浅谈水闸大体积混凝土浇筑控制

伍 兴

（福建省水利水电工程局有限公司,福建 泉州 362000）

1 工程概况

旺苍县城区河道综合整治工程（一期）PPP项目位于四川省广元市旺苍县东河镇，主要包括两级拦河闸坝（旺月闸、石龙闸），闸坝廊桥、栈道及其安全防护工程。两级拦河闸坝均位于东河旺苍城区河段，其中旺月闸推荐闸址位于旺月橡胶坝下游140 m，正常蓄水位466.00 m，对应库容307 万m3，校核洪水位471.47 m，总库容837 万m3；石龙闸推荐闸址位于石龙嘴大桥下游约340 m处，正常蓄水位458.40 m，对应库容409 万m3，校核洪水位462.45 m，总库容 834 万 m3。

2 大体积混凝土设计结构部位及尺寸

大体积混凝土主要涉及部位：两级拦河闸坝（旺月闸、石龙闸），消力池、闸墩。本文以旺月闸闸室底板大体积浇筑为例，旺月闸最大闸底板宽36 m、长41 m，闸墩宽4 m、长39 m、高16.7 m，见图1。

图1 旺月闸闸室底板（单位：cm）

3 混凝土强度增长和温度关系

同一配合比的混凝土不同施工季节温度变化对混凝土强度增长的影响见图2。由图2可知，夏季高温季节，砼强度明显增加较快，水化热最大；春秋季节次之，水化热较小，当温度低于5℃以下时，砼强度几乎不增长，水化反应几乎停滞。

图2 砼强度变化和温度关系

大体积混凝土裂缝产生的原因：前期，大体积混凝土内外温差变化导致的产生裂缝；后期，大体积混凝土冷却后收缩产生的裂缝，此因素导致裂缝产生破坏影响更大。针对裂缝产生不同的原因，需采取不同的技术要求和施工措施综合考虑应对。

4 闸室底板大体积混凝土技术要求与施工措施

4.1 大体积混凝土施工技术要求

大体积混凝土施工质量主要是从以下几个方面进行控制：

（1）从“原材料”源头质量进行控制；比选不同厂家的水泥、粉煤灰、砂石骨料质量，提前取样做实验进行评估。

（2）混凝土“配合比”，做多组配合比试块，选用最经济合理的配合比。

（3）严控水化热，选用低水化热水泥；掺适当减水剂降低水泥用量；夏季掺适当缓凝剂，冬季掺适当速凝剂。

（4）严控含泥量，石子和砂的含泥量分别不能超过1%和3%。

（5）基础开挖至基岩，清除干净软弱层，防止不均匀沉降开裂。

（6）合理设置沉降缝、后浇带；跳仓间隔浇筑。

（7）严格层层把关各工序:搅拌（试块取样）、运输、布料、振捣、养护。

（8）严控内外部温差：夏天早晚浇筑；冬天低于5℃最好停止浇筑或者采用保温措施浇筑；预埋冷却水管水循环（内外温差小于25℃），及时覆盖保温养护。

4.2 对搅拌站的要求

项目开工后，首先与搅拌站协调砼供应事宜，并同搅拌站一起从以下几个方面做好大体积混凝土施工工作。

（1）混凝土的高峰浇筑量与运输能力满足大体积混凝土浇筑量和工艺的要求。

（2）水泥、粉煤灰、掺合料、砂石骨料原材料储备满足浇筑量需求。

（3）拌合站出机口砼温度不宜过高，必要时可以加入冰水拌和。

（4）实验室检验人员严格按规范要求对浇筑点料进行取样，并进行坍落度检测。

（5）运输要求：运输车辆需要冲洗干净并覆盖；进入城区沿途道路洒水避免扬尘；搅拌车需匀速不停的缓慢转动，防止待料结块；运输过程中，坍落度损失严重，需快速返回搅拌站补充同标号砂浆并搅拌均匀；混凝土开始浇筑后，确保施工现场至少有辆混凝土罐车在等待浇筑。温度要求：混凝土运输至现场浇筑时温度不高于25℃。

4.3 混凝土浇筑

（1）浇筑前应急准备：主要做好天气预报的提前掌握；应急备用电源的检查，保证停电后能随时发电。

根据规范要求，大体积混凝土每次浇筑厚度不超过1500 mm。本项目闸室地板分层厚度也按照1500 mm左右划分，同时避开水平止水铜片30 cm以上距离。在混凝土浇筑前，必须在竖向插筋上用水准仪标记好水平控制线，间距不宜大于3 m，挂线控制混凝土的表面标高。混凝土分层浇筑前，应将仓面冲洗清理干净，表面无积水；冷缝严格进行凿毛处理，清除松动的石子和表面乳化皮。

采用全面分层浇筑：分层浇筑时，分层施工缝需用同标号水泥砂浆均匀铺设5 cm，避免骨料振捣时沉底集中，保证施工缝结合面的整体性；本项目设计按照闸室中线每18 m一段，最大一仓浇筑量达到：18 m×41 m×1.5 m=1107 m3，仓面和单次浇筑量比较大，为此，浇筑同时采用多种布料方式同时布料。近距离采用溜槽多点布料；稍远处采用移动水平输送带布料机布料；面层和角落采用“天泵”布料和补料。浇筑时，皆沿长边方向从一端向另一端斜面分层浇筑，避免面积摊铺过大，布料不及时形成冷缝。浇筑过程中，需要及时振捣，由于间隔分层1.5 m较厚，需上层、下层两个高程位置（见图3）处分别进行振捣，振捣棒需快插慢拔，每次振捣至表面出现浮浆，没有气泡时即停止，避免过振。同时，采用二次振捣工艺，减少缝隙、排除水分，增加密实性，同时进一步增加钢筋的握裹力。

图3 旺月闸闸室底板分层斜面推进浇筑示意图（单位：cm）

（2）在浇筑前，实验室专业检测技术人员需在浇筑现场取样，并进行检测，并做好记录。

混凝土现场坍落度的检测，坍落度为145 mm～160 mm[1]；试块严格按照规范和设计进行取标养、同条件养护试块。

4.4 混凝土的表面处理

混凝土浇筑后，消力池和闸室底板表面抗冲耐磨层C40混凝土厚度400 mm，在混凝土浇筑结束后要认真处理。在初凝前用机械设备打磨收面磨平，约6 h后进行覆盖洒水养护。

4.5 混凝土养护

（1）派专人负责覆盖洒水养护工作，做好温度检测记录，并画好温度变化分布曲线图，发现异常，及时反馈项目部采取措施处理。

（2）由于水闸施工受洪水影响：闸室底板施工一般选择在枯水期围堰施工，夏季处于汛期，河道严禁施工故本项目水闸施工在10 月1 日～次年4 月30 日。春秋季节施工时，洒水养护即可；冬季环境温度一旦低于5℃以下，必须覆盖保温棉被并洒水养护；如果处于极严寒地区，则需要搭设保温棚，用电热风机提高室内环境温度并洒水养护。

（3）其他注意事项

严格控制温度，混凝土内部和表面温差，表面和大气温度差皆不宜大于25℃，必要时，可设置冷却水管循环降温；浇筑后，根据现场实际情况，可在6 h左右收平后进行蓄水或者过流养护。

5 成品保护及后期处理

（1）初凝后，避免内表温差过大，水分散失严重，应立即覆盖保温布洒水养护；混凝土强度小于1.2 MPa时，严禁人员踩踏破坏溢流面。

（2）由于闸室底板为止水建筑结构，特别是闸门止水底板附近，要求闸室底板不能有顺水流方向的贯穿裂缝；后期如果发现深沉、贯穿裂缝，需会同设计、监理研究灌浆方案，将裂缝进行灌实止水。

6 结语

以旺苍县河道综合整治工程（一期）PPP项目，闸室底板大体积混凝土为例，介绍了该项目大体积混凝土施工浇筑过程中注意事项及控制要点，从而尽量减少和避免大体积混凝土裂缝的产生，其施工方法对水闸项目大体积施工有一定的参考价值。