉煤灰，選擇復(fù)合外加劑，減少混凝土配比水泥的用量，降低其水化熱的溫度升高與減速水化熱的消散速度，其內(nèi)部的溫度減少。通過測驗了1年左右的時間，配出一種符合常規(guī)大壩標(biāo)準(zhǔn)混凝土，其特點：伸值較大、水化熱量少、韌性高、中彈模、退縮小、溫度升高慢。

3 混凝土雙曲拱壩施工現(xiàn)場管理措施

3.1 科學(xué)組織，保證質(zhì)量

通過對科學(xué)合理的施工進(jìn)行設(shè)計來對施工生產(chǎn)進(jìn)行全面的布置安排，從而使現(xiàn)場的施工得以有序進(jìn)行。在對施工現(xiàn)場進(jìn)行管理的過程中，首先需要對混凝土雙曲拱壩施工項目的實際情況進(jìn)行深入細(xì)致的分析與研究，對每一個環(huán)節(jié)可能會出現(xiàn)的技術(shù)難題進(jìn)行分析，結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況以及專家的建議，來對解決這些技術(shù)難題的措施進(jìn)行探討，從而使施工的質(zhì)量及其安全得以有效的保證。

3.2 對資源進(jìn)行合理配置，使施工有序進(jìn)行得以保證

在施工現(xiàn)場，由于人、機(jī)、材料的需求是在不斷變化的，因此，在對資源進(jìn)行配置的過程中也需要與施工的進(jìn)度計劃相結(jié)合來使各個方面的均衡得以保證，如此一來，才能夠使施工得以有序進(jìn)行，整個施工現(xiàn)場才能做到施工設(shè)施布局合理，材料整齊擺放，機(jī)械操作范圍明確，施工工序緊密銜接，雖然整個施工現(xiàn)場都在緊張施工，但卻忙而不亂，十分有序。

3.3 不斷提高施工隊伍的整體素質(zhì)

施工現(xiàn)場人、機(jī)、環(huán)境的和諧統(tǒng)一，與施工現(xiàn)場高效率、高效益的進(jìn)行有著十分重要的關(guān)系。施工隊伍的素質(zhì)是工程項目施工質(zhì)量得以保證的基礎(chǔ)，必須加強(qiáng)對施工人員的培訓(xùn)，不斷提高施工人員的素質(zhì)。首先，施工人員要將安全放在首位的同時，還需要樹立起施工質(zhì)量的意識，并且相關(guān)單位還需要對施工隊伍的責(zé)任意識進(jìn)行不斷地加強(qiáng)，避免因施工人員的失誤而造成施工事故的發(fā)生。其次，通過采取各種途徑提高員工工作的積極性，充分挖掘施工人員的潛能，對員工的激勵機(jī)制進(jìn)行建立，通過明確的獎懲機(jī)制，培養(yǎng)員工的凝聚力與責(zé)任意識。再次，必須要對施工隊伍的管理體制進(jìn)行明確，使施工隊伍的素質(zhì)得以不斷提升。

3.4 大壩根基凝固灌漿的動工拖緩混凝土的澆筑進(jìn)程

（1） 河床與緩坡壩段凝固的灌漿之下以1.5m為一級，之上以3m為一級 （凝固灌漿竣工以后就以3m為一級，檢查孔就在這一級上開工） 。盡可能地減輕分級對壩體澆筑進(jìn)程的作用。

（2） 提早開展緩坡與陡坡壩段4m以下沒蓋重新凝固灌漿的開工進(jìn)程，并保障大壩緩坡段的首塊混凝土澆罐時，附近2～4個壩塊的沒蓋重新凝固灌漿接近完成。

4 結(jié)語

21世紀(jì)初期，隨著 “西電東送”、“南水北 調(diào)” 等戰(zhàn)略的實施，200m 以上的高壩將會逐漸增 加。如何采用新技術(shù)，加快大壩建設(shè)速度，將是今 后繼續(xù)研究和探索的新課題之一。

綜上所述，在混凝土雙曲拱壩進(jìn)行施工的過程中，其環(huán)節(jié)是較為復(fù)雜的，施工時間長、難度高、制約施工的條件非常復(fù)雜，施工期間要綜合施工技術(shù)、澆筑設(shè)備的擺放與澆筑本領(lǐng)等因素。因此，需要采取科學(xué)合理的施工措施，并且做好混凝土的溫度控制工作，從而使整體混凝土雙曲拱壩的施工質(zhì)量得以切實的保證。

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