水利水电施工中混凝土施工技术的应用

2023-10-16李孝忠

中国科技纵横 2023年13期

李孝忠

（兴义市重点水利项目建设中心，贵州兴义 562400）

1 水利水电工程中的混凝土施工技术

1.1 混凝土施工技术作用

通常，在水利水电工程建设过程中，混凝土施工技术的主要作用是加固水坝。混凝土施工的主要材料为水泥或砂岩等，辅以钢筋结构框架，提高建筑物整体结构的安全性及稳定性，也能进一步提高建筑结构强度。当前，混凝土施工技术由于稳定性较强、施工成本较低，且工艺简便，受到了土建行业的广泛欢迎，也能够切实保障水利水电工程的施工质量。水利水电工程中的混凝土施工技术，与其他常规的土建工程有所不同，水利水电工程的复杂性较高，且施工设计范围、设计内容较广，对混凝土施工技术操作要求较高[1]。工程施工各项环节流程较为复杂，存在多处交叉作业或隐蔽工程等，因此施工单位需提前制定合理的施工方案，安排施工作业流程，方能真正实现高质量的水利水电工程建设。在工程建设过程中合理应用混凝土可有效保护水坝，确保水坝基础结构的牢固程度达到标准。

2 水利水电工程中混凝土施工技术要点

2.1 混凝土配比要点

混凝土配比是混凝土材料稳定性的关键性因素。施工人员必须根据现场的实际情况以及水利水电工程对混凝土结构的基础性要求、各项施工质量指标等，采用科学、合理的混凝土配比方案，提高混凝土材料整体的性能[2]。施工人员需要按照工程标准，进行科学化配比，在确保混凝土材料中各项原材料混合比例的准确基础上，合理控制混凝土氢化热现象，满足工程建设的标准，以此发挥混凝土材料的实际作用优势。另外，在调配时，施工人员也需要考虑到材料性能及各项参数数值的变化，分析不同材料比例的变化是否会影响混凝土材料的性能，并结合当地气候条件以及外界环境条件，对混凝土材料配比进行性能实验，确保选用性能最高的配比方案，以此来完成混凝土材料制备。

2.2 混凝土浇筑、振捣要点

在工程建设期间，施工人员需要明确不同浇筑对象以及不同工程类型，根据对象结构、自重比例，合理分析并调整混凝土浇筑方式。较大自重的混凝土浇筑需要在严守施工原则及流程的前提下进行，尽量避免对相邻相靠位置产生负面影响。施工人员还需根据不同的浇筑位置及现场实际情况做出判断，对建筑上层部分，需要以浇筑高度及浇筑次数为判断基准，对不同部位进行沉降调整。另外，在最大程度上优化深基础浇筑模式，减少对各类浅基础建筑结构的影响，以提高整体施工效率，避免在浇筑过程中对其他邻近单位的干扰影响[3]。

2.3 混凝土施工、防水要点

在混凝土施工过程中，施工人员需要全面了解现场情况，强化施工工艺与现场环境的适配性，并根据施工建设图纸要求与现场的实际勘察，挖掘施工现场可能存在的各类隐蔽性问题，并将这类问题进行有效解决，再对施工现场进行仔细全面的技术勘察。

另外，由于水利水电工程受水体作用影响严重，因此，在混凝土施工建设过程中，施工人员需要关注混凝土结构的防水性能，重视防水作业，提高混凝土结构整体的防水性。在水利水电工程中的混凝土施工中，可选用渠道衬砌技术，用以达到防渗漏效果。施工人员可以在渠道周边，使用钢筋混凝土等材料完成修建，并加以支护结构，以便提高渠道整体的防渗漏效果。通常，施工人员会选用两种衬砌防渗技术手段，采用单一材料进行支护，通常作用于渗漏程度较弱的位置；或者选用复合型材料，作用于渗漏现象较为明显的位置，这两种方法均可有效提高结构整体的防渗性能。

2.4 混凝土养护要点

在混凝土施工技术中，后期养护也是尤为重要的一环。在混凝土浇筑、振捣完成后，施工人员需要加强对混凝土养护工作的重视程度，避免因养护不严谨，导致混凝土出现裂缝或内部钢筋锈蚀等情况，从而对工程整体质量产生影响。施工人员需要按照标准完成养护，检测混凝土结构的各项参数及表面特征，收集混凝土结构的日常动态数据，并完成分析。在混凝土结构的不同状态下，选用不同的养护技术，持续关注混凝土内部结构温度以及混凝土外部环境温度，避免二者之间温差过大，影响混凝土硬化效果。另外，施工人员需要采用人工保湿技术，控制混凝土的硬化速率，对混凝土表面开展洒水作业，以控制内外结构温差，或采用冷却水管等冷却方式，控制混凝土内部结构温度，以达到更好的混凝土养护效果[4]。

3 水利水电工程中混凝土施工技术优势

在混凝土施工过程中，主要凝胶材料为水泥，施工人员会选用砂石作为混凝土骨料，加入水或其他添加剂，按照规定比例进行搅拌，方能制备成混凝土材料。此类混凝土材料耐腐蚀性较高，且具备一定的材料强度，加之在水利水电工程应用过程中，常以钢筋作为结构主体，因此混凝土结构强度可满足工程标准。另外，在实际建设过程中，混凝土材料的成本较低，具有显著的施工优势。在水利水电施工项目中，若使用各类金属材料或木质材料，极有可能会因长期的水流冲刷影响，发生锈蚀、腐烂等情况。施工人员必须使用专业的技术材料，对其表面进行日常养护和细致的清理作业，此时施工成本便会大大提高。对混凝土材料来说，水体或酸碱性物质很难对其造成破坏，非常适用于水利水电工程建设。因此，在专业性能上，混凝土材料有着其他材料无法比拟的性能优势。虽然现如今，市场上存在高分子复合材料，也具备极强的耐腐蚀性，可与混凝土材料一较高下，但此类高分子复合材料建设成本较高，难以在工程量巨大的水利水电工程中推广并使用。而混凝土材料刚度较强，又可以有效降低水流冲刷的冲击力对结构造成影响，保障工程基础建设结构的完整。

4 水利水电工程中混凝土施工技术的实际应用

4.1 水闸施工中的应用

水闸是水利水电工程中的基础建筑物，能够连接上下游，在水利水电工程中起到承上启下的关键性作用。水闸的构造包括以下几个部分：（1）水闸侧方上游连接段，此处有各类防冲槽、放坡等结构。（2）水闸闸室，主要用于控制水闸，其中包括水闸底板、闸门等多类结构，能够有效控制通过水流的大小。（3）下游连接段，此处要求建造消水池等各项专业水利设施，也需降低水闸的防水冲击力。水闸在水利水电工程中的作用较大，且结构相对复杂，需要施工人员严格按照现场实际情况及施工图纸要求，按流程完成水闸建设施工。在水闸施工中，混凝土施工技术多应用于闸墩及水闸底板的建设工程。

4.1.1 水闸底板中的应用

在水闸底板的混凝土施工中，需要施工人员提前明确施工模型、钢管捆扎等各项工艺的流程及规范性操作标准。随后，要求施工人员完成现场混凝土浇筑方案及浇筑块的合理设计。在设计混凝土浇筑块的过程中，施工人员需要注意，尽量避免在弯矩或剪力较大的位置分缝，施工人员应综合考虑建筑物的断面变化及模板等各类因素，方能明确建筑块的分布设计。通常，水闸底板的地基结构以软土结构居多，施工人员在浇筑底板之前，应在确认底板地基范围的前提下，在底层完成预铺作业，用以保护水闸底板，提高其平衡性能。另外，严格控制底板模板及建筑质量，避免水闸底板出现的沉降问题。在底板钢筋架设时，施工人员需要注意钢筋是否变形，并制定预案对策。在实际浇筑过程中，施工人员需要根据水闸底板的钢筋结构分布，制定更加合理的浇筑方案，并做好现场的监督检验工作，对现场浇筑进行动态化协调管理，以此提高水闸底板混凝土的施工质量[5]。

在底板施工过程中，有四大施工要点，需要施工人员重点关注。（1）施工人员需要先用土模构建反拱底板，做好底层地板的排水工作；（2）挖模之前，需要施工人员先将地基土层结构夯实，确保其紧密度，并严格管控测量放线作业质量；（3）若施工现场决定先浇筑闸墩和岸墙，再进行反拱底板的浇筑作业，则需先于闸墩与岸墙之间的缝隙，埋设固定钢筋，并将钢筋一头插入土模中，以提高整体结构的稳定性，确保后续施工过程的顺利开展；（4）若施工现场选择同时浇筑反拱底板、闸墩、岸墙，则需在拱脚位置预留一定的缝隙，并在缝隙中设置铁皮止水，以避免沉降。

4.1.2 水闸闸墩中的应用

在水闸闸墩施工过程中，混凝土施工技术能够加强闸墩与底板之间的连接，有效提高水闸整体结构的稳定性，进一步避免结构因受外力因素的影响，出现沉降或变形现象，影响工程整体质量。在施工作业时，施工人员需要注意闸槽浇筑作业的质量，加强浇筑过程的现场监督管理，避免因施工人员技术操作不当引发结构质量问题。在浇筑过程中，需尽可能一次性完成，确保混凝土结构的整体性，避免出现施工缝，影响工程质量。另外，需要注意浇筑的倾斜角度，避免出现结构裂缝，影响闸墩质量。施工人员应对闸墩厚度及垂直度中间的误差值进行精密计算，确保精准的数据参数控制，以提高闸墩整体质量。闸墩结构较为特殊，浇筑过程较为复杂，尤其是闸墩门槽部位，在施工过程中极有可能会触及各类预埋件或钢筋结构，而闸墩浇筑过程中作业空间较小，需要施工人员细心操作，注意底板闸墩施工时二者的连接过程，确保连接位置的对称性，避免出现质量问题[6]。通常在闸墩浇筑作业过程中，施工人员会选用固定模板进行施工，通过立模控制闸墩各类尺寸及数据。

4.2 大坝施工中的应用

4.2.1 分缝分块技术

在大坝整体浇筑过程中，常会采用分缝分块施工技术。根据现场情况，分缝分块施工技术又可分为以下3 种，即纵缝分块技术、错缝分块技术以及通仓分块技术。（1）纵缝分块，该技术操作较为简易，且不受外界因素影响，但在施工过程中，施工人员需要浇筑的混凝土模块数量较多、工程量较大；（2）错缝分块，施工人员需要考虑到建筑高度以及竖缝之间的错开方向，但在错缝分块施工技术中，浇筑块整体体积较小，各浇筑块之间极易出现干扰现象，从而产生新的施工裂缝；（3）通仓分块，该技术无需预留纵横，也无需铺设冷却管，但对现场温度要求较高[7]。其本质是对大坝整体采用分层浇筑法，并严格控制现场温度，但由于大坝整体浇筑面积较大，在浇筑过程中，若温度控制不严谨，会出现较为严重的温度裂缝。该技术适用于机械化浇筑施工，此时效果更佳。

4.2.2 接缝灌浆技术

在大坝混凝土浇筑施工中，接缝灌浆工艺是极为重要的，可以有效提高大坝的整体性。此时，接缝灌浆施工技术受整体灌浆管路分布的影响，可分为重复式灌浆、盒式灌浆、骑缝式灌浆等。在实际施工作业时，施工人员需要根据现场情况，选择合适的施工技术。该工程施工隐蔽性较高，施工人员需要严格管控接缝灌浆工艺的实际操作工艺流程。另外，施工人员需要对坝体浇筑块变形、接缝处，进行细致的规划处理，避免接缝出现变化，导致闭合或变窄等现象。施工人员需要监管施工现场的各项参数，并根据实际情况改变内部应力分布，避免拉裂等现象影响工程质量。