船闸大体积实心闸墙混凝土施工质量控制

蔡微灿

【摘要】本文结合钱塘江中上游衢江（金华段）航运开发游埠船闸工程实例，针对混凝土外观质量及裂缝控制，通过混凝土原材料控制，施工技术措施及管理措施等方面的实施，提出了闸墙混凝土的施工质量控制要点，并指导后续施工。

【关键词】大体积；闸墙；混凝土；施工控制

1、工程概况

钱塘江中上游衢江（金华段）航运开发游埠船闸按四级航道标准设计，船闸由上、下闸首、闸室及上下游引航道等组成，总长为1458米，船闸结构及水深满足1000吨级船舶通航要求。船闸主要工程结构形式如下：船闸采用整体坞式结构，上闸首平面尺度为38× 42.5m，下闸首平面尺度为30×42.5m，闸室结构有效尺寸为280×23×4米；船闸上、下游引航道直线长度均为450m，通航净空高度不小于7米。

其中闸室采用钢筋混凝土整体坞室结构，闸室有效长度为280m，每15m设置结构段，实心闸墙高度12m，宽度3m，分层分段进行混凝土浇筑，混凝土浇筑采用吊罐法，共需完成砼浇筑约2万m3，根据高度及结构特点分为3层，第一层为底部倒角，高度为2m，第二层和顶层浇筑高度均为5m，一次性浇筑。

2、混凝土原材料控制

2.1原材料选择

水泥：南方诸葛P.O42.5普通硅酸盐水泥，该水泥属中低热水泥；粉煤灰：浙能兰溪发电有限公司Ⅱ级粉煤灰；粗骨料：取自衢江河道卵石，粒径5-20mm，20-40mm连续级配，由现场筛分系统破碎筛分而成；细骨料：取自衢江砂石料，由筛分系统筛分，并混合掺用机制砂，细度模数2.52；外加剂：上海高铁的引气型减水剂（减水率为23%）。

工程所用粗细骨料均由现场砂砾料破碎筛分形成，在筛分工程中经由3道水池过滤，因此刚筛分处理的骨料，特别是细骨料含水率较大，骨料筛分完成的先后时间及顶部和底层细骨料的含水率均不一。解决措施如下：1、及时测定骨料含水率，根据骨料含水率调整配合比，控制塌落度；2、混凝土浇筑同时尽量暂停骨料筛分，确保骨料含水率稳定；3、增加存料场地，设置遮阳棚避免日晒雨淋。

3、夏季施工措施

高温季节施工首先充分利用早晚及夜间的低温时段进行混凝土浇筑。因砂、石、水的温度均受气温影响，影响浇筑温度的的因素可以概括为：①原材料温度；②搅拌、输送、浇筑、振捣过程中的升温；③新拌混凝土与环境介质之间的热交换。其中，原材料温度直接决定了浇筑温度的高低。在混凝土原材料中，砂、石的比热较小，但占混凝土总质量的80%左右；水仅占混凝土总质量的6%左右，但其比热较大。因此，降低混凝土温度的有效方法是冷却骨料和水，其次为冷却胶凝材料。

3.1搅拌用水制备

搅拌用水由现场冷水机制备冷水，通过调查本工程所在地距离最近的冷冻厂超过44km，运距较远。因此制备大体积混凝土所需的冷水采用集装箱冷水机制备，通过冷水机制备冷水，可将水温将至5℃内，使用过程方便且冷水池温度均匀。冷水机参数如下所示。

本工程大体积实心闸墙混凝土单次浇注方量约为200m3，除去细骨料含水率，每m3混凝土用冷水量约为110kg，计算出单次浇筑用冷水量为22t<冷水水池容量70t，水池容量可以满足要求，但需对水池进行密封保温改造施工，采用钢构、100mm彩钢夹层泡沫板进行全封闭。冷水机选择性能为10t/h出水量，工作时间为22÷5=4.5h，因混凝土澆筑时间约为8h，满足要求。

3.2骨料及水泥冷却

粗细骨料设置遮阳棚，在混凝土浇筑前约4小时前采用地下水或冷水对粗骨料进行喷淋，并设置排风机进行风冷。

4、温控措施

4.1冷却水管埋设

为减少大体积混凝土的裂缝产生，采用混凝土内部埋设冷却管通水降温，同时根据近阶段闸墙倒角埋设冷却水管的施工情况，通水冷却的效果受水管排列方式、管径、管间距、管长、水温、流量等因素的影响，其中控制管间距是最有效的控制冷却效果的手段。

本工程冷却水管采用Φ25×2.5mm、具有一定强度、导热性能好的黑铁管制作，弯管部分采用冷弯工艺，管与管之间通过膨胀式防水接头紧密连接，连接部位采用两道铁丝绑扎。冷却水管根据施工图纸进行布设，采用深层江水作冷却水，用分水器将各层各套水管集中分出，分水器设置相应数量的独立水阀以控制各套水管冷却水流量，并设置两个减压阀以控制后期通水速率。冷却水管进出口均引至混凝土顶部。

设置冷却水管的该层砼自浇筑时起，浇筑混凝土前先进行通水试验，冷却水管内须立即灌入冷却水，连续通水12天，每个出水口流量为20-25升/分钟，为增加冷却效果，进出水流方向每天更换四次，使混凝土内表温差不得不大于25摄氏度。通水过程中对水管流量，进出口水温度、测温孔温度每隔1-2小时测量，记录一次。

4.2温度检测

在大体积混凝土施工过程中，由于混凝土的尺寸较大，其内部水泥水化热难以释放，必然会产生高温，为了保证混凝土的施工质量，必须对混凝土内部温度及其发展变化情况进行科学、合理的监测，通过监测结果完善温控措施，确保温度应力不超过混凝土的抗拉强度，避免出现温度裂缝。

测温位参照设计图纸及相关要求进行布设，如2图所示为闸室底板15米的测温线布置。

根据测得的温度可以得出最高内部温度、升温速率、内表温差及降温速率。如发现异常情况，应根据测温结果和外界环境温度变化的实际情况缩短温度测量时间，并及时采取对应的下列防治措施：

① 最高温度偏高，可采取加大冷却水通水流量、降低冷却水温度的措施，但注意控制冷却水温度在比混凝土中心温度低10～25℃之间。

② 内外温差偏高，可以加大通水流量以加强内部降温，增加保温层厚度以加强外部保温，做到外保内散。

5、施工控制

5.1模板施工控制

大体积实心闸墙混凝土采用全平面钢模板，闸室纵向分层位置按照结构形式确定，横向分段位置按照钢护舷位置确定。模板立平面部分的对销螺栓横向间距为500mm，纵向间距均为500mm。单块全钢平面模板的面板为5mm厚普通A3钢板，边肋为∠100×10等边角钢，围檩采用通用的[16及[10槽钢制作。

支模板前，在下层砼面上放出模板线，并在下层位置预留圆台螺母，便于模板底部固定。模板安装前，先将表面打磨清理干净，并涂刷脱模剂，再在模板表面敷贴一层塑料薄膜，防止灰尘污染。模板安装采用塔吊或汽车吊进行分块安装就位，模板的调整利用全站仪和水准仪控制。安装采用对拉或斜拉圆台螺帽固定，并采用斜撑定位，模板拼缝要双面胶止浆，孔洞处用泡沫胶堵漏。模板安装就位准确、稳定牢固，砼浇筑过程未移位、跑模，尺寸符合设计、拼缝严密、边线顺直，无错牙。

模板安装过程中，具体操作如下：1、每块钢模板安装前进行平整度检测；2、模板安装前表面附着物清理干净，脱模剂涂刷均匀；3、模板安装完成后加强对拉螺杆的及垂直度及止浆情况的检查；4、混凝土浇筑过程中木工值班。

5.2养护措施

混凝土养护包括温度和湿度两个方面，结构表层混凝土的抗裂性和耐久性在很大程度上取决于施工养护过程中的温度和湿度养护，因为水泥只有水化到一定程度才能形成有利于混凝土强度和耐久性的微结构。本工程船闸结构施工期长，其中闸墙混凝土浇筑主要在夏季，另考虑不同施工条件、气候条件采取不同的养护措施。

高温季节采用地下渗水及江水进行养护，设置循环喷淋系统，挂养护标识牌，并由专人负责。冬季施工对降低内表温差有较高要求，冬季低温时节采用覆盖养护毯保温。养护时间不小于14天。

6.实施效果

本工程目80块大体积实心闸墙均未发现裂缝，混凝土的裂缝控制较好，外观质量较好，表面平整度、垂直度达到要求。同时根据水运工程质量检验标准（JTS-257-2008）中关于船闸工程质量检验的观感质量评价项目和质量要求，项目部由邀请监理及业主对混凝土浇筑后船闸大体积闸墙的观感项目进行打分，达到了一级标准，施工质量达到了相关单位的一致好评。

参考文献：

[1].交通运输部.水运工程混凝土施工规范 JTS202-2011