水利工程中水下混凝土的施工要点

李铭杰

（新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局，新疆乌鲁木齐830000）



水利工程中水下混凝土的施工要点

李铭杰

（新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局，新疆乌鲁木齐830000）

摘要：水利工程施工中难点之一为水下混凝土工程，其直接关系到工程整体质量。笔者结合工程实践经验，针对水利工程中水下混凝土工程的施工展开探讨，总结出切实可行的施工技术措施，为同行提供参考借鉴。

关键词：水利工程；水下混凝土；混凝土浇筑

水下混凝土施工要求混凝土具有流动性、自压实性以及粘聚性。为了满足这些要求，可以通过加入拌合料的水泥含量以及含水量来改善混凝土的和易性，同时通过在混凝土中加入适量的充填料，增加其粘聚性。

1　工程实例

某工程大型2级拦河坝工程。该工程上水库堆石坝采用的是粘土心墙砂砾石坝。坝体的总长度为1900m，高度为73.95m。根据设计要求，需要对该坝体进行灌浆填充处理。

工程所处的施工现场的整个围堰为土石混合体，下部为岸滩基岩。在基岩的内部存在着较多的裂缝，这会成为水流渗透的通道，主要的渗水部分是位于作用面下3m的地方。针对裂缝渗流的问题，该工程决定采用钻孔高压喷射灌浆施工技术进行处理。首先在坝顶布置两排填充灌浆孔，孔距和排距均为3m。

2　水下混凝土施工技术

2.1施工准备

针对地基以上的覆盖层通常采取抓斗挖掘，或者采取疏浚方式来清除，对于薄层淤泥和粉土由潜水员采用高压水枪和气动提升器清除。对于工程施工过程中沉积下来的淤泥或者粉土等同样也采用抓斗来清除。

从以往施工经验来看，对于水下混凝土施工，其清基问题相对地面浇筑混凝土时显得更为重要，必须在浇筑混凝土前仔细检查清基面。另外，在水下浇筑混凝土时，对于未凝固的混凝土表面应当防止水流流过，以免混凝土中水泥被带走。

表1　配料数量允许偏差

2.2混凝土浇筑施工

根据骨料形状和大小的不同，导管管径常采用150～230mm。若骨料粒径为40mm的圆形骨料，该工程采用直径为200mm导管。管段的长度通常为1m、2m、4m不等，可以快速拆卸，并有防水接缝。混凝土受料斗的容积至少应不小于整根导管的容积。

在浇筑混凝土之前，应在作业区内架设好导管，将导管的底端安放在槽孔底部，并在导管的顶部放入一个能浮起的管塞，然后再将混凝土拌和料注入管内。此时管塞在混凝土重量的作用下在管内向下移动，将管内泥浆排出。导管混凝土浇筑作业能否取得成功与作业开始时管塞是否有效、导管管底是否始终适当地埋入已浇的混凝土内，以及在导管内保持一个合适的混凝土柱高度等因素均有关系。

导管通过采用分节或者是连续的管子组成，上部带有供料斗，位于水面以上，下端则插入新浇的混凝土内，随着混凝土浇入供料斗，导管中则充满了混凝土，在整个混凝土浇筑施工中，导管的管底均要求保持在新浇筑的混凝土表面以下。

采取导管法浇筑混凝土时，导管间距为2～3m，依次注满各管后，因此整个浇筑范围底郎的混凝土面将会逐步上升，在浇筑过程中导管采取台架支承，而且导管不应产生侧向移动，采用起重机可将导管迅速提升和下落。尤其是对于重要工程施工时，更应当确保混凝土连续供应，因此要考虑备用设备。

对于采用预拌混凝土时，同样需要确保连续供应。拌合料的供应强度必须保证混凝土面的最小上升速度为0.3～0.5m/h。对于工程实施时，为了便于施工操作，该工程采用水泥含量较高的混凝土，其水泥含量不小于350kg/m3，其坍落度不得小于150mm。

在进行水下混凝土浇筑施工作业时，一般应尽可能对拌合料不扰功或少扰动而将其浇筑至最终位置。因此应当要求混凝土拌合料不需要借助其他措施即可流至所需的浇筑地点。针对于结构断面较小情况者则可以适当减小混凝土拌合物的坍落度。鉴于混凝土中拌和用水量多，故水泥浆皮或泥浆增多，在新浇混凝土之前，必须将这些泥皮或泥浆清除。

在施工时应当采取连续浇筑方式，从而避免出现施工缝。从以往工程实践来看，对于水下混凝土浇筑可以采取如下方法：袋装、水底敞口料斗、导管法或者混凝土泵、粗骨料灌浆。从上述浇筑混凝土施工实施效果来看，导管法浇筑水下大体积混凝土施工是较为有效的施工方法之一。

混凝土的浇筑速度可以用提升或下降导管的方法来改变，提升导管时混凝土供料量增加，下降导管时混凝土供料量减少或停止，但任何时候不应将导管的管底提出混凝土面。若管内混凝土从已浇混凝土外则流出，并有水进入导管内，则应停止浇筑，待混凝土凝固后，清除其表面不合格混凝土，再重新开始水下混凝土浇筑施工。

2.3钢筋的使用

对于水下混凝土应避免使用钢筋。若必需使用钢筋，则应采用大断面钢筋，且其间距要大，不致妨碍混凝土的浇筑。钢筋应绑扎或焊接成钢筋笼，按实际情况组成一个单元体然后下设到位。包裹在钢筋外的混凝土应当浇筑密实，而且确保混凝土保护层不小于80mm，若大于80mm则更为合宜。

图1　导管法浇筑水下混凝土

3　水下混凝土施工质量控制技术

鉴于水下混凝土施工质量对于工程总体质量起着关键作用，为了能有效地确保水下混凝土的灌注质量，笔者结合以往的工程实践经验，总结出水下混凝土施工质量控制技术要点如下。

（1）导管接驳完毕后，将混凝土隔水栓吊放在临近泥浆面的位置，导管底端到孔底的距离控制在0.40m左右，以便能顺利排出混凝土隔水栓。浇筑混凝土前应当确保料斗内的混凝土量足够连续浇筑施工，以便当混凝土隔水栓被挤出导管后能将导管底端埋入水下混凝土中。为了能有效确保混凝土浇筑强度，应当保证混凝土浇筑的上升速度＞2h/m，并且使灌注混凝土时间间隔≤1h。

（2）混凝土浇筑过程中应当密切测量导管埋深，适时提升或拆卸导管，确保导管底端埋入混凝土面以下2～6m，并填写水下混凝土灌注记录表。整个槽段内的混凝土面应均匀上升，高低差不应大于1m，防止混凝土内夹杂泥浆。提升导管时避免碰挂钢筋网。当混凝土面上升到钢筋网网底以上3～4m，再提升导管，使导管底端高于钢筋网底端，以防钢筋网上浮。

（3）在混凝土拌制阶段尤其要控制好各种原材料的质量，确保所需要的混凝土配合比，严格原材料的配料计量，防止混凝土强度不足或强度不均匀，强度离差大。运输混凝土到施工现场时，应当要排净滚筒中多余洗润水，并且运输过程不得随意增加水。为保证水下混凝土的均质性，搅拌运输车在卸料前应先高速运转20～30s，坍落度必须达到180～220mm，然后反转卸料。对

于已浇筑好的混凝土应按规范要求取样检验，做好混凝土的浇注记录和养护记录。

参考文献

［1］邢轲尧.水利工程中水下混凝土的施工要点探析［J］.科技创新与应用，2013（04）：26-29.

［2］吕国梁.水利工程水下混凝土施工技术分析［J］.黑龙江科技信息，2009（08）：111-112.

［3］张春华.解析大坝水下混凝土心墙工程施工［J］.科技资讯，2011（04）：35-36.

中图分类号：TV54

文献标识码：B

文章编号：1008-1305（2016）01-0103-02

DOI：10.3969 /j.issn.1008-1305.2016.01.035

收稿日期：2014-11-10

作者简介：李铭杰（1984年—），男，工程师。