水利工程建设中混凝土施工技术探析

胡荣光

（山东省水利工程局有限公司，济南 250012）

1 引言

水利工程是指以除害兴利为目的，为调节、控制和利用自然界中的水资源而兴建的各种工程。按照服务对象可分为防洪工程、水力发电工程、农田水利工程、航运及城市供水、排水工程等[1]。兴修水利满足了社会经济增长对水资源的需求，可预防洪涝灾害的发生，并进行水量的调节与分配，大大改善了民众的生存环境，同时能够促进当地航运、旅游业的发展，解决一定的能源需求，具有较高的社会效益[2]。

混凝土是由凝胶材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称，作为水利工程建设的重要内容，混凝土施工技术水平对整个水利工程的建设有直接影响，为保证水利工程的整体质量，施工人员应熟练掌握混凝土施工技术的要点，并结合项目所处地域的实际情况进行灵活处置。

2 水利工程混凝土施工的一般特征

1）受众多因素制约。混凝土在水利工程中的应用受到施工地点、时间及其他因素的制约，难以做到连续均衡的施工，间接体现了其间断性特点。

2）周期长、工程量大。水利工程作为国家调控水资源的手段，绝大部分项目的工期以年为单位计算，在此过程中需要大范围地进行混凝土浇筑，因此，水利工程具备周期长、工程量大等特点。

3）复杂性。水利工程规模大、工期长，施工过程中建筑物的外形表现多样，对混凝土的应用提出了更高的要求，而在浇筑过程中，混凝土的相关工序烦琐，且受到众多因素的干扰，意味着混凝土在水利工程中的应用具有较高的复杂性。

4）客观条件的高要求。水利工程中混凝土施工在温度控制、表面保护及其他方面的工作需要根据施工地点的气温、地理位置的客观条件进行调整。

3 水利工程混凝土施工技术流程分析

3.1 混凝土的配料

混凝土作为土木工程的重要材料，由胶凝材料、颗粒状集料、水及必要时加入的外加剂和掺合料在一定比例下配制，而后经均匀搅拌、成型、养护硬化而成的一种人工建材[3]。在水利工程中，配料的选择是否合理直接影响着混凝土材料的质量，因此，在施工过程中，相关工作人员应依据项目实际情况合理挑选水泥的品种及砂石，并运用合适比例形成混凝土，为水利工程的质量提供保障。

3.2 混凝土搅拌和浇筑方法

混凝土搅拌和浇筑方法主要有3 种，即掺外加剂法、材料预热法、蓄热保温法。

掺外加剂法指在拌和混凝土过程中加入化学物质以改善混凝土性能，从而满足施工要求的方法。根据功能的不同，混凝土外加剂可分为4 类：

1）改变混凝土拌和物流变性能的外加剂，如减水剂，可在保证混凝土坍落度基本不变的前提下减少拌和水用量，而且能够提高混凝土的强度；泵送剂具有减水增强效果和缓凝保塑性能；引气剂能够改善混凝土拌和物的和易性、保水性和黏聚性，提高混凝土耐久性。

2）调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，如缓凝剂可延长水泥的凝结时间，减少坍落度损失，延长初凝时间。速凝剂可加快水泥凝结速度，早强剂可提高混凝土早期强度。

3）改善混凝土耐久性的外加剂，如防腐剂，可以降低可侵入混凝土中，减小硫酸根离子浓度，延缓石膏和钙矾石晶体的生成，起到抑制其膨胀破坏的作用，从而提高混凝土结构的耐久性。防水剂能够有效改善混凝土毛细孔通道，提高混凝土抗渗防水性能，阻锈剂能阻止或延缓混凝土中钢筋的锈蚀。

4）改善混凝土其他性能的外加剂，如防冻剂，能降低混凝土的冰点，使混凝土可在负温条件下应用；着色剂能够为水泥添加不同的色彩；此外，还有膨胀剂、加气剂等，如图1所示。

图1 混凝土外加剂

材料预热法指在制备混凝土的过程中利用带蒸汽喷射系统的强制式混凝土搅拌机将低压饱和蒸汽通入混凝土搅拌物中，将其加热至40～60 ℃，以达到加速混凝土硬化的目的。该方法的应用能够让混凝土硬化成型后无须接受预养和升温，可直接加热养护，从而有效缩短了混凝土的养护周期，加快了项目施工速度，提高了经济效益，但由于混凝土的稠度变化较快，存放时间相应较短，在进行搅拌时需要注意控制温度和加水量，并在混凝土浇筑过程中采取振捣措施，以确保其成型密实，如图2 所示。

图2 预热法形成的混凝土

蓄热保温法一般用于冬季施工，指利用保温材料覆盖混凝土结构以预防结构内部热量散失过快，延缓混凝土冷却速度，并利用加热原材料或混凝土自身所含的热量，使其在正温下增长强度达到预定值。混凝土采用蓄热法施工，需将材料加热后搅拌浇入仓内，以充分利用硬化过程中释放的水化热，使混凝土在正常温度条件下达到预定的设计强度，因此，在混凝土构件四周应覆盖保温材料，以预防热量散失速度过快，减缓混凝土的冷却速度，该方法适用于平均温度在-15 ℃以上的环境，保温材料应选择导热系数小、价格低廉的地方材料，如软质塑料薄膜，并设置测温孔以掌握混凝土的发展强度，预防混凝土早期受冻，如图3 所示。

3.3 混凝土的运输

混凝土的运输是指将混凝土从搅拌站运送至浇筑点，若此过程中未进行有效防护，容易引发混凝土离析、分层现象，进而影响到混凝土的整体性与均匀度，甚至改变混凝土强度，严重降低了混凝土的施工质量，因此，在运输过程中应确保储存容器的密封性，并保证容器内部表面的平整、光滑。

3.4 混凝土的振捣

混凝土的振捣是指在浇筑构件时利用振捣器排除混凝土中所含气泡，使其密实结合，消除混凝土蜂窝麻面现象，达到提高混凝土强度的目的。振捣是混凝土施工中的关键技术，为保证混凝土质量与强度，施工人员应保证振捣的连续性，并控制其速度、时间及振捣面，以避免出现过振、漏振现象。

3.5 混凝土的养护

混凝土的硬化和强度增长是水泥水化作用的结果，而水泥的水化需要一定的温度和湿度条件，因此，施工人员需要重视养护工作。在工程施工结束后，若周围环境不存在该条件，则需人为制造温度和湿度条件，使浇筑完成的混凝土得以正常或加速其强化和强度增长，避免不合理的养护给工程带来负面影响。

4 水利工程混凝土施工相关技术研究

4.1 模板技术

混凝土模板是使新浇混凝土成型的模板及支撑模板组成的一套构造体系，在制作模板过程中，施工人员应按照技术标准与质量指标执行。在制作模板前需预留支撑位置，在模板安装过程中应保证地基的坚实，若无法满足该条件，则需额外增加支撑板，并对相邻模板接头位置进行固定，以预防漏浆等问题。拆除模板时，应保证模板及混凝土不被损坏。

4.2 钢筋技术

在混凝土中植入钢筋可改善混凝土结构的力学性质，提高其抗压及抗拉等性能。在施工过程中，施工人员应充分参考当前水利工程项目对混凝土强度的要求，并进行科学的规划，以确保其符合规范标准。首先，在施工前，施工企业应合理选择钢筋材料，确保钢筋质量符合相应要求，并根据施工实际情况确定钢筋连接形式，如钢筋连接形式为焊接，则应选择相应的焊接设备并注意对其外观的检查，避免不合理的接头，而后严格按照施工图安排钢筋施工，并根据图纸检查钢筋施工的质量问题。

5 施工过程中需要注意的事项

质量达标的混凝土材料是保障工程质量的基础条件，在水利工程施工前，施工企业应严格挑选合格的混凝土原材料，按照配比参数拌和，可设立有效的监管制度，以杜绝劣质材料流入，在原材料混合后，应对混凝土进行性能指标的检测，保证其符合工程质量标准，此外，可应用各项混凝土施工技术确保水利工程的顺利进行。

关注水泥材料的水化热特性可最大限度地保障水利工程质量。水化热是水泥材料使用过程中出现的一种正常现象，但由于混凝土结构内水泥热量会出现囤积，若无法及时冷却，会导致混凝土出现裂缝，性能严重下降，因此，施工人员应予以重视，在施工过程中严格按照规定使用水泥材料，控制水泥的水化热，消除混凝土存在的温度差异，从而保证混凝土结构的稳定性，为水利工程的施工质量提供保障。

混凝土养护工作是水利工程能够正常发挥作用的保障，可稳定混凝土结构，使其达到规定的强度，预防裂缝等问题的出现，因此，水利工程企业可设定养护工期，如在施工完成后半个月内每日检查混凝土状态，并根据混凝土温度和环境湿度的变化情况及时调整养护方案及方法，保证混凝土表面的湿度及温度，使混凝土结构的各项性能符合工程标准。

6 结语

混凝土施工技术作为水利工程建设中的重要技术，为水利工程发挥作用提供了保障。而混凝土技术的应用受到众多因素的制约，工程量大、周期长，且存在复杂性，客观条件要求较高，因此，施工人员应明确混凝土施工技术流程，企业应在施工前确保混凝土原材料达标，施工过程中重点关注水泥材料的水化热特性，施工完成后正确进行养护工作，最大限度地提升混凝土技术在水利工程中的施工水平。