水库大坝面板混凝土施工及质量控制

2019-01-23姚永乐

智能城市 2019年12期

姚永乐

（中国水电建设集团十五工程局有限公司，陕西西安 710068）

在当前水利工程项目施工建设实践中，尤其是水库大坝工程施工时，应当加强面板混凝土施工技术质量管控，这样才能有效提高工程整体施工质量。

1 工况概述

以某水库大坝工程项目为例，其属于混凝土面板堆石坝，该水库坝顶高程为1 068 m，宽度为10 m，其最大坝高为118.4 m，水库坝轴线长度为411.93 m。该坝上游下游坝坡分别都是1∶1.4，在下游位置坝坡高程各处设置一级马道，其宽度为3 m。水库大坝采用土石方明挖方式，土石方开挖量为117 万m3，填筑量为309 万m3，混凝土施工过程中用量为4.26 万m3。面板宽度按照16 m以及8 m的尺寸分垂直缝，并且根据大坝以及面板变形按照张拉缝以及挤压缝对垂直缝止水进行布设，共计38条块面板。

2 水库大坝面板工程施工技术方案

2.1 影响因素

该水库大坝面板混凝土施工浇筑过程中应当选择适宜的气温条件，在湿度相对较大季节进行施工操作更为有利。同时，还应当尽可能避免在低温以及高温和多雨的季节进行施工建设。由于本工程项目施工时其气温相对较高，因此面板混凝土施工浇筑过程中应当做好防雨以及降温防护。在冰冻期间进行大坝面板混凝土浇筑时，采用热水拌制混凝土以及覆盖相关的保温材料进行保温养护，寒流来临时停止浇筑作业。在本工程项目施工建设过程中，基于导流度汛以及工程施工进度需要，汛期来临时由面板堆石坝作为坝体进行挡水。对于坝体沉降部分进行施工建设时，垫层料以及过渡料和主堆石地带沉降变形在施工后一段时间内完成；实践中为了能够有效减少达标面板浇筑施工后的坝体沉降影响坝面而导致其变形，需对面板脱空以及大坝结构裂缝进行严格控制，水库大坝填筑过程中的预沉降期至少3个月以上。在控制预沉降期时，其具体的做法如下。第一，按照大坝面板顶部位置坝体沉降情况进行严格控制；第二，在坝体布设变形观测仪器设备，搜集观测数据信息进行优化整理和综合分析，并在此基础上对坝体施工期间的沉降变形曲线进行科学绘制。同时，曲线应当保持平缓，并且向某一个数值逐渐收敛，而且要保持坝体沉降稳定性。第三，水坝面板采取分期浇筑的方式，最大限度地加大浇筑平台、面板顶部之间的高差，这有利于后期出现坝体沉降现象对面板产生不利影响。

2.2 大坝面板施工要点

水库大坝混凝土面板施工应当在坝体沉降并稳定后进行，而且还要尽可能避免在低温、雨季或者高温条件下施工，并且要按照施工总进度以及导流度汛和水库下闸蓄水能力要求。在面板混凝土施工时可以连续浇筑，直至坝顶位置；同时，也可以对其进行分期施工作业，结合坝高以及施工进度方案而定。在对面板进行分期施工过程中，通常会受分期影响，并且基于导流度汛和进度要求，坝体填筑施工时平衡上升以及均衡填筑。与此同时，也可进行分期填筑，在各施工阶段内将坝体进行分期填筑至各部位。

实践中若采用填筑的方式，坝体连续施工填筑到防浪墙基础高程，并且在坝顶对面板一次浇筑混凝土。这期间应当满足进度和蓄水要求，本工程面板施工时是在10～12月，冰冻期内施工时应当提前进行保温养护，施工质量管控难度较大。坝体填筑后，大约3个月的时间即对面板进行施工；此时上部坝体的沉降并不充分，可能会出现较大的变形，面板受力不利。若采用坝体填筑以及面板混凝土分期浇筑施工方案，则临时断面为一期面板高程5 m以上时，坝体沉降稳定后可对后续断面进行补齐；一期面板施工后坝体就会出现全断面上升，直至防浪墙的基础高程位置；坝体沉降以后在对二期面板进行施工作业。在坝体填筑时连续不均匀上升，其上部、下部和各区坝料间也会出现不均匀沉降。一期面板施工浇筑过程中，部分坝体没有经历过汛期，而且沉降时间只有3个月。由于沉降充分性差，因此面板没有较强的抗变形能力。

结合本工程特点和施工技术质量要求，通过对比多个方案，坝体填筑时不采用分期方式，而面板混凝土施工浇筑时采用分期方案。当坝体连续施工填筑直至防浪墙基础高程位置以后，坝顶分两期进行面板混凝土浇筑施工。根据工况条件、施工进度安排，2017年水库大坝主体部分开始施工建设，2018年大坝坝基完成开挖和施工支护，并且对趾板浇筑混凝土，2019年填筑坝体，其高程达到了1 042 m，完全可以满足本年度坝体度汛要求。预计2019年11月对一期面板进行混凝土浇筑施工，2020年对二期面板浇筑混凝土，并修建防浪墙，同年7月即可进行下闸蓄水。在此过程中，坝体填筑时整个断面都会均匀上升，这可能会导致面板混凝土浇筑施工后各区坝料间的不均匀沉降，而且蓄水后面板会出现结构裂缝。为此，本年度雨季来临之前应当完成填筑作业任务，雨季后在对一期和二期面板进行填筑；此间，坝体自然沉降的时间超过8个月，坝体可以充分沉降，后期不会出现较大的变形，对于面板受力非常有利。在分期浇筑大坝面板时，为了能够赢得更多的坝前铺盖时间，进度安排应当科学合理，并且能够确保如期完工。水库面板分期施工过程中，可根据工况条件进行适当的优化和调整，若坝体填筑施工任务提前完成，则底坝体沉降就会提前稳定，大坝面板顶部位置的坝体沉降速率每个月大约3～5 mm，此时可考虑不分期方案。

2.3 水库大坝面板施工技术难点及其应对措施

在水库坝顶拉面板施工过程中，混凝土溜槽运输时的垂直落差最大为114.6 m。混凝土落差非常的大，以导致混凝土骨料出现分离、砂浆流失以及坍落度损失等问题；对混凝土配比进行调整，合理选择砂率及其坍落度，并且采取增密剂增加的措施和方法，可以有效确保混凝土性能和施工质量。按照混凝土面板堆石坝技术规范和要求，坝高不超过70 m时，面板应当一次性进行施工作业；如果坝高超过70 m，则建议进行分期施工作业。目前来看国内对于100 m面板堆石坝采取多选用分期方式进行施工作业。一期、二期面板间缝隙处理技术已经相当成熟，而且分缝可以使面板柔性得以改善，能够有效减少因变形而造成的面板开裂问题。

后续面板施工浇筑过程中，施工缝处理时可采取以下方法。缝面杂物清理干净，观测仪器电缆周围杂物清理时需特别注意，避免对电缆造成损害。先浇筑面板的外露钢筋应当调直，并对其进行除锈，然后对后续面板钢筋进行绑扎。同时，对缝面进行凿毛、清除污物以及清洗，并且将其表面的积水彻底排尽。缝面湿润以后先铺厚度为2～3 cm水泥砂浆。同时，水泥砂浆应当均匀摊铺，并且浇筑适量的混凝土。若发现浇筑面板、垫层二者之间出现脱空问题，则应当采用低标号以及低压缩性砂浆进行灌注，使其保持密实以后再对面板浇筑混凝土，确保其能够有效结合在一起。