水電站碾壓式混凝土壩施工工藝及質(zhì)量控制

楊位本

摘 要：水電站建設(shè)的作用在于利用其轉(zhuǎn)變水能為電能，為人們提供更多的清潔能源，從而在促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)上加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)。在建設(shè)水電站的過程中，碾壓式混凝土壩應(yīng)用較多，對(duì)應(yīng)的施工工藝也更為成熟，因此有著較高的應(yīng)用效率和較廣泛的應(yīng)用范圍。本文結(jié)合筆者的研究對(duì)水電站碾壓式混凝土壩施工工藝及質(zhì)量控制進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：水電站 碾壓式 混凝土壩施工 質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）09（c）-0058-02

當(dāng)前，我國(guó)水電站建設(shè)過程中碾壓式混凝土壩施工工藝技術(shù)應(yīng)用非常多，在長(zhǎng)期的應(yīng)用實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)具有很高的機(jī)械化程度，不但大大提高施工效率，還有助于縮短施工的工期。特別是在于傳統(tǒng)柱狀法澆筑過程中相比更具優(yōu)勢(shì)。此外，碾壓式混凝土壩還具有一定的成本投資優(yōu)勢(shì)，但也存在操作不規(guī)范行為導(dǎo)致出現(xiàn)質(zhì)量問題。因此，水電站施工過程必須嚴(yán)格遵守相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，施工人員掌握現(xiàn)場(chǎng)各種施工因素，強(qiáng)化質(zhì)量控制，力爭(zhēng)在控制造價(jià)基礎(chǔ)上提高質(zhì)量。

1 工程案例簡(jiǎn)述

本文選擇的水電站工程案例位于河流的下游位置，其總裝機(jī)容量是2×3000kW，整體來看地勢(shì)條件比較平穩(wěn)。該電站左右岸壩段和溢流壩段均采用碾壓式混凝土壩，其中左岸的壩段長(zhǎng)64.8m，右岸的壩段長(zhǎng)75.7m，在溢流壩段分別設(shè)置了3個(gè)閘孔，長(zhǎng)度接近180m，最大的壩高度是57m，頂部的寬度為6m。在工作人員勘探結(jié)果中顯示，該水電站施工過程中應(yīng)用的碾壓式混凝土體積約為8萬m3。為了確保整個(gè)水電站建設(shè)施工的整體質(zhì)量，本文再次對(duì)選擇的水電站案例的相關(guān)問題進(jìn)行探討，總結(jié)具體的施工工藝和質(zhì)量控制措施。

2 水電站碾壓式混凝土壩施工工藝

2.1 施工前準(zhǔn)備

首先，施工工作采用的機(jī)械和原材料、應(yīng)用的施工機(jī)械要保證其質(zhì)量，才能提高施工效率，因此施工人員要以施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況為準(zhǔn)，在做準(zhǔn)備工作時(shí)要對(duì)使用設(shè)備的規(guī)則與數(shù)量進(jìn)行多次核對(duì)，派遣專業(yè)的工作人員認(rèn)真檢測(cè)設(shè)備的性能，以保證設(shè)備在施工過程中順利運(yùn)行。此外，還要結(jié)合水電站整體的施工時(shí)間較長(zhǎng)的現(xiàn)實(shí)，在準(zhǔn)備階段工作人員就要擬定相關(guān)的日常保養(yǎng)與維護(hù)工作安排計(jì)劃，及時(shí)對(duì)水電站建設(shè)應(yīng)用中可能存在機(jī)械故障的設(shè)備進(jìn)行隱患排除。碾壓式混凝土壩施工過程應(yīng)用的原材料包括活性摻和物、水泥等，那么在開展準(zhǔn)備工作時(shí)，工作人員就要結(jié)合施工計(jì)劃與方案將所需原材料在數(shù)量與質(zhì)量上進(jìn)行核對(duì)與檢測(cè)，確保原材料符合要求，絕對(duì)不允許質(zhì)量不合格的材料進(jìn)場(chǎng)并投入使用。

其次，倉位的準(zhǔn)備作業(yè)，工作人員要密切結(jié)合施工方案在設(shè)計(jì)方面的標(biāo)準(zhǔn)要求，準(zhǔn)確測(cè)量施工范圍內(nèi)的各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)，對(duì)結(jié)構(gòu)控制點(diǎn)的具體位置進(jìn)行合理規(guī)劃，并在方案中準(zhǔn)確標(biāo)注，以作參考。此外還要清理干凈倉面表層破碎的巖石和砂礫等雜物，通過高壓水槍沖洗表面，再進(jìn)行施工模板的安裝，安裝過程中注意模板安裝的正確性，掌控好牢固的程度，尤其是要預(yù)防混凝土攤鋪時(shí)有模板移位的現(xiàn)象發(fā)生[1]。結(jié)合倉位的具體情況設(shè)置入倉口與倉道路，才能為后期的施工工作提供條件。另外工作人員要結(jié)合相關(guān)的要求處理預(yù)埋鋼筋和止水構(gòu)件等。待倉位的準(zhǔn)備工作做完以后，再一次對(duì)倉面質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，直到確定合格以后才能開展后續(xù)的施工工作。

2.2 設(shè)計(jì)混凝土配合比

工作人員在設(shè)計(jì)混凝土配合比時(shí)，必須先對(duì)使用到的各項(xiàng)原材料性能進(jìn)行了解，在完成試配試驗(yàn)，準(zhǔn)確掌握原材料用量以及具體的配合比以后，才能保證混凝土的應(yīng)用強(qiáng)度和抗?jié)B性能，才能按照標(biāo)準(zhǔn)配制和使用并確保滿足大壩的質(zhì)量要求[2]。通常情況下，工作人員還要結(jié)合原有的設(shè)定配合比試拌混合料，對(duì)混合料拌制的時(shí)間、用水量和最終的濕度等指標(biāo)進(jìn)行記錄，確保后續(xù)拌和時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)都能滿足需求，提高拌和的成功率。

2.3 拌和與運(yùn)輸混凝土

進(jìn)行混凝土的拌和作業(yè)時(shí)，工作人員要以提前確定好的配合比作為標(biāo)準(zhǔn)，掌控好拌和的溫度與時(shí)間，確?；炷涟柚瀑|(zhì)量，完成拌和工作后將混凝土運(yùn)送到施工的現(xiàn)場(chǎng)。通常情況下施工人員會(huì)通過自卸汽車運(yùn)輸混凝土，要預(yù)防在運(yùn)輸混凝土的過程中有碎石或不均勻泥土混在其中，運(yùn)輸前就要通過清洗車輛輪胎等方式排除隱患[3]。運(yùn)輸混凝土的車輛在倉內(nèi)行駛時(shí)盡可能保持5km/h的速度，尤其要預(yù)防急轉(zhuǎn)彎的情況，避免混凝土的層面受到外部的影響，此外工作人員還要注意在車輛行駛的路線上鋪設(shè)厚鋼板。倉內(nèi)也要配備專業(yè)的工作人員，要求其根據(jù)施工的標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)卸料的整個(gè)過程進(jìn)行專業(yè)指揮，比如混凝土堆放高度必須在1.5m以內(nèi)，一旦卸料時(shí)有分離的骨料出現(xiàn)，工作人員就要對(duì)其進(jìn)行處理。

2.4 混凝土平倉

工作人員要結(jié)合倉面的情況進(jìn)行平倉作業(yè)，通常情況下大多應(yīng)用薄層攤鋪的方法，進(jìn)行混凝土攤鋪過程中，要對(duì)混凝土拌和速度與初凝的時(shí)間進(jìn)行考慮，在工作面規(guī)劃相應(yīng)條帶，確定不同條帶之間的寬度控制在5～8cm范圍內(nèi)，條帶走向平行于大壩的軸線。再通過推土機(jī)開始平倉作業(yè)，從兩側(cè)王中間推平混凝土的料堆，并在其邊角的地帶和一些施工不到位的地方再次進(jìn)行找平，平倉的厚度以施工方案的設(shè)計(jì)要求為標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 混凝土碾壓操作

在進(jìn)行混凝土的碾壓作業(yè)時(shí)工作人員必須控制好碾壓機(jī)運(yùn)行的速度，通常保持速度為1～1.5km/h，進(jìn)行混凝土條帶之間碾壓過程中，確保碾壓部位相互重合，臨近的條帶最少的搭接長(zhǎng)度為10cm，端頭的位置保持100cm，在孔口附近的位置以及模板邊緣都可以采用手扶式的方法進(jìn)行振動(dòng)碾壓。完成每層混凝土的碾壓作業(yè)以后，工作人員要對(duì)工作面的壓實(shí)程度進(jìn)行仔細(xì)的檢驗(yàn)，確保在每100～200m2的范圍內(nèi)設(shè)置檢測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)過程中一旦發(fā)現(xiàn)存在碾壓不到位的情況，必須及時(shí)進(jìn)行彌補(bǔ)處理。

2.6 壩體碾壓混凝土層間的處理

由于壩體碾壓混凝土層間的間隔時(shí)間不同，對(duì)其選擇的處理方法也各不相同，如果層間的間隔時(shí)間比混凝土凝結(jié)的時(shí)間更短，那么工作人員就要注意在上層混凝土進(jìn)行鋪設(shè)以前多加一層水泥砂漿進(jìn)行鋪設(shè)，控制1～1.5cm范圍內(nèi)的厚度。如果層間的間隔時(shí)間超出了凝結(jié)的時(shí)間，工作人員就要在完成施工縫面鑿毛以后，再進(jìn)行水泥砂漿的鋪設(shè)。

3 水電站碾壓式混凝土壩施工的質(zhì)量控制措施

3.1 原材料質(zhì)量控制

對(duì)水電站碾壓式混凝土壩施工原材料進(jìn)行質(zhì)量控制，就要求工作人員對(duì)使用于施工工作中涉及到的各種混凝土原材料的每項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢查與檢測(cè)，確保其與水電站設(shè)計(jì)建設(shè)及施工的相關(guān)要求相符，嚴(yán)禁在工程施工過程中采用不符合標(biāo)準(zhǔn)的原材料。進(jìn)行施工原材料控制時(shí)，最為關(guān)鍵的工作在于施工原材料進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)時(shí)的質(zhì)量把關(guān)，工作人員要做好原材料正規(guī)出廠檢驗(yàn)合格報(bào)告的檢查，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行抽樣檢測(cè)。抽樣檢測(cè)工序未完成前，現(xiàn)場(chǎng)的原材料一律不得投入施工使用。檢測(cè)的過程以相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)頻率及時(shí)段為主，確保工作人員對(duì)運(yùn)送的原材料質(zhì)量以及變化情況有及時(shí)的掌控，一旦發(fā)現(xiàn)原材料檢驗(yàn)結(jié)果不符合標(biāo)準(zhǔn)，或是檢測(cè)的指標(biāo)中有一項(xiàng)不達(dá)標(biāo)，絕不能盲目投入使用中去，工作人員需要及時(shí)從檢測(cè)結(jié)果中找出原因，探討對(duì)策，預(yù)防影響混凝土施工質(zhì)量的情況出現(xiàn)。

3.2 混凝土碾壓控制

混凝土碾壓控制的工作要求關(guān)鍵在于混凝土拌和物在碾壓以后的密實(shí)度與要求的密實(shí)度相符。因此，在碾壓質(zhì)量的控制工作中，工作人員首先就要根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況明確需要碾壓的次數(shù)以及具體使用的碾壓方式。對(duì)條帶的選擇與控制是碾壓作業(yè)操作的基本要求，其寬度要與振動(dòng)碾輪相符，銜接處保持2～3cm重疊，如果出現(xiàn)一條帶的分段碾壓情況，那么就要使其與水流方向相垂直[5]。正常振動(dòng)碾需要沿著鋪條碾壓方向進(jìn)行施工，如果施工團(tuán)隊(duì)使用的是大型振動(dòng)碾，那么就要與小型振動(dòng)碾結(jié)合使用，確保一些邊緣的位置得到壓實(shí)。其次，完成碾壓工作后的混凝土表面還要采用核子密度儀檢測(cè)，這是一項(xiàng)不可或缺的環(huán)節(jié)，因?yàn)閯偰雺和瓿傻幕炷帘砻嬗捎跀D壓的作用會(huì)出現(xiàn)一個(gè)反彈的過程，需要在碾壓10min后再次壓實(shí)，并確保壓實(shí)容重為標(biāo)準(zhǔn)要求的98.5%才能算為合格，一旦不符合要求就要繼續(xù)進(jìn)行補(bǔ)碾。若補(bǔ)碾依舊沒能達(dá)到要求，則要通過挖除加以處理，否則多次補(bǔ)碾直到符合要求。此外，平倉后的混凝土需要及時(shí)碾壓，才能預(yù)防出現(xiàn)冷縫，而混凝土在拌和到完成碾壓的時(shí)間最好控制在上下層混凝土最大允許間隔時(shí)間以內(nèi)，即2h，否則其質(zhì)量將受到影響。

3.3 分縫控制

通常情況下，碾壓混凝土壩不會(huì)設(shè)置縱縫，工作人員需要結(jié)合壩體的設(shè)計(jì)以及現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況和溫度、環(huán)境等因素進(jìn)行專業(yè)的綜合性考慮，設(shè)置合理的橫縫或誘導(dǎo)縫，保持20～30m的縫間距。首先工作人員可采用先碾壓后成縫的工藝進(jìn)行施工操作，預(yù)防對(duì)設(shè)備和材料產(chǎn)生影響。在進(jìn)行切縫時(shí)務(wù)必以施工設(shè)計(jì)的具體位置與間距進(jìn)行，盡可能讓成縫的面積更為均勻。采用切縫機(jī)分縫過程中，工作人員采用的填縫材料要以切縫刀同時(shí)嵌入到縫當(dāng)中，控制壓實(shí)面與填縫材料1～2cm的間距。

3.4 碾壓混凝土的養(yǎng)護(hù)與防護(hù)

要預(yù)防出現(xiàn)冷縫的情況，工作人員可在碾壓混凝土以前對(duì)其上層進(jìn)行覆蓋，并對(duì)暴露面及上層加以噴霧，如果當(dāng)時(shí)氣候較為干燥也可做灑水處理。施工過程中一旦碰到間歇期，就要確保碾壓混凝土凝結(jié)后才能灑水養(yǎng)護(hù)。針對(duì)有溫控要求的碾壓混凝土，工作人員還要結(jié)合溫控設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行防護(hù)，比如覆蓋兩層黑色防曬網(wǎng)，定期進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)等。需要注意的是用水的相關(guān)要求，需保證不會(huì)對(duì)混凝土性能產(chǎn)生影響。

4 結(jié)語

碾壓式混凝土壩施工過程具有操作簡(jiǎn)單、機(jī)械化程度較高的優(yōu)勢(shì)，用其建設(shè)水電站，不但能夠提高施工的效率，也能保證質(zhì)量。在進(jìn)行施工時(shí)，工作人員需重視壓實(shí)度對(duì)碾壓式混凝土壩施工質(zhì)量的影響，嚴(yán)格遵循施工要求與標(biāo)準(zhǔn)開展施工工作，控制碾壓速度與壓實(shí)程度，保障原材料質(zhì)量，才能從整體上提高工程的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 張士兵.水電站碾壓式混凝土壩施工工藝及質(zhì)量控制[J].城市建筑，2014（4）：107，137.

[2] 孟繼慧，牟奕欣，胡煒.豐滿水電站重建工程碾壓混凝土壩施工質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用與分析[J].水利水電技術(shù)，2016，47（6）：103-106，110.

[3] 謝春葦.水電站大壩碾壓混凝土施工質(zhì)量控制分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（26）：214.