小盤河水庫(kù)混凝土壩施工質(zhì)量控制及質(zhì)量安全分析

陳文燃

(深圳市水務(wù)工程檢測(cè)有限公司，廣東 深圳 518000)

0 引 言

水庫(kù)工程的其施工質(zhì)量不僅會(huì)影響水庫(kù)工程的運(yùn)行安全，采取有效措施管控水庫(kù)工程施工質(zhì)量至關(guān)重要，在施工中往往需要優(yōu)化質(zhì)量管理體系，把握關(guān)鍵施工技術(shù)，提高質(zhì)量監(jiān)管水平，確保水庫(kù)發(fā)揮總體質(zhì)量，發(fā)揮經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)效益[1]。主壩往往是水庫(kù)施工中的關(guān)鍵，文章以小盤河水庫(kù)施工過(guò)程中的質(zhì)量控制為研究對(duì)象，以探究建立混凝土主壩施工中的質(zhì)量控制和檢測(cè)體系為目標(biāo)。

1 水庫(kù)概況

小盤河水庫(kù)是一座以供水為主的中型水庫(kù)，工程位于涇河的一級(jí)支流蒲河下游，下距蒲河與涇河匯合口約10km，位于甘肅省慶陽(yáng)市寧縣。壩址控制流域面積7466km2，幾乎控制蒲河流域的全部。

小盤河水庫(kù)總庫(kù)容4732萬(wàn)m3，為中型水庫(kù)。小盤河水庫(kù)作為長(zhǎng)慶橋工業(yè)集中區(qū)的供水水源，是保障長(zhǎng)慶橋工業(yè)集中區(qū)生產(chǎn)及生活用水的需要。水庫(kù)的開發(fā)任務(wù)是供水，在充分調(diào)節(jié)蒲河水量，合理使用汛期天然徑流的前提下，輔以地下水作為抗旱應(yīng)急補(bǔ)充水源，地下水、地表水聯(lián)合運(yùn)用，滿足長(zhǎng)慶橋工業(yè)集中區(qū)工業(yè)生產(chǎn)及生活供水的需求。

2 主壩工程及質(zhì)量控制要求

2.1 主壩概況

小盤河水庫(kù)工程主要由左岸混凝土重力壩、河床混凝土泄洪排沙引水建筑物及右岸均質(zhì)土壩等組成。樞紐建筑物從左岸到右岸依次由混凝土重力壩、表孔泄洪閘、底孔泄洪排沙閘、引水管壩段、右岸均質(zhì)土壩段等建筑物組成，壩頂總長(zhǎng)度268.0m。

其中主壩混凝土壩段采用現(xiàn)澆混凝土重力壩，壩頂寬17.6m，壩頂高程987.50m，最大壩高35.5m，壩頂長(zhǎng)度28.0m。重力壩上游壩面設(shè)折坡，起坡高程960.00m，該高程以上垂直，以下坡度為1∶0.2；壩體下游坡度1∶0.85，起坡高程963.26m。

2.2 質(zhì)量控制管理要求

分事前控制、過(guò)程控制、事后驗(yàn)收三個(gè)階段來(lái)實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量控制[2]。事前主要通過(guò)進(jìn)場(chǎng)前材料質(zhì)量證明和試驗(yàn)等進(jìn)行檢查，并對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料原材料抽樣復(fù)試，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果來(lái)確定開工[3]。過(guò)程控制主要是工序檢查與驗(yàn)收，嚴(yán)格工序檢查與驗(yàn)收，是保障施工質(zhì)量的基礎(chǔ)。認(rèn)真檢查建基面清理、層面處理、鋼筋綁扎、模板安裝平整度和穩(wěn)定性[4]。事后驗(yàn)收，對(duì)施工單位所完成的單元工程及時(shí)驗(yàn)收，并按照單元工程質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，確認(rèn)施工質(zhì)量等級(jí)，完善單元工程資料，為分部工程驗(yàn)收打好基礎(chǔ)[5]。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)質(zhì)量控制

3.1 混凝土施工

3.1.1 大壩主體

混凝土澆筑垂直運(yùn)輸主要采用大壩上游1座門式起重機(jī)吊配3m3臥罐直接入倉(cāng)，水平運(yùn)輸主要采用15t自卸汽車和6m3攪拌罐車。

混凝土分層施工，下部基礎(chǔ)大體積混凝土，基礎(chǔ)約束區(qū)按1.0m分層；上部根據(jù)體型按3.0m分層。

閘壩混凝土建筑物結(jié)構(gòu)形狀比較規(guī)則，采用整體定型模板，脫離基巖面后，內(nèi)外側(cè)模板和泄洪閘閘墩交替上升橫縫面1.5×1.5m定型鋼模板拼接上升施工。一些特殊部位模板分別為：閘墩?qǐng)A弧型邊墩鋼模板、溢流面堰面拉模桁架，導(dǎo)墻迎水面直墻段采用懸臂翻升模板，背水面采用散裝鋼模板。

3.1.2 上游防沖板、下游消力池施工方法

混凝土運(yùn)輸采用15t自卸汽車或6m3混凝土罐車運(yùn)輸，一臺(tái)20長(zhǎng)臂反鏟入倉(cāng)，局部澆筑沖突或消力池邊墻較高不能入倉(cāng)的情況下，采用門泵車或溜槽入倉(cāng)。模板采用加工定型的1.5×1.5m鋼模板。頂面采用微震梁振搗找平，電動(dòng)抹光機(jī)收面。

3.1.3 泄洪閘、排沙閘混凝土工程

高架門機(jī)布置在上游，一臺(tái)塔吊布置在下游消力池底板上，門機(jī)負(fù)責(zé)壩體材料、模板運(yùn)輸、混凝土澆筑，塔吊負(fù)責(zé)閘墩、消力池?fù)鯄Σ牧线\(yùn)輸、模板安裝。

閘墩混凝土量較大，左岸擋水重力壩段、表孔溢流壩段壩體上部及閘墩混凝土采用門機(jī)澆筑，底孔壩段閘墩全部采用兩臺(tái)泵車泵送混凝土入倉(cāng)澆筑。

大壩底部壩基大倉(cāng)號(hào)混凝土采用門機(jī)吊3m3吊罐、3臺(tái)長(zhǎng)臂反鏟入倉(cāng)內(nèi)。

大體積的混凝土要用振搗器振搗，小倉(cāng)面及結(jié)構(gòu)復(fù)雜、埋件較多、止水帶周邊或鋼筋較密集部位采用&70軟軸振搗器振搗并輔以人工搗實(shí)。振搗時(shí)使振搗器搗實(shí)至最大密實(shí)度，每一位置的振搗時(shí)間以混凝土不再顯著下沉，不出現(xiàn)氣泡，開始泛漿時(shí)為準(zhǔn)，并且避免振搗過(guò)度。振搗器距模板的垂直距離≥振搗器有效半徑的1/2，避免觸動(dòng)鋼筋及預(yù)埋件。

3.2 金屬結(jié)構(gòu)施工

金屬結(jié)構(gòu)安裝主要有表孔工作閘門、檢修閘門安裝；底孔工作閘門、檢修閘門安裝；引水隧洞取水口孔工作閘門、檢修閘門安裝；單向門機(jī)；液壓?jiǎn)㈤]機(jī)；壩段間的鋼爬梯、鋼欄桿、鋼蓋板的制作和安裝等。

3.2.1 埋件安裝

埋件安裝包括閘門主軌、副軌、反軌、側(cè)軌、底檻、門楣(或胸墻)、貯門庫(kù)埋件等。

底檻預(yù)留槽及門槽內(nèi)設(shè)插筋，底檻安裝時(shí)直接在插筋上以千斤頂、契子板等調(diào)整地檻的中心、水平和標(biāo)高全部達(dá)到要求后，將底檻與插筋焊接加固；門槽軌道待底坎軌道的安裝；門楣的安裝在門槽軌道安裝后進(jìn)行，門楣安裝前，先在左右兩軌道的側(cè)面各焊接一塊托板，托板頂面的高度即為門楣底緣的高度，門楣吊至托板上后，利用導(dǎo)鏈、千斤頂?shù)裙ぞ邔㈤T楣就位，調(diào)整使軌道止水座面與門楣的止水座面平齊，門楣止水中心的高度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后與插筋和軌道焊接固定；弧門門楣安裝也在弧門門葉安裝后進(jìn)行，門楣初步定位后，通過(guò)上下啟閉門葉來(lái)檢查和精確調(diào)整門楣的實(shí)際安裝位置，確保門楣在門葉處于任意位置時(shí)均有良好的止水效果，調(diào)整合格后與插筋加固焊接牢靠，澆筑混凝土[6]。

3.2.2 弧形閘門安裝

弧形閘門的安裝擬采用高架門機(jī)進(jìn)行吊裝分三塊在閘門槽內(nèi)組裝。

1)支臂組裝。先利用高架門機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)適當(dāng)位置將支臂組拼焊接成整體，將支鉸把合在支臂上，然后用汽車吊將支臂整體吊入門槽下游側(cè)，再利用手拉葫蘆等工具將支臂拖運(yùn)至安裝位置后，用其檢修橋機(jī)逐個(gè)吊裝就位，穿入支鉸銷軸后將支臂前端落至工作位置后用鋼支墩及臨時(shí)支撐固定[7]。

2)門葉安裝。門葉運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，用高架門機(jī)直接卸車并吊入門槽內(nèi)組裝。門葉安裝時(shí)，先吊裝下節(jié)門葉，將下節(jié)門葉底水封安裝好后，吊入門槽內(nèi)直接與支臂下支腿組裝。

3)門葉節(jié)間拼裝時(shí)，將門葉點(diǎn)焊固定，并用臨時(shí)支撐在弧門上游側(cè)將門葉加固支撐穩(wěn)妥。

4)門葉與支臂上支腿拼裝后，全面檢查一次門葉的組裝質(zhì)量，合格后即可進(jìn)行門葉的焊接工作。同時(shí)進(jìn)行其余門葉的拼裝工作，直至全部拼裝完成。

3.3 壩基灌漿處理

壩基巖石承載力較高，滿足建壩要求。為改善壩基巖石的力學(xué)性能，加強(qiáng)壩基巖體的整體性，提高其強(qiáng)度和變形模量，左岸混凝土壩基礎(chǔ)采用全斷面固結(jié)灌漿，固結(jié)灌漿孔排距3.0m，平均孔深 5.0m，灌漿孔采用梅花形布置。

3.3.1 灌漿質(zhì)量施工控制

灌漿在有混凝土蓋重下施灌，蓋重混凝土厚度為1.5～3.0m，且混凝土強(qiáng)度達(dá)到 50%。

混凝土壩段帷幕灌漿在廊道內(nèi)施工，左岸重力壩岸坡和右岸圖壩段岸坡隨著大壩填筑施工時(shí)做帷幕灌漿。在具有灌漿廊道的帷幕下游設(shè)置排水孔，排水孔向下游傾斜5°，孔徑φ110mm，孔距 3.0m，深度為帷幕的1/2。

全孔灌漿結(jié)束后，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后進(jìn)行封孔。封孔采用“全孔灌漿封孔法”，封孔水灰比為0.5∶1，封孔壓力采用該灌漿孔的最大灌漿壓力。待孔內(nèi)水泥漿液凝固后及時(shí)清除孔內(nèi)浮漿和污水，上部空余部分用M20水泥砂漿回填密實(shí)、抹平，并割平孔口管。

3.3.2 灌漿質(zhì)量檢測(cè)

檢查孔的數(shù)量不少于灌漿孔總數(shù)的5%，灌后縱波波速一般應(yīng)>灌前波速的10%～20%。為減少壩基及繞壩滲漏，降低壩基揚(yáng)壓力，對(duì)壩基進(jìn)行防滲排水處理。壩基上游面設(shè)置一排帷幕灌漿，孔距 2.0m，軸線位于壩軸線下游0.70m，帷幕灌漿底部深入5Lu線以下5.00m。

帷幕灌漿質(zhì)量檢查以分析檢查孔壓水試驗(yàn)成果為主。其鉆孔位置選在帷幕中心線上，巖石破碎、斷層、大孔隙等地質(zhì)條件復(fù)雜的部位，注入量大的孔段附近，經(jīng)過(guò)帷幕灌漿壓水試驗(yàn)，檢測(cè)壩體與基巖接觸段及其下一段的合格率為100%。

3.4 混凝土澆筑溫度控制

內(nèi)部混凝土主要考慮抗裂性能好、兼顧低熱和高強(qiáng)兩方面的要求，一般采用低熱礦渣水泥，中熱硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥。外部混凝土還要求抗磨和抗蝕，一般采用高強(qiáng)度等級(jí)的中熱硅酸鹽水泥。另外，為了降低混凝土的絕熱溫升、提高混凝土的抗裂能力，要求摻用粉煤灰混合材料。為了減少用水量，節(jié)約水泥、降低絕熱溫升，需要摻用合適的外加劑。在保證混凝土強(qiáng)度及工作度條件下，通過(guò)優(yōu)化混凝土配合比，盡量節(jié)省水泥，降低混凝土絕熱溫升。

嚴(yán)格控制混凝土溫度、減小基礎(chǔ)溫差、內(nèi)外溫差為控制澆筑溫度不超過(guò)允許范圍，對(duì)混凝土原材料及混凝土拌和、運(yùn)輸、澆筑中提出如下必要保證措施。嚴(yán)格控制水泥進(jìn)場(chǎng)的溫度；成品料場(chǎng)要經(jīng)常保持6.0m以上堆高，必須底部取料，料場(chǎng)要有防曬涼棚和噴水降溫措施，保證地弄溫度一般不超過(guò)當(dāng)月月平均氣溫；混凝土采用冷水拌和，降低出機(jī)口混凝土溫度；快速入倉(cāng)、快速平倉(cāng)、快速碾壓，碾壓混凝土從加水拌和到碾壓完畢在2h以內(nèi)完成，減少外界溫度的倒灌。

混凝土出機(jī)后在運(yùn)輸、入倉(cāng)、澆筑過(guò)程中均采用防曬措施，倉(cāng)面應(yīng)備有噴霧降溫措施，以便在高溫時(shí)控制倉(cāng)面溫度，碾壓后的混凝土應(yīng)及時(shí)用彩條編織布覆蓋防止日曬和氣溫倒灌，力求混凝土澆筑溫度不超過(guò)設(shè)計(jì)要求。加強(qiáng)施工期混凝土的表面保護(hù)和養(yǎng)護(hù)，防止表面裂縫產(chǎn)生加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)，采用表面流水和灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥28d。

4 質(zhì)量管理檢測(cè)體系控制

4.1 原材料質(zhì)量控制檢測(cè)

水泥抽檢和質(zhì)量控制，從原材料和中間產(chǎn)品、土石方填筑、基礎(chǔ)錨桿、混凝土工程及金屬結(jié)構(gòu)等項(xiàng)目的重點(diǎn)部位、關(guān)鍵環(huán)節(jié)都進(jìn)行了有見證抽檢，對(duì)水泥的生產(chǎn)批次、標(biāo)號(hào)強(qiáng)度規(guī)格以及材質(zhì)合格證明進(jìn)行檢查核對(duì)；對(duì)同品種、同強(qiáng)度等級(jí)的水泥以500t為一取樣單位，進(jìn)行水泥的品質(zhì)檢測(cè)，主要對(duì)水泥的細(xì)度、初、終凝凝結(jié)時(shí)間、體積安定性抗折強(qiáng)度和1d(快速試驗(yàn))、3d、28d、抗壓強(qiáng)度項(xiàng)目進(jìn)行抽檢。

鋼筋原材抽檢與質(zhì)量控制，按重量≤60t同一批號(hào)的鋼材為一取樣單位，進(jìn)行鋼材力學(xué)性能抽檢，試驗(yàn)項(xiàng)目包括鋼材的實(shí)測(cè)截面積、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率，重量偏差、彎曲性能等

砂、石骨料抽檢與質(zhì)量控制，對(duì)砂、石骨料的表觀密度、堆積密度、含泥量、泥塊含量、針片狀顆粒含量、顆粒級(jí)配、堿活性等項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)[8]。

摻合料(粉煤灰、硅粉)抽檢與質(zhì)量控制，粉煤灰主要檢測(cè)項(xiàng)目為細(xì)度、燒失量、需水量比、含水量和活性指數(shù)。

4.2 混凝土施工質(zhì)量控制與檢測(cè)

混凝土工程是本項(xiàng)目工程建設(shè)中的重要組成部分，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)建筑物的安危和壽命。

原材料是組成混凝土的基礎(chǔ)，其品質(zhì)的優(yōu)劣對(duì)于混凝土質(zhì)量至關(guān)重要，經(jīng)常對(duì)水泥、粉煤灰、砂、石骨料等原材料的產(chǎn)品合格證、出廠檢驗(yàn)報(bào)告和施工單位自檢、材料儲(chǔ)備等情況進(jìn)行檢查?；炷潦┕み^(guò)程中，采取定時(shí)和不定時(shí)相結(jié)合的方式對(duì)配合比執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)督檢查。

混凝土攪拌及成型質(zhì)量檢驗(yàn)與控制，對(duì)原材料稱量偏差、砂、石骨料含水量、拌合程序等進(jìn)行檢查；在混凝土攪拌結(jié)束，進(jìn)行混凝土澆筑過(guò)程中，對(duì)混凝土拌合物的坍落度、出機(jī)口溫度、入倉(cāng)溫度等進(jìn)行抽檢，并對(duì)混凝土拌合物的流動(dòng)性、黏聚性和保水性進(jìn)行觀察、記錄。同時(shí)對(duì)施工過(guò)程中使用的混凝土現(xiàn)場(chǎng)取樣制作混凝土試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度、塌落度性能試驗(yàn)。

4.3 金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)電設(shè)備質(zhì)量檢測(cè)與控制

金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)電設(shè)備是本工程的重要組成部分，其制造質(zhì)量和安裝質(zhì)量關(guān)系到本工程的工程效益能否達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，關(guān)系到本工程的運(yùn)行安全。

從鋼板原材環(huán)節(jié)控制本工程金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)電設(shè)備的鋼板原材料質(zhì)量，金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)電設(shè)備共抽檢鋼板原材抽檢鋼材包括閘門、卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)、門式啟閉機(jī)，液壓?jiǎn)㈤]機(jī)活塞桿和液壓式啟閉機(jī)油缸缸體。

生產(chǎn)廠家生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)品質(zhì)量把控十分重要。主要對(duì)平板閘門、弧形閘門和門式啟閉機(jī)的主梁和邊梁上翼緣板對(duì)接焊縫、吊耳焊縫、弧形閘門支臂上端對(duì)接焊縫，閘門面板對(duì)接焊縫、門式啟閉機(jī)卷筒對(duì)接焊縫、門架下橫梁I翼板漸變段進(jìn)行了焊縫超聲波內(nèi)部質(zhì)量抽檢。

在液壓?jiǎn)㈤]機(jī)和液壓泵站過(guò)程控制中，對(duì)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)、液壓泵站和控制柜(模擬信號(hào))聯(lián)機(jī)后的運(yùn)行情況進(jìn)行了抽查。主要檢查液壓?jiǎn)㈤]機(jī)、液壓泵站、控制柜聯(lián)機(jī)后的指令執(zhí)行情況、啟閉機(jī)行程、啟閉機(jī)活塞桿伸縮是否平順無(wú)爬行、活塞桿陶瓷涂層表面是否光滑平整、啟閉機(jī)活塞密封圈保壓漏油情況、液壓泵站和電機(jī)運(yùn)行噪聲等項(xiàng)目進(jìn)行了抽查。

5 總 結(jié)

水庫(kù)工程的質(zhì)量水平直接影響著水庫(kù)工程效益的發(fā)揮和人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，合理布局，統(tǒng)籌安排。

小盤河水庫(kù)主體工程在施工過(guò)程中制定科學(xué)合理的施工措施，投入了足夠的資源；實(shí)施了嚴(yán)格的考核制度并進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底；質(zhì)量保證體系和監(jiān)督體系完善，規(guī)章制度齊全，在工序控制方面從原材料控制到各工序檢查驗(yàn)收?qǐng)?zhí)行正常，質(zhì)量管理體系運(yùn)行有效，工程施工在受控狀態(tài)，通過(guò)各種取樣試驗(yàn)檢測(cè)，質(zhì)量狀況良好，施工過(guò)程控制、中間產(chǎn)品及工程實(shí)體質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。