大壩施工中水下混凝土施工技術(shù)之研究

楊宏偉

摘要：大壩施工是水利工程施工的重點(diǎn)內(nèi)容，具體的施工質(zhì)量直接影響水利工程的服務(wù)性和安全性。其中水下混凝土施工技術(shù)是大壩施工的重點(diǎn)，如果施工技術(shù)運(yùn)用不夠合理，則可能會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。故此，文章結(jié)合某一具體的大壩施工項(xiàng)目為例，對(duì)大壩施工中水下混凝土施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)闡述，旨意綜合推動(dòng)大壩施工效果，并為相關(guān)人員提供參考。

Abstract： Dam construction is the key content of hydraulic engineering construction. The specific construction quality directly affects the service and safety of water conservancy projects. Among them， underwater concrete construction technology is the focus of dam construction. If the construction technology is not used reasonably， it may bring serious quality problems. Therefore， the article combines a specific dam construction project as an example to elaborate on the underwater concrete construction technology in dam construction， aiming to comprehensively promote the dam construction effect and provide reference for relevant personnel.

關(guān)鍵詞：大壩施工；水下混凝土；施工技術(shù)；質(zhì)量

Key words： dam construction；underwater concrete；construction technology；quality

中圖分類(lèi)號(hào)：TV544 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）32-0156-02

0 引言

大壩施工中，不可避免地需要進(jìn)行水下混凝土施工，而水下混凝土施工可以被理解為水下混凝土澆筑，可借助隔水設(shè)備實(shí)現(xiàn)施工，還可以運(yùn)用水下不分散混凝土，實(shí)現(xiàn)澆筑工作，通過(guò)增加相關(guān)添加劑，實(shí)現(xiàn)水下混凝土施工。水下混凝土施工技術(shù)是一項(xiàng)相對(duì)復(fù)雜的施工技術(shù)，施工質(zhì)量關(guān)系到壩體的功能與安全?；诖?，本文結(jié)合某工程實(shí)際情況，展開(kāi)對(duì)大壩施工中水下混凝土施工技術(shù)的研究，詳細(xì)內(nèi)容如下。

1 工程概況

為研究分析大壩施工中水下混凝土施工技術(shù)，本文結(jié)合某一具體的工程項(xiàng)目，展開(kāi)詳細(xì)研究。本工程為一多功能的綜合水庫(kù)，具備防洪、灌溉和發(fā)電等能力，滿(mǎn)足周邊居民的生活需求。水庫(kù)庫(kù)容設(shè)計(jì)為1723萬(wàn)m3，壩頂寬度設(shè)計(jì)為3m，水庫(kù)現(xiàn)黏土心墻頂高度為962.1m，滿(mǎn)足水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水位的957.53m要求，壩頂高程965.2m，大出現(xiàn)加固設(shè)計(jì)壩頂高程960.11m。大壩建設(shè)主要選擇混凝土作為主體材料。具體施工中，需要展開(kāi)水下混凝土施工。為確保施工的順利進(jìn)行，本工程對(duì)水下混凝土施工技術(shù)進(jìn)行具體的研究分析。

2 大壩施工中水下混凝土的相關(guān)特性要求

為實(shí)現(xiàn)水下混凝土施工，需要保障澆筑用混凝土具有優(yōu)秀的性能特點(diǎn)，現(xiàn)結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)大壩施工中水下混凝土的特性進(jìn)行闡述，具體內(nèi)容如下。

2.1 抗分散性

大壩施工中，需要保障混凝土在澆筑過(guò)程中，不會(huì)出現(xiàn)流失、離析等問(wèn)題，并確?；炷恋目骨治g能力。實(shí)際抗分散性提升，可通過(guò)適當(dāng)增加絮凝劑的方式實(shí)現(xiàn)。其中，抗分散性能可借助篩洗混凝土或溶液的pH、透光率實(shí)現(xiàn)測(cè)試。如果SCR絮凝劑的使用量超過(guò)水泥土量時(shí)，混凝土的pH將為堿性，處于8～10之間，且透光率>90%，損失≤10.2%。與普通混凝土比較，這類(lèi)混凝土的抗分散性更強(qiáng)，其中普通混凝土損耗≥60%。故此，則要求水下澆筑用混凝土能夠在水中保持性能不變，實(shí)現(xiàn)抗分散，且的保持比例不變，最終形成均勻穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

2.2 流動(dòng)性

水下混凝土澆筑過(guò)程中，不需要借助外界振動(dòng)，只通過(guò)縫隙填充鋼筋，并達(dá)到均勻密實(shí)的目的。這種情況下，則要求混凝土具有良好的流動(dòng)性，可以不泌水不出現(xiàn)骨料分析的問(wèn)題。結(jié)合原西德試驗(yàn)規(guī)范DIN1048方法測(cè)定，水下混凝土的擴(kuò)展程度處于35～50攝氏度。與常規(guī)混凝土比較，水下混凝土更顯更高。而且，水下混凝土的坍落度應(yīng)處于18～22cm之間。在具體的施工中，水下混凝土的流動(dòng)性，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)混凝土的流動(dòng)性進(jìn)行調(diào)整，從而保障水下混凝土的澆筑效果。如果流動(dòng)性不足，則會(huì)增加水下振搗難度，不利于混凝土的填充速度。

上述兩點(diǎn)要求是大壩施工中水下混凝土施工的關(guān)鍵，需要確保混凝土滿(mǎn)足抗分散和較好的流動(dòng)性。這樣才可以保障水下混凝土澆筑的順利完成，避免澆筑過(guò)程中，出現(xiàn)水下混凝土的質(zhì)量問(wèn)題，從而提升大壩的性能與質(zhì)量。

3 大壩施工中水下混凝土施工技術(shù)

結(jié)合本工程的實(shí)際情況，對(duì)具體的大壩施工中水下混凝土施工技術(shù)進(jìn)行闡述，詳細(xì)內(nèi)容如下。

3.1 添加絮凝劑法

借助添加絮凝劑的方式，可以增強(qiáng)混凝土的性能，使得混凝土可以滿(mǎn)足水下施工的需求。具體的絮凝劑也可以被理解為抗分散劑。添加絮凝劑后，混凝土具有一定的粘度，可以在水下抗擊水的沖刷作用，并保障其具有良好的流動(dòng)性。通過(guò)對(duì)絮凝劑的使用，可以有效地提升澆筑速度，且可以縮減施工對(duì)環(huán)境造成的影響，并縮短施工工期，效果理想。這種方式所得到的混凝土，它的抗壓強(qiáng)度在30～25MPa之間。且與常規(guī)混凝土比較，它的造價(jià)并非過(guò)于昂貴，僅為常規(guī)造價(jià)的0.5～1倍。這樣的優(yōu)勢(shì)，使得其在大壩水下施工中具有良好的應(yīng)用價(jià)值。本工程則是看在其具有性能卓越、造價(jià)適宜和污染小等特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，選擇添加絮凝劑法展開(kāi)水下混凝土施工。

3.2 泵壓輸送技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)混凝土的澆筑，本工程擇取泵壓輸送技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土的輸送工作。具體的設(shè)備選擇混凝土輸送泵，它可以實(shí)現(xiàn)攪拌后混凝土輸送和澆筑一次完成。對(duì)于泵管的輸出混凝土的部位應(yīng)合理選擇，一般在30～40cm范圍，最大深度為1m，如果過(guò)深則容易造成阻力增加，甚至帶來(lái)安全隱患。但是，如果過(guò)淺也容易造成不良現(xiàn)象，如水向泵內(nèi)反彈。故此，在具體的泵壓輸送技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中，必須注意混凝土的流柱狀態(tài)?，F(xiàn)對(duì)泵壓輸送技術(shù)的要點(diǎn)進(jìn)行闡述。

①輸送前，應(yīng)展開(kāi)常規(guī)檢查工作，確保輸送泵處于較好的運(yùn)作狀態(tài)。使用前，先取海綿球置入到管道內(nèi)，展開(kāi)泵送。確保水和混凝土管道分離，保持工作狀態(tài)，直至管道被混凝土塞滿(mǎn)。

②泵管布置是泵送的重要內(nèi)容，應(yīng)考慮阻力大的情況，對(duì)管道的管徑進(jìn)行控制，規(guī)避管徑過(guò)小的情況。另外，應(yīng)注意對(duì)管道彎頭的控制，規(guī)避彎頭過(guò)多的情況，從而使得泵送的效果得到保障。

③如果在具體混凝土泵送過(guò)程中，出現(xiàn)斷開(kāi)的情況，需要立刻將管制插入到灌注的混凝土中。其主要目的是規(guī)避水灌入到管道中。如果澆筑范圍過(guò)大，則需要由潛水員配合澆筑，并實(shí)現(xiàn)對(duì)澆筑位置的移動(dòng)。

④泵壓完成后，需要做好泵壓管道及泵的清洗工作，其主要目的是避免管道內(nèi)部的混凝土流出，導(dǎo)致環(huán)境的污染。

3.3 裝袋疊置法

這種技術(shù)同樣是大壩施工中水下混凝土，可借助纖維織物袋的方式，在水下所需要的位置放入坍落度50～70cm的混凝土混合物。其中，袋內(nèi)的混凝土混合物應(yīng)滿(mǎn)足袋的2/3。按照磚砌的方式，將纖維織物袋進(jìn)行疊放，從而達(dá)到穩(wěn)固的目的。而且，還可以配合鋼筋插接的方式，使其穩(wěn)定性得到進(jìn)一步的提升。這種方式是一種較為傳統(tǒng)的方式，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相對(duì)較好。但是，這種方式的成本相對(duì)較高，其主要適用于排水和非侵蝕性條件下。

3.4 開(kāi)底吊桶法

這種施工技術(shù)是盡可能的保持混凝土混合物與環(huán)境水接觸，并確?；炷恋奶涠认鄬?duì)較高，需要在150cm左右。類(lèi)似這種施工技術(shù)的方式還包括夯法和振法兩種，都是為了逐步從岸邊向水體中涌來(lái)。這種施工技術(shù)的實(shí)用范圍主要以小型大壩為主，要求水深在5m左右。如果現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境允許，可以適當(dāng)?shù)膶?duì)混凝土坍落度進(jìn)行調(diào)整，可調(diào)整到60～100cm左右，進(jìn)而使得水下混凝土結(jié)構(gòu)可靠性能夠得到保障，并增強(qiáng)混凝土的抗侵蝕性能。現(xiàn)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的具體實(shí)施要點(diǎn)進(jìn)行闡述。

①罐體的頂部必須做好覆蓋工作，可以選擇帆布或防水油布。且如果罐體的底部需要具有開(kāi)放的能力，能夠在具有需求的情況下，打開(kāi)底部，從而保障混凝土澆筑的順利展開(kāi)。

②在具體的澆筑作業(yè)中，由吊機(jī)對(duì)吊罐進(jìn)行起吊，將罐置于水中，當(dāng)罐體接近澆筑板面后，可以打開(kāi)罐體底部，將罐內(nèi)的混凝土直接排出到制定位置，進(jìn)而完成澆筑作業(yè)。

③實(shí)際施工時(shí)，如果滿(mǎn)足實(shí)際情況，則使需要保障再次進(jìn)入，需要在上次澆筑的頂部。之后，可選擇振動(dòng)或搗實(shí)的方式，使得混凝土能夠逐漸流動(dòng)到目標(biāo)區(qū)域，從而完成施工。

這種施工技術(shù)的運(yùn)用，主要選擇椎形施工機(jī)械，底部開(kāi)弧，使得混凝土可以順利排出。

3.5 垂直導(dǎo)管施工技術(shù)

垂直導(dǎo)管法也可以用于大壩水下施工中。具體的實(shí)施過(guò)程中，可借助密封管實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土的導(dǎo)入。先將一個(gè)軟體球置入到混凝土的表面，水下的混凝土則會(huì)將小球推向四周，借助其流動(dòng)性，自流平的混凝土則會(huì)形成。通常情況下，將管徑控制在25～30mm之間。具體的施工要點(diǎn)如下。

①在已澆筑的混凝土插入導(dǎo)管下端，為使得導(dǎo)管能夠順利完成拔出動(dòng)作，應(yīng)預(yù)留相關(guān)距離，一般將導(dǎo)管和混凝土間距控制在30～50cm左右，但是，仍舊需要保障混凝土能夠自由下落。

②在水下澆筑過(guò)程中，填充漏斗應(yīng)經(jīng)過(guò)多次填充，并注意避免出現(xiàn)到流現(xiàn)象。

③混凝土澆筑之間，預(yù)先做好混凝土與水的分離。具體澆筑前，應(yīng)將導(dǎo)管內(nèi)部注入混凝土，避免導(dǎo)管內(nèi)部充水，并注意對(duì)混凝土與水的差距，進(jìn)而保障混凝土的質(zhì)量可以得到保障。

垂直導(dǎo)管技術(shù)可廣泛適用于大型大壩施工和深水位的大壩施工項(xiàng)目，其在具體的應(yīng)用中，其優(yōu)勢(shì)較為顯著，主要體現(xiàn)在設(shè)備簡(jiǎn)單、灌注速度快和完整性理想，且灌注得速度快，水體的深度和灌注面對(duì)施工技術(shù)的干擾較小。在該項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，還延伸出了相關(guān)改進(jìn)方法，包括柔性管法、液壓閥施工技術(shù)，這幾種屬于優(yōu)化技術(shù)，均可以滿(mǎn)足實(shí)際施工需求，并且可以順利避免反水事故的發(fā)生，能夠綜合提升施工效率和施工質(zhì)量。

結(jié)合上述幾項(xiàng)水下混凝土施工技術(shù)，本工程在具體的實(shí)施中，擇取添加絮凝劑法+垂直導(dǎo)管施工技術(shù)，從而滿(mǎn)足施工的需求，能夠保障本工程大壩的順利建成，并提升混凝土澆筑的整體質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合大壩施工中水下混凝土施工技術(shù)，以某一具體的大壩工程為例，闡述具體大壩施工技術(shù)，并提出水下混凝土施工技術(shù)對(duì)混凝土的特征要求，再結(jié)合這些特征要求，探究具體大壩施工中水下混凝土施工技術(shù)，且最終本工程擇取絮凝劑法+垂直導(dǎo)管施工技術(shù)，從而滿(mǎn)足大壩的基本施工需求，能夠保障大壩的整體質(zhì)量，使得大壩的功能可以得到保障，進(jìn)而為周邊居民提供便利。

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