大石橋水庫(kù)重力壩混凝土施工防裂技術(shù)

王琪，孫明號(hào)，吳澤軍

（安徽水利開發(fā)股份有限公司，安徽 蚌埠 233000）

1 工程案例

1.1 概況

潼南大石橋水庫(kù)是一座具有農(nóng)業(yè)灌溉、縣城應(yīng)急水源、場(chǎng)鎮(zhèn)供水及農(nóng)村人畜飲水等綜合效益的新建中型水利工程。水庫(kù)壩址位于潼南縣桂林街道高何村古溪河矮子橋上游約600m處，距縣城約4.0km，至重慶市區(qū)約90km。工程包括大壩樞紐、灌區(qū)、縣城應(yīng)急水源三部分。大壩為常態(tài)混凝土重力壩，正常蓄水位251.00m，相應(yīng)庫(kù)容1140萬m3，壩頂高程253.50m，壩頂寬6m，最低建基面高程226.00m，最大壩底寬29.73m，最大壩高27.5m，壩軸線長(zhǎng)106.0m。

1.2 大壩混凝土

大石橋水庫(kù)大壩利用常態(tài)混凝土施工，屬大體積混凝土范疇，施工時(shí)需計(jì)算混凝土溫度和應(yīng)力，確定并采取有效控制溫度的措施，如優(yōu)選配合比，及全過程優(yōu)化（混凝土攪拌、運(yùn)輸、入模、澆筑、養(yǎng)護(hù)等），使其具有良好的和易性和適應(yīng)溫度變化，采用科學(xué)方法，組織施工，妥善處理溫度差值，合理解決溫度應(yīng)力問題，控制好裂縫，以滿足結(jié)構(gòu)物施工防裂的需要。

其中，在大壩壩基及壩體內(nèi)埋設(shè)冷卻水管，冷卻水管管材為直徑25mm厚2.5mm的鋼管，間排距為1.0m×1.0m（垂直層間距X水平間距）蛇形布置，可有效降低混凝土開裂風(fēng)險(xiǎn)。

2 影響因素分析

2.1 入模溫度

入模溫度越高，水化熱初始值高，造成其峰值大。

2.2 水泥品種與水泥用量

目前市場(chǎng)上主要有高中低熱等多品種水泥，而混凝土溫度上升根源在于控制水化熱，大體積混凝土控制水化熱的基礎(chǔ)是采用中低熱水泥，同時(shí)在不影響水灰比的前提下，摻加粉煤灰等材料減少水泥摻量，從而達(dá)到降低水化熱的目的，減少了溫度裂縫的可能。

2.3 環(huán)境溫度

環(huán)境溫度變化過大，可能造成內(nèi)外溫差偏大，進(jìn)而造成混凝土內(nèi)部破壞而產(chǎn)生裂縫，如寒潮影響等。

2.4 導(dǎo)熱性能

混凝土的導(dǎo)熱性能越好，熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間可能就提前，內(nèi)外溫差就相應(yīng)減少，如不同的原材料、配合比等。

2.5 建筑物幾何尺寸

大體積混凝土在分層分段施工不宜過長(zhǎng)、過厚。

2.6 施工工藝

分塊、分層可以減少溫度收縮應(yīng)力和控制裂縫的拓展。

3 工程施工條件

3.1 施工場(chǎng)地

大石橋水庫(kù)實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)營(yíng)地，完善供水、供電、冷卻系統(tǒng)，完善商品混凝土入場(chǎng)條件，做好倉(cāng)面施工準(zhǔn)備工作。

3.2 作業(yè)條件

施工前清理基層上的雜物；加固模板、補(bǔ)模板縫隙，加固好模板支撐，以防漏漿。

測(cè)量好冷卻水管的尺寸、位置，將冷卻排管固定在架立鋼筋網(wǎng)片上，通水試運(yùn)行，檢查水管密閉情況。

混凝土配合比通知符合實(shí)驗(yàn)室配合比，并按檢測(cè)規(guī)程規(guī)范要求做好相關(guān)原材料、半成品的檢測(cè)準(zhǔn)備，澆筑及運(yùn)輸設(shè)備已到位，滿足混凝土連續(xù)施工的需要。

3.3 冷卻管

一般布設(shè)高度為澆筑倉(cāng)底面以上0.50m和1.50m兩層。

3.4 主要材料

所需用的混凝土在澆筑前2d準(zhǔn)備齊原材料，并經(jīng)抽檢合格。周轉(zhuǎn)材料的用量按照120%配置。所需降溫材料主要有冷卻管、架立固定鋼筋、土工布等。所需用量經(jīng)計(jì)算后在施工前5日內(nèi)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)庫(kù)房堆放，隨用隨領(lǐng)取。

4 主要施工要領(lǐng)

4.1 工藝流程

大石橋水庫(kù)大壩混凝土工藝流程：實(shí)驗(yàn)配合比及優(yōu)選→原材料準(zhǔn)備→倉(cāng)面架立筋→冷卻系統(tǒng)安裝→測(cè)溫管埋設(shè)→倉(cāng)面清理→驗(yàn)倉(cāng)→水平及垂直運(yùn)輸混凝土→分層分塊→振搗→養(yǎng)護(hù)、測(cè)溫→（冷卻管）控制混凝土溫度→冷卻管封堵。

4.2 澆筑準(zhǔn)備

澆筑前將倉(cāng)面內(nèi)雜物清凈，潤(rùn)濕混凝土墊層，不留積水。按規(guī)程規(guī)范要求及檢測(cè)頻率，做好坍落度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及控制工作。

4.3 運(yùn)輸流程

該工程混凝土采用密閉運(yùn)輸罐車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，基坑面以下的混凝土采用溜槽，上升部位混凝土可采用塔吊吊混凝土料斗入倉(cāng)。

4.4 模板

該壩體混凝土建筑物結(jié)構(gòu)形狀比較規(guī)則，絕大部分屬大體積混凝土，可大量采用大型整拼鋼模板。根據(jù)各部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，模板工程初步規(guī)劃如下：大壩基礎(chǔ)及溢流堰、擋水壩段，采用大型整拼鋼模板，內(nèi)置拉條、外立支撐的形式進(jìn)行固定，利于外觀質(zhì)量控制；閘墩直墻采用大型整拼鋼模板；墩頭、墩尾采用定型木模板，板面釘一層鍍鋅鐵皮；溢流壩溢流面混凝土采用滑動(dòng)模板，滑動(dòng)模板由設(shè)在高程約242m的混凝土面上的卷揚(yáng)機(jī)牽引，連續(xù)一次澆筑成型；導(dǎo)墻采用大型整拼鋼模板；護(hù)坦和排水廊道邊墻采用組合鋼模板；排水廊道頂拱和泵站采用定型圓弧鋼模板；異型及細(xì)小部位采用木模；堰頂、護(hù)坦等過流平面采用鋼管樣架的方法進(jìn)行表面控制施工。

4.5 混凝土施工

4.5.1 混凝土

大石橋水庫(kù)大壩混凝土在澆筑時(shí)，振搗棒移動(dòng)間距小于50cm，避免過振、漏振現(xiàn)象。當(dāng)混凝土澆筑到最后離邊模板5m左右時(shí)，應(yīng)將布料管轉(zhuǎn)移到邊模板處，使混凝土從邊緣向中間澆筑，不使浮漿、砂漿集聚在邊模板處。澆筑混凝土每振搗完一段，應(yīng)用平長(zhǎng)刮尺按標(biāo)高刮平，用鐵抹子拍壓，木抹子搓平。

4.5.2 養(yǎng)護(hù)

降低大體積混凝土塊體內(nèi)外溫度差和減慢降溫速度來達(dá)到降低塊體自約束應(yīng)力和提高混凝土抗拉強(qiáng)度，以承受外約束應(yīng)力時(shí)的抗裂能力，對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)是非常重要的?；炷翝仓髴?yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)?；炷帘砻鎵浩胶笙仍诨炷帘砻鏋⑺疂駶?rùn)。

4.5.3 混凝土測(cè)溫

冷卻水溫與混凝土溫度之差控制在20～25℃，水流方向每24h變換一次。低溫季節(jié)通水冷卻時(shí)間不少于15d?？刂茐误w混凝土內(nèi)外溫差不超過18℃，根據(jù)壩體內(nèi)外溫差控制通水流量。前10d參考通水流量1.2～1.8m3/h，10d 后參考通水流量 0.5～1.0m3/h?？刂谱畲蠼禍厮俾拭刻觳淮笥?℃，如降溫速率偏大，可適當(dāng)減小通水流量。冷卻結(jié)束時(shí)的混凝土溫度要求24+1℃。

4.5.4 孔道壓漿

完成降溫以后，對(duì)冷卻管進(jìn)行壓漿封堵處理。采用水泥漿對(duì)冷卻管進(jìn)行回填灌漿，再切除蛇形管外露部分，并處理至滿足壩面美觀要求。

5 結(jié)語

本工程于2016年11月開始混凝土施工，2018年5月完成大壩主體，本工程大壩主體混凝土31000m3，其中壩體及壩基混凝土約27000m3。整體施工期間未發(fā)生明顯混凝土裂縫等質(zhì)量通病問題，施工控制措施得當(dāng)，得到了參建各方積極評(píng)價(jià)，所述施工技術(shù)可供業(yè)內(nèi)人士參考并借鑒。