高寒氣候條件下水電站混凝土外觀質(zhì)量控制探究

李朝暉

（中國水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司，陜西 西安 710016）

1 工程概況

某水電站位于新疆伊犁哈薩克自治州的喀什河中游峽谷，樞紐由發(fā)電廠房、發(fā)電引水建筑物、砼面板堆石壩、表孔溢洪洞以及深孔泄洪洞等建筑物組成?；炷撩姘鍓问抢煤訛惩拱叮ㄓ野叮﹣聿贾眯购楹桶l(fā)電引水系統(tǒng)，而壩線則位于河道轉(zhuǎn)彎處。水庫為不完全多年調(diào)節(jié)水庫，總庫容2.07 億m3，導(dǎo)流、泄洪和發(fā)電引水系統(tǒng)均布置在右岸，發(fā)電引水洞采用“一洞三機”的布置方式，由引渠、進(jìn)水口閘井、上平洞段、斜井段、下平洞段及岔管段組成。水電站廠房采用地面廠房，位于河道右岸，主廠房內(nèi)安裝3 臺單機容量為45MW 的水輪發(fā)電機組，總裝機容量為135MW，多年平均年發(fā)電量7.6億kW·h。

工程所在地屬于典型的高寒氣候，氣象資料顯示，多年平均降雨量300mm，多年平均蒸發(fā)量1715mm，年最低氣溫-40.4℃，年平均最大風(fēng)速40.0m/s。電站所在地的氣候特點是晝夜溫差大、降雨量少，氣候干旱。這種氣候類型對混凝土施工的影響非常大，所以把控混凝土的施工質(zhì)量是工程施工的技術(shù)難點問題，也是保證工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。針對以上特殊氣候，項目部采取了一系列有效的措施，取得了比較好的效果，有效保證了混凝土的外觀質(zhì)量。

2 混凝土外觀質(zhì)量控制的具體做法

2.1 建立健全質(zhì)量管理制度

（1）建立質(zhì)量管理組織機構(gòu)。以項目經(jīng)理為第一責(zé)任人，圍繞總工開展技術(shù)管理工作，配合生產(chǎn)經(jīng)理強化執(zhí)行力度，將項目管理層納入組織機構(gòu)，參與質(zhì)量管理，為質(zhì)量管理提供強有力的領(lǐng)導(dǎo)保障體系。

（2）成立質(zhì)量管理部門。配備技術(shù)過硬的部門主任，依據(jù)質(zhì)量管理體系，建立健全質(zhì)量管理規(guī)章制度，編制質(zhì)量管理措施，組織開展質(zhì)量培訓(xùn)教育，在日常工作中按制度措施進(jìn)行質(zhì)量管理，做到有法可依，執(zhí)法必嚴(yán)。

（3）嚴(yán)格質(zhì)量會議制度。每周組織召開質(zhì)量會議，由質(zhì)量管理部點評質(zhì)量管理工作中的亮點與缺點，提出表揚與批評。組織參會人員展開討論，制定切實可行的整改措施，責(zé)任落實到人。

（4）強化質(zhì)量檢查跟蹤制度。嚴(yán)格按照“三檢制”進(jìn)行過程控制，現(xiàn)場施工人員全面細(xì)致檢查，質(zhì)檢人員跟蹤問題部位整改落實，做到全面覆蓋，不留隱患。

（5）嚴(yán)肅質(zhì)量管理獎懲辦法。在日常質(zhì)量管理工作中，對于工作表現(xiàn)突出的人員給予獎勵，對于質(zhì)量意識淡薄、問題不斷的人員給予處罰，做到有付出就有回報，并將其作為個人績效考核成績歸入職工檔案。

2.2 加強原材料的質(zhì)量控制

水電工程普遍采用自建拌合站拌制混凝土，因此必須首先加強各種原材料的質(zhì)量控制。根據(jù)施工工藝和倉位特性的要求，試驗優(yōu)化施工配合比和確定攪拌時間，拌制滿足現(xiàn)場施工需要的優(yōu)質(zhì)混凝土，是保證混凝土外觀質(zhì)量的首要工作。

（1）設(shè)備物資部對各種原材料廠家進(jìn)行考察、評價。原材料進(jìn)場后，物資部門按規(guī)定的批量進(jìn)行取樣并索要質(zhì)量證明文件（檢測報告和合格證）及樣品一同交試驗室檢驗。

（2）水泥應(yīng)按規(guī)范要求逐批檢驗。如果不能確定該水泥是否為同批水泥時，每進(jìn)廠一次應(yīng)檢驗一次。每次必須檢驗其安定性、凝結(jié)時間和強度指標(biāo)，合格后方可使用。砂、石骨料質(zhì)量應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定，進(jìn)場砂、石應(yīng)附有檢驗報告，并至少每半年提供一次由行業(yè)主管部門認(rèn)可的檢驗單位出具的抽樣檢驗報告。冬季拌制混凝土所采用的砂、石應(yīng)清潔，不得含有冰、雪、凍塊及其他宜凍裂物質(zhì)。當(dāng)使用不同廠家、不同型號以及不同品種的外加劑復(fù)合時，應(yīng)當(dāng)熟悉了解其相容性以及對混凝土性能可能產(chǎn)生的影響，使用前應(yīng)進(jìn)行試驗，滿足要求方可使用。冬季拌合用水，水加熱溫度必須符合《建筑工程冬期施工規(guī)程》（JGJ/T 104）規(guī)定，加熱水使用的水箱給予保溫。對拌合水加熱要求水溫準(zhǔn)確，有足夠的熱水量，保證先后用水溫度一致。

（3）優(yōu)化施工配合比。良好的施工性能，是確?；炷潦┕べ|(zhì)量的重要方面。通過優(yōu)化混凝土配合比，試驗出和易性、抗分離性、均勻性好的混凝土配合比，就可以減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。電站廠房為單臺機組設(shè)計，倉位少，工期緊，混凝土入倉采用溜槽配串桶的傳統(tǒng)工藝，混凝土選用泵送混凝土。為了縮短拆模時間和保證混凝土外觀質(zhì)量，項目部在水泥用量、含砂率、塌落度上進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整。水泥用量比通常情況略為加大一點，但是，在混凝土攪拌過程中，絕對不允許通過增加用水量，即隨意增加坍落度，從而加大水泥用量。在砂含率滿足骨料級配要求的情況下，為了使混凝土達(dá)到均勻致密的質(zhì)量并充分改善混凝土拌和物的和易性，與通常情況下混凝土中細(xì)骨料最佳含量相比，可以略微增加細(xì)骨料含量。將泵送混凝土塌落度由12 ～16cm，調(diào)整為11 ～14cm，增大混凝土拌和物粘稠度。此外，混凝土攪拌運送過程中，要按照上下限限差嚴(yán)格控制混凝土坍落度波動，從而使混凝土的塑性穩(wěn)定性得到保障。

（4）嚴(yán)格控制攪拌時間。電站采用1.0m3強制式拌合機，混凝土拌合時間經(jīng)過多次實驗測定，最終確定了拌合時間為2.5min，嚴(yán)格對拌和過程進(jìn)行控制，達(dá)到消除水泥砂漿分布不均現(xiàn)象的目的，從而保證混凝土外觀色澤的一致。

2.3 優(yōu)化模板制作安裝工序

電站廠房與房屋建筑有很多相似之處，也包含了大量的板梁柱結(jié)構(gòu)，不同之處就是板梁柱結(jié)構(gòu)尺寸比較大，所有墻體均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，孔洞和埋件數(shù)量大，各功能層的結(jié)構(gòu)形狀各不相同，采用的混凝土都是清水混凝土。因而，針對模板的制作和安裝，需要提出更高的要求。

（1）模板制作。考慮到電站廠房復(fù)雜的外形結(jié)構(gòu)，不同部位需要選用不同模板，并且盡量設(shè)計成大塊模板，從而更好地體現(xiàn)清水效果；尾水閘墩端頭模板選用定型圓弧鋼模板，易于安裝，弧度精確。板梁柱模板選用1.2cm的竹膠板，整片制作，易于加固，板面光潔平整。大面積墻體選用6015 大塊鋼模板，拼裝快速，板間縫少。

（2）模板安裝。在模板安裝時，要保證位置和幾何尺寸正確，并且嚴(yán)密、牢固，從而避免澆注時發(fā)生跑漿和脹?，F(xiàn)象，嚴(yán)格控制模板安裝的各個環(huán)節(jié)：第一，挑選合格的模板，確保支撐有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，淘汰損壞和變形的模板。第二，打磨清理每塊模板，現(xiàn)場質(zhì)檢人員驗收合格后方可使用。第三，均勻涂刷脫模劑，脫模劑采用新機油與柴油按3 ∶7 的比例配制。嚴(yán)禁隨意更改比例和使用廢機油。第四，模板縫間粘貼雙面膠帶，防止漏漿。第五，鋼模板用環(huán)形扣聯(lián)接，環(huán)形扣數(shù)量不得隨意減少。第六，模板加固要求所有圍囹采用雙鋼管，并且橫圍囹間距不能大于1.0m，豎圍囹間距不能大于0.75m。

2.4 認(rèn)真規(guī)范地進(jìn)行混凝土鋪料振搗

混凝土的鋪料振搗是出成果的關(guān)鍵階段，在這個階段若操作不當(dāng)，最易出現(xiàn)蜂窩、麻面、狗洞。而鋪料方法、振搗器選擇、振搗人員水平，是澆筑過程中影響混凝土外觀質(zhì)量的三個主要因素。

（1）鋪料方法。電站廠房主體混凝土采用溜槽配合串桶入倉，框架柱混凝土采用塔機入倉，均為泵送混凝土配合比，澆筑速度快，層間間歇時間短，所以混凝土鋪料方法采用分層順序連續(xù)鋪料，自由傾落高度不不超過2m，逐層鋪料，逐層振搗。

（2）振搗器。根據(jù)倉面大小，配置合適的振搗器。梁柱由于鋼筋密集，空間狹小，選用φ50 振搗器振搗。板層由于混凝土厚度小，面積大，選用平板振搗器振搗。大體積混凝土厚度大，面積大，選用φ100 振搗器振搗。

（3）振搗人員。選擇有振搗經(jīng)驗的專業(yè)人員組成振搗班組，進(jìn)行崗前技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)交底，按照振搗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)操作，施工過程中淘汰責(zé)任心不強的振搗施工人員，強化班組力量。為防止漏振和過振，必須控制好振搗間距、速度及時間。

2.5 加強混凝土拆模和養(yǎng)護(hù)工作

（1）拆模時間和方法。電站廠房混凝土梁板柱混凝土標(biāo)號C25,基礎(chǔ)和墻體混凝土標(biāo)號C20，施工時段集中在4—8 月，該時段平均氣溫25℃。基礎(chǔ)和墻體在24h后即可拆除模板，梁板柱要求強度達(dá)到75%時方可拆除模板，實驗測定C25 混凝土7d 即可達(dá)到75%強度。嚴(yán)格遵守從上而下的原則進(jìn)行拆除，嚴(yán)禁使用撬杠等其他利器從中間強行拆除，劃傷混凝土表面。

（2）混凝土養(yǎng)護(hù)。拆除模板后，應(yīng)及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以減少混凝土表面的色差、收縮裂縫等現(xiàn)象?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)應(yīng)從混凝土的初凝后開始，并且養(yǎng)護(hù)應(yīng)使用潔凈水，養(yǎng)護(hù)所用的覆蓋層不得掉色，以防止養(yǎng)護(hù)過程中污染混凝土的表面顏色。要控制好灑水養(yǎng)護(hù)時的水溫，使表面溫度與混凝土內(nèi)部溫度之間的溫差不超過20℃，以免因混凝土內(nèi)部和外部溫差大而引起溫度裂縫。在頂面灑水之前，應(yīng)將混凝土結(jié)構(gòu)的側(cè)面和底面充分潤濕。由于水在混凝土頂面上的蒸發(fā)，會析出一定量的堿和外加劑，灑水時會被沖掉。如果側(cè)面和底面混凝土干燥，則從頂部表面流下的水會滲入，從而污染側(cè)面和底部混凝土的外觀。對于不能保水養(yǎng)護(hù)的部位，應(yīng)當(dāng)采用養(yǎng)護(hù)劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，或拆除模板后在混凝土表面直接噴涂保護(hù)膜，既可免去養(yǎng)護(hù)，又能提高混凝土的視覺效果和耐久性。在砼初凝后采用覆蓋毛布的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，正常氣溫下的養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)不少于7d，而在冬季施工，則養(yǎng)護(hù)時間不少于14d。

2.6 重視混凝土表面修復(fù)工作

為了確保澆筑后的混凝土色澤自然光潔、線條平順優(yōu)美，對原材料、配合比設(shè)計、模板加工到混凝土施工的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，但是由于施工過程中存在諸多不可預(yù)見的因素，任何環(huán)節(jié)的失誤都將直接影響混凝土的外觀質(zhì)量，導(dǎo)致出現(xiàn)色差、氣泡、砂痕、毛細(xì)裂縫以及麻面等現(xiàn)象。因此，有必要通過細(xì)致地修復(fù)外觀缺陷來恢復(fù)澆鑄混凝土的自然美。在修補過程中，應(yīng)當(dāng)配置與混凝土漿體顏色相同的修補漿并均勻地涂在混凝土表面上。如有必要，應(yīng)將適量的建筑膠摻入漿體中以增加粘結(jié)力，并充分利用混凝土前期強度發(fā)展過程中的水化加熱過程進(jìn)行養(yǎng)生，以便將修補漿體和混凝土主體部分結(jié)合為整體，以達(dá)到色澤一致的效果。

3 結(jié)束語

通過各種有效的措施，保證了在新疆特殊氣候條件下的電站混凝土施工質(zhì)量，外觀色澤均勻、平整光潔、氣泡分散，得到建設(shè)方和監(jiān)理方一致好評，受到兄弟單位的觀摩學(xué)習(xí)，并被確定為業(yè)主上級公司公司的標(biāo)桿項目參加集團(tuán)全國范圍內(nèi)的“對口”競賽。本項目在混凝土外觀質(zhì)量控制方面為其他工程提供了參考。