水利水電工程大壩混凝土施工質(zhì)量問題及解決方法

梅淑霞

(寶雞市渭濱區(qū)水利水保工作站，陜西 寶雞 721006)

0 引 言

混凝土施工技術(shù)對于我國水利水電工程事業(yè)來說，是關(guān)鍵一環(huán)和重中之重，其施工質(zhì)量也直接影響著水利水電工程的使用年限，直接威脅著工程下游人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，因此，及時(shí)發(fā)現(xiàn)混凝土施工作業(yè)中的問題和尋找解決方法，顯得尤為重要，因此，文章主要討論水利水電工程大壩混凝土施工質(zhì)量問題及解決方法。

1 水利大壩工程混凝土施工常見質(zhì)量問題

1.1 混凝土水化熱產(chǎn)生的裂縫

在水利水電工程中，混凝土結(jié)構(gòu)極易產(chǎn)生裂縫，究其原因，主要有以下6種[1]。①在進(jìn)行混凝土的澆筑作業(yè)時(shí)，出現(xiàn)水化反應(yīng)，尤其是大體積混凝土，發(fā)生水化時(shí)會出現(xiàn)大量的水化熱，從而導(dǎo)致混凝土內(nèi)部和表面出現(xiàn)較大溫差，導(dǎo)致混凝土發(fā)生畸變而出現(xiàn)裂縫；②混凝土澆筑后硬化過程會發(fā)生體積變化，體積收縮便導(dǎo)致組件變形而裂縫；③混凝土遇水后，會進(jìn)行一系列化學(xué)反應(yīng)，堿性物質(zhì)與氧化硅進(jìn)行反應(yīng)，并吸收水分導(dǎo)致體積增大，從而導(dǎo)致裂縫；④混凝土?xí)l(fā)生蒸發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部水熱化，使得混凝土塑性收縮而產(chǎn)生裂縫；⑤混凝土大壩澆筑后，由于各個(gè)部位結(jié)構(gòu)不均勻而產(chǎn)生局部塌陷，導(dǎo)致拉扯裂縫；⑥由于混凝土密實(shí)性欠佳，空氣中的氧氣會進(jìn)入混凝土中與鋼筋發(fā)生反應(yīng)，鋼筋銹蝕而導(dǎo)致體積增大，對混凝土進(jìn)行擠壓，從而出現(xiàn)裂縫。以上6點(diǎn)是混凝土施工質(zhì)量問題中發(fā)生裂縫的主要原因，當(dāng)然，并非每一種情況都一定會出現(xiàn)，下面，筆者詳細(xì)分析兩種混凝土澆筑中出現(xiàn)裂縫最常見的影響因素。

1)受澆筑材料、工藝影響產(chǎn)生的裂縫問題。

混凝土產(chǎn)生裂縫最主要的問題，其實(shí)還是水化熱問題。在澆筑水利水電大壩 混凝土?xí)r，水泥會進(jìn)行水化反應(yīng)，從而出現(xiàn)水化熱，并隨溫度的持續(xù)下降，熱量從混凝土內(nèi)部持續(xù)向外散發(fā)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外出現(xiàn)溫度懸殊過大，這種溫差又促使混凝土體積不斷增加，而混凝土本身并不是可以拉伸的材料，因此，這種體積變化就導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。并且，混凝土澆筑后，也并非能夠?qū)ζ溥M(jìn)行降溫處理，若盲目進(jìn)行降溫，處于更高溫度值的混凝土?xí)l(fā)生收縮，尤其是大體積混凝土，還容易導(dǎo)致貫穿裂縫，從而產(chǎn)生深層的裂縫。因此，這種裂縫問題，本身就是材料和施工工藝引起的?；炷翝仓囟扰c時(shí)間關(guān)系變化圖，見圖1。

圖2 混凝土澆筑溫度與時(shí)間關(guān)系變化圖

2)受澆筑環(huán)境影響產(chǎn)生的裂縫問題。

當(dāng)然，除受到材料的影響外，澆筑混凝土?xí)r的氣溫氣候等外部環(huán)境，同樣會對其產(chǎn)生影響。實(shí)際上，外部溫度對水利水電工程的施工會帶來較大的安全隱患，水利水電工程通常處于雨水充沛的區(qū)域，這種濕熱的環(huán)境容易受到氣溫的變化而變化，當(dāng)突然降溫的情況發(fā)生，混凝土內(nèi)部的熱量會急劇向外散發(fā)，導(dǎo)致混凝度內(nèi)部和外部形成巨大的溫差，如若沒有對已經(jīng)澆筑的混凝土進(jìn)行科學(xué)的保養(yǎng)維護(hù)，則必然會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，從而為工程帶來巨大的質(zhì)量問題和安全隱患。

1.2 混凝土澆筑壩排氣管道系統(tǒng)易出現(xiàn)的問題

麻面問題是混凝土澆筑中排氣管道易出現(xiàn)的問題，這種問題產(chǎn)生的主要原因是振搗不夠密實(shí)。在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，混凝土中的氣泡沒有完全排出而停留在內(nèi)部，從而導(dǎo)致麻面。另一方面，水泥砂漿無法均勻填充、模板粗糙、濕潤度不足、模板接縫大等均會導(dǎo)致麻面問題的產(chǎn)生[3]。

2 水利大壩工程混凝土施工常見質(zhì)量問題解決方法

2.1 混凝土裂縫問題解決措施

前文已述，通過降溫措施去解決混凝土發(fā)生裂縫問題是不科學(xué)的，因此，主要的措施還是得通過材料和施工工藝去解決。

1)選擇性能良好的水泥。

為避免混凝土內(nèi)部溫度過高，在選擇水泥時(shí)，應(yīng)采用中低熱的水泥。目前市面上適合水利水電工程施工的水泥主要有低熱微膨脹水泥、酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥以及火山灰質(zhì)硅等。其中，硅酸鹽水泥擁有最小的收縮值，并且澆筑成型后強(qiáng)度很高，不易發(fā)生畸變，因此，是最適合用于水利水電大壩混凝土施工的水泥。硅酸鹽水泥幾種礦物名稱特性，見表1。

表1 硅酸鹽水泥幾種礦物名稱特性

2)選擇良好的施工工藝。

在滿足施工標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，降低混凝土的水灰比，減輕水泥的摻和量是一種較為良好的施工工藝。

這種工藝需要滿足3個(gè)條件。①需加用一定比例的添加劑。通常情況下的水灰比不高于0.6[4]，為使得數(shù)值降低，向混凝土中添加一部分專用添加劑，例如塑化劑和高效減水劑則有利于減少對水泥的使用，從而在一定程度上降低水化熱出現(xiàn)的概率。②為進(jìn)一步降低水泥的使用量，在進(jìn)行混凝土攪拌時(shí)，可加入一定比例的粉煤在充當(dāng)水泥，從而將骨料的配比率發(fā)生改變，進(jìn)一步避免過高的水灰比。③在混凝土攪拌工藝方面，可以運(yùn)用更加先進(jìn)的攪拌工藝，比如運(yùn)用較多的“二次風(fēng)冷”攪拌工藝。這種工藝可以提升混凝土攪拌的流動性，并通過延緩混凝土散熱，從而降低水化熱現(xiàn)象發(fā)生。另外，還可以采用冰塊技術(shù)，也能改善混凝土施工時(shí)熱量的產(chǎn)生，從而最大程度上避免水化熱的產(chǎn)生。

2.2 混凝土澆筑壩排氣管道系統(tǒng)問題解決措施

1)澆筑壩段出現(xiàn)串區(qū)和外漏問題的解決措施。

在水利水電施工中，壩體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在施工過程中會因?yàn)橘|(zhì)量控制等因素出現(xiàn)串區(qū)和外漏的問題[5]。因此，保證混凝土澆筑順序是避免這種問題的有效手段。

除此之外，在相鄰的兩個(gè)相串壩段間，應(yīng)該從低壩到高壩間采用一泵兩區(qū)向并聯(lián)的施工工藝，有順序的進(jìn)行混凝土澆筑，這種澆筑方式可以有效避免混凝土澆筑帶的縫隙間因只有一道止?jié){裝置而出現(xiàn)漏漿的問題產(chǎn)生，同時(shí)也可以避免因混凝土搗鼓不密實(shí)而出現(xiàn)的止?jié){裝置失效的問題。

2)采用倒壓水處理方法處理管道。

如果能夠滿足可以打孔的排氣管道系統(tǒng)，則能夠采取打孔排氣的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，如果不具備打孔的條件，則可以在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，在相鄰的壩段之間采用倒壓水的方式對排氣管道進(jìn)行處理。

2.3 提升混凝土澆筑壩施工管理方法

在水利工程這樣的綜合性項(xiàng)目施工過程中，容易出現(xiàn)管理混亂的問題。比如設(shè)計(jì)規(guī)劃管理、材料管理、施工驗(yàn)收管理等多個(gè)方面。施工材料的質(zhì)量會直接影響混凝土的質(zhì)量，因此，在材料采購過程中，應(yīng)抽檢樣品，從源頭把控質(zhì)量。完善的管理制度能夠使得施工循循漸進(jìn)，保證質(zhì)量、安全、效率同步提升，因此應(yīng)建立好監(jiān)理制度、安全管理制度等[6]。

3 結(jié) 論

在水利水電工程大壩混凝土施工的過程中，裂縫問題和排氣管道系統(tǒng)問題是最容易出現(xiàn)的安全隱患問題，裂縫問題主要是通過施工材料的選擇和施工工藝的更新來解決，而排氣管道系統(tǒng)問題則需主要預(yù)防串區(qū)、外漏的問題發(fā)生，可采用改變混凝土澆筑順序和倒壓水的方式來處理，同時(shí)，在水利水電工程中，完善施工管理的各項(xiàng)措施也是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵所在。