防止水利堤壩混凝土面板裂縫的有效措施

　【摘 要】水利堤壩是利國利民的百年大計，總結(jié)過去的經(jīng)驗和教訓，科學地分析和研究大壩面板混凝土施工工藝非常必要。實施新的施工工藝和方法，這不僅可以使其具備良好的和易性與流動性，減少單位水泥用量，減輕溫度控制負擔，防止大壩混凝土面板裂縫的發(fā)生，還能夠增強面板混凝土的耐久性。 

　　【關(guān)鍵詞】大壩面板混凝土；施工方案；方法措施 

　　在水利工程中，混凝土面板、趾板及防滲帷幕構(gòu)成了面板堆石壩工程的防滲體系，混凝土面板是面板堆石壩工程防滲重要體系中最為重要的組成部分，混凝土面板施工質(zhì)量，決定著工程建成后能否安全運行。由于大壩面板混凝土經(jīng)常受到風浪沖刷、冰推、冰拔等作用，會對大壩造成重大損傷。結(jié)合不同水利排灌站、水閘、水庫大壩面板混凝土配合比設計，我們對面板混凝土的性能進行了較為系統(tǒng)的試驗研究。此項研究不僅提出了可以使面板混凝土具有坍落度歷時損失小、抗凍耐久性高、強度發(fā)展均恒、干縮變形小、抗拉強度高等諸多優(yōu)良性能的施工配合比及有關(guān)參數(shù)的調(diào)整方法，同時還有高耐久性混凝土施工等關(guān)鍵技術(shù)方案，從而為面板混凝土的最優(yōu)設計奠定了基礎(chǔ)。 

　　一、大壩面板概況 

　　1.混凝土面板基本結(jié)構(gòu)參數(shù)。面板的主要缺陷是自施工期澆筑后隨即會產(chǎn)生裂縫，進入蓄水期及初運行期，原有的部分裂縫在延伸和擴展的同時又產(chǎn)生許多新裂縫。裂縫主要為水平走向，左岸裂縫斜向右下方，右岸裂縫斜向左下方。面板脫空或存在不同程度的脫空。面板破損，經(jīng)現(xiàn)場檢查，局部面板鋼筋出露，水平向鋼筋彎曲、外露。 

　　2.面板施工程序、方法。根據(jù)目前國內(nèi)外面板混凝土施工的先進經(jīng)驗，鋼筋可采用手工電弧焊和閃光對接焊現(xiàn)場綁扎、攪拌車運輸混凝土、溜槽入倉、人工振搗、人工2次收面、無軌滑模跳倉澆筑的施工方案。面板混凝土施工主要包括以下工序：坡面修整、垂直縫砂漿墊及周邊縫瀝青砂墊施工、噴涂乳化瀝青、鋼筋制安、側(cè)模止水安裝、滑模吊裝就位、混凝土澆筑、拆模養(yǎng)護等施工工藝流程。 

　　二、面板混凝土配合比設計 

　　1.原材料的選擇。（1）水泥。水泥為甲方供應材料。由于混凝土有抗凍要求，故水泥宜采用普通水泥，且強度不宜低于32.5MPa�？紤]到與外加劑的相容性，經(jīng)多次試驗，選用了阿克蘇青松牌32.5R普通水泥，并抽檢水泥物理技術(shù)性能。（2）骨料。粗骨料選用庫爾勒鐵路采石場生產(chǎn)的碎石，細骨料選用希尼爾當?shù)厮�洗砂。�?jīng)檢測，堅固性、含粉量、含泥量等各項技術(shù)指標均符合《DL/T5144-2001水工混凝土施工規(guī)范》要求。（3）粉煤灰。經(jīng)比較，其技術(shù)性能檢測結(jié)果滿足GB1596-91中I級粉煤灰的技術(shù)性能要求。（4）外加劑。選用凱迪KDNOF-1高效減水劑，摻量為膠凝材料用量的0.5‰-1.0%，減水率達18‰-30%。引氣劑選用山西省城南化工廠的引氣劑，摻量為水泥質(zhì)量的0.005%-0.015%，減水10%左右，保水性顯著提高，坍落度損失較小，抗凍融性能可提高1-2倍，抗?jié)B等級可達W10以上。經(jīng)試驗，選用的外加劑與水泥有良好的相容性。（5）水。拌和、養(yǎng)護用水均采用現(xiàn)場井水，且經(jīng)檢測滿足規(guī)范要求。 

　　2.面板混凝土配制過程。按強度要求確定水灰比，按抗?jié)B等級來確定水灰比，按抗凍等級來確定水灰比，按不同的要求確定水灰比。初步確定單位用水量，根據(jù)二級配混凝土的粗骨料最大粒徑為40mm，坍落度設計值為4-6cm，在摻用外加劑的情況下，由經(jīng)驗初步確定單位用水量為121kg/m?.初步確定合理砂率，由于混凝土粗骨料的最大粒徑為40mm，水膠比為0.3，摻用AE-B型引氣劑，砂率取值為34%。確定膠凝材料用量，本混凝土中的膠凝材料是水泥和粉煤灰，這時的水灰比即為水膠比。由確定的水膠比、單位用水量即可求得膠凝材料的總用量。計算砂、石用量，根據(jù)確定的混凝土配合比參數(shù)，采用絕對體積法計算出砂、石用量。 

　　三、面板混凝土澆筑與養(yǎng)護措施 

　　1.面板混凝土澆筑�；炷�土水平運輸采用6立方米攪拌車，垂直運輸采用溜槽沿上游壩坡進入混凝土澆筑倉面，運輸?shù)缆防�用左岸高線和中線公路，一期運距約3.0km，二期運距約2.Okm。為減小混凝士坍落度損失，要求攪拌車在運輸途中盡量縮短運輸時間。根據(jù)混凝土運輸、入倉、布料、振搗等要求，在每塊面板上布置兩道溜槽，用保溫被對溜槽遮陽覆蓋。每塊面板澆筑時先用同等水灰比水泥漿濕潤溜槽，然后用1-2m?同標號砂漿包圍周邊縫的銅止水及老混凝土面，以防混凝土沿溜槽下滑時飛濺的石子集中在周邊縫或老混凝土面附近�；�模提升后由人工分兩次抹面壓光，第一次安排在模板提升后由人工直接在抹百平臺架上進行，主要是消除出模混凝土表面的汽泡和水泡；第二次安排在混凝土初凝前由人工在二次收面架上進行（二次收面架由滑模兩側(cè)的可調(diào)鋼繩連接，天氣變化對二次抹面的影響可用調(diào)節(jié)鋼絲繩長短來控制），主要是減少混凝土的干縮裂縫。 

　　2.混凝土養(yǎng)護。滑模后部掛十五到二十米長彩條塑料布，覆蓋剛出模的混凝土，混凝土終凝后及時覆蓋機紡布，并人工灑水養(yǎng)護。機紡布用竹片固定在面板上（面板上預埋鉛絲），每一塊面板混凝土澆筑結(jié)束后，在壩頂順壩軸線布置花管灑水養(yǎng)護，保證機紡布濕潤，避免出現(xiàn)干濕交替現(xiàn)象。 

　　3.面板施工防雨防高溫措施。在澆筑過程中若突遇大雨，則立即停止?jié)仓�，將溜槽出口移到倉外，并加強對兩側(cè)銅止水部位的防護，以防止雨水沿銅止水高速沖至混凝土澆筑面，造成水泥砂漿流失。雨小或雨停后必需及時排除倉內(nèi)積水并清除被雨水沖刷過的混凝土，然后加鋪同標號砂漿后繼續(xù)澆筑，同時減小混凝土入倉坍落度。而在中午氣溫較高的時段，則采取加強倉面擠壓邊墻灑水、噴霧機倉面噴霧降溫、縮短混凝土運輸時間等措施。 

　　四、確保面板混凝土質(zhì)量的具體措施 

　　加強質(zhì)量控制對確�；炷�土澆筑質(zhì)量顯得尤為重要。 

　　1.控制混凝土拌和物質(zhì)量。澆筑前嚴格根據(jù)試驗室開具的配料單配料，試驗室每班按照要求進行骨料的含水量、超遜徑等檢測，根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整施工配合比，拌和站嚴格根據(jù)試驗室開具的施工配合比進行配料拌和。拌和時嚴格按照投料順序下料，保證攪拌時間，確保拌和物質(zhì)量，試驗室適時檢測出機口坍落度、含氣量及出機口溫度等指標，不合格的拌和物作棄料處理。 

　　2.控制混凝土運輸、入倉及澆筑質(zhì)量。為確�；炷�土運輸過程中不離析、不泌水，避免運輸時間長造成水分蒸發(fā)過快、流動性降低而無法流入倉面，采用了6m?混凝土攪拌運輸車運輸。由于壩坡面較長，最大倉面長約40m，混凝土進入溜槽后，人工配合溜槽盡快將混凝土送入澆筑面，避免在入倉時水分蒸發(fā)過快而損失流動性。入倉后及時振搗密實，并控制滑升速度，每次滑升不超過30cm，每小時滑升不超過4m。 

　　3.控制混凝土澆筑溫度。 

　　4.加強混凝土養(yǎng)護措施。施工現(xiàn)場確保倉面養(yǎng)護持續(xù)微噴，保證養(yǎng)護面始終濕潤。 

　　綜上所述，大壩面板施工工序繁多，工藝復雜，各工序之間環(huán)環(huán)相扣，只有對大壩面板施工工序嚴格控制，才能加快施工進度，減少面板裂縫的發(fā)生，確保面板施工的順利安全進行。