吉音水利樞紐工程施工質(zhì)量控制分析

把浩琪 成堅強(qiáng)

摘 要：對吉音水利樞紐工程施工過程進(jìn)行回顧性分析，詳細(xì)論證施工質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)。吉音水利樞紐工程施工過程主要包括壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計，面板混凝土施工方案和混凝土施工質(zhì)量控制等。在混凝土面板堆石壩水利施工中，混凝土面板作為主要的防滲結(jié)構(gòu)物，在大壩的正常安全運行中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此，面板混凝土施工質(zhì)量控制是整個工程的關(guān)鍵所在?；诖?，筆者分析了吉音水利樞紐整個施工過程中的質(zhì)量控制及詳細(xì)參數(shù)，探討大壩建筑過程中的關(guān)鍵質(zhì)量控制要點。

關(guān)鍵詞：吉音水利樞紐;壩體分區(qū);面板混凝土;質(zhì)量控制

中圖分類號：TV523 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1003-5168（2022）1-0062-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.01.014

Analysis on Construction Quality Control of Jiyin Water Conservancy Project

BA Haoqi? ? CHENG Jianqiang

（Gansu Provincial Bureau of Water Resources and Hydropower Engineering， Lanzhou 730030，China）

Abstract： The construction process of Jiyin water conservancy project is analyzed retrospectively and the key techniques of construction quality control are demonstrated in detail. The construction process of Jiyin water conservancy project mainly includes dam structure design， concrete construction scheme and quality control of concrete construction. In the construction of concrete plate rockfill dam， concrete plate， as the main anti-seepage structure， plays an important role in the normal and safe operation of the dam. Therefore， the quality control of plate concrete is the key to the whole project. Based on this， the author analyzes the quality control and detailed parameters in the whole construction process of Jiyin Water Conservancy Project， and discusses the key quality control points in the dam construction process.

Keywords： Jiyin Water conservancy project; dam partition; concrete plate; quality control

1 工程概況

吉音水利樞紐工程位于新疆和田地區(qū)于田縣境內(nèi)，該庫的蓄水容量為0.82×109 m3，調(diào)節(jié)庫的容量為0.6×109 m3 ，原設(shè)計水位為2 509.12 m，核準(zhǔn)后水位為2 510.76 m，正常蓄水位為2 509 m[1]。該項目是以灌溉、防洪為主，兼顧發(fā)電的綜合性水利工程。吉音水利樞紐工程為二等工程，大壩為永久性雍水建筑，建筑物級別為2級。大壩設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，洪水的流量為927 m3/s，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為2000年一遇，洪峰流量為1 497 m3/s。攔河壩采用混凝土面板堆石壩，最大壩高為124.5 m，壩頂長489 m，最大攔水高為122.26 m。工程建成后，可控制灌溉面積為4.72萬hm2，將下游防洪堤防洪標(biāo)準(zhǔn)由3年一遇提高到20年一遇[2]。

2 壩體分區(qū)

壩體分區(qū)的原則有以下三點。

第一，壩體中應(yīng)設(shè)計有排水通道，壩料之間應(yīng)滿足水力過渡要求。

第二，壩軸線上游側(cè)壩料應(yīng)具有較大的變形模量，保證蓄水后壩體變形協(xié)調(diào)，減少對混凝土面板的沖擊力。

第三，根據(jù)施工現(xiàn)場的開挖料的數(shù)量及質(zhì)量，確定壩體材料分區(qū)，盡可能利用樞紐工程開挖材料，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的[3-4]。

結(jié)合壩體區(qū)域的地質(zhì)條件、建筑壩體材料的來源及其物理性質(zhì)、平衡土石方等因素，確定壩體分區(qū)依次分為上游蓋重區(qū)、上游鋪蓋區(qū)、混凝土面板、墊層區(qū)、特殊墊層區(qū)、過渡料區(qū)、上游堆石料區(qū)、砂礫石料區(qū)、下游堆石料區(qū)[5]。壩體各料區(qū)標(biāo)準(zhǔn)控制參數(shù)如表1所示?，F(xiàn)將各區(qū)質(zhì)控要點總結(jié)如下。

2.1 上游蓋重區(qū)

蓋重料采用石渣料，即堆石料場（P2料場）開挖料，采用兩立方米容量挖掘機(jī)進(jìn)行挖裝，20 t自卸汽車運輸至填筑部位，進(jìn)占法卸料，填筑層厚為80 cm，山推22型推土機(jī)攤鋪，22 t自行碾進(jìn)行碾壓。上游鋪蓋料和石渣蓋重同步上升，先鋪填黏土料兩層，再鋪填石渣料一層。

2.2 上游鋪蓋區(qū)

擬定開采土料料場位于場內(nèi)施工道路旁山體，此處土料為黏土，儲量豐富，并且在征地范圍內(nèi)，現(xiàn)場利用兩立方米容量挖掘機(jī)進(jìn)行表層覆蓋層清除，有利用層用20 t自卸汽車裝運至上游填筑區(qū)，利用后退法卸料，鋪填厚度控制在30～50 cm。山推22型號推土機(jī)攤鋪，22 t自行碾進(jìn)行碾壓夯實。

2.3 墊層區(qū)

采用堆石料場（P2料場）開挖爆破料，由砂石骨料加工系統(tǒng)加工而成，要求級配良好，墊料粒徑最大不超過80 mm，不大于5 mm的顆粒占比為20%～35%，不大于0.1 mm的顆粒占比小于5%，壓實后滲透系數(shù)大于1×10-2 cm/s[6]。現(xiàn)場利用兩立方米容量挖掘機(jī)進(jìn)行鋪平，填筑層厚控制在40 cm左右，填筑寬度為2 m，22 t自行碾進(jìn)行碾壓。

2.4 特殊墊層區(qū)

采用堆石料場（P2料場）開挖爆破料，由砂石骨料加工系統(tǒng)加工而成。用于兩岸周邊縫部位填筑，要求級配良好，最大粒徑小于等于40 mm，小于5 mm的顆粒含量為30%～45%，小于0.1 mm的細(xì)粒含量不大于5%[7]。

2.5 過渡區(qū)

采用堆石料場（P2料場）開挖爆破料，由砂石骨料加工系統(tǒng)加工而成，要求級配良好，最大粒徑小于等于300 mm，壓實后滲透系數(shù)大于1×10-2 cm/s，現(xiàn)場利用容量為兩立方米挖掘機(jī)進(jìn)行鋪平，填筑層厚控制在40 cm左右，填筑寬度為2 m，22 t自行碾進(jìn)行碾壓。

2.6 上游堆石料區(qū)

采用堆石料場（P2料場）開挖爆破料，要求級配良好，最大粒徑小于等于800 mm，壓實后的設(shè)計干密度大于等于2.14 t/m3，設(shè)計孔隙率宜小于等于20%，滲透系數(shù)大于1×10-2 cm/s。自卸汽車卸料采用進(jìn)占法卸料，山推32、山推22推土機(jī)平行于壩軸線進(jìn)行攤鋪，填筑層厚控制在80 cm左右，32 t、22 t自行碾及牽引式振動碾進(jìn)退錯距法碾壓，以防漏碾欠碾，自行碾碾壓遍數(shù)為8遍，行走速率控制在1.5～2.0 km/h，鋪填厚度和碾壓遍數(shù)嚴(yán)格按碾壓試驗確定的參數(shù)進(jìn)行施工。

2.7 砂礫石料區(qū)

采用河床砂礫石料（C3料場），利用兩立方米容量挖掘機(jī)剝離表層覆蓋層，20 t自卸汽車裝運至填筑部位，進(jìn)占法卸料，最大粒徑小于等于600 mm，小于0.075 mm石料含量不大于8%，相對密度大于等于0.85，填筑層厚控制在80 cm左右，32 t、22 t自行碾及牽引式振動碾進(jìn)退錯距法碾壓。

2.8 下游堆石料區(qū)

施工過程和上游堆石料區(qū)填筑質(zhì)控一致。對C3料場開采前進(jìn)行料源質(zhì)量勘測。共布置86個采集坑，86組試驗數(shù)據(jù)，試驗結(jié)果如表2所示?？睖y結(jié)果表明，C3砂礫石料場符合施工標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 混凝土面板施工方案

吉音水利樞紐面板混凝土施工過程中，結(jié)合該項目工程特點，面板用鋼筋現(xiàn)場綁扎焊接、混凝土罐車運輸至指定施工位置、坡面全封閉式溜槽入倉，采用人工振搗、兩次收面、無軌滑模跳倉分期澆筑的施工方案[8]。

3.1 砂漿條帶施工及擠壓邊墻坡面修整

砂漿條帶施工前，先對坡面擠壓邊墻混凝土表面進(jìn)行平整度測量，以滿足坡面偏差要求，其次對面板垂直縫位置及砂漿條帶部位進(jìn)行測量放線，并在縫線上標(biāo)明砂漿墊層的設(shè)計高度，然后人工進(jìn)行開槽，M20砂漿由混凝土拌和系統(tǒng)供應(yīng)，10 m3混凝土罐車?yán)\至壩頂，經(jīng)所搭設(shè)的溜槽由從下至上澆筑，人工輔助鋪平，木模收面，表面平整度要求2 m內(nèi)控制在5 mm以內(nèi)，最后利用無紡布灑水養(yǎng)護(hù)。

垂直砂漿條帶施工完畢后，以其為基準(zhǔn)面對擠壓邊墻坡面進(jìn)行超欠處理，對超基準(zhǔn)面高程的部位進(jìn)行人工鑿除，對低于基準(zhǔn)高程的部位先進(jìn)行基面鑿毛處理，再用砂漿進(jìn)行修補至基準(zhǔn)面高程。其偏差按5～8 cm控制，為面板提供一個平整基準(zhǔn)面。

3.2 瀝青乳化防護(hù)

鋼筋綁扎前須在清理完成的坡面進(jìn)行乳化瀝青防護(hù)，壩頂做好地錨，將已加工制作完成的簡易臺車掛于坡面，先在坡面噴射一遍乳化瀝青，待干后再噴射一遍。緊接著用鐵鍬拋撒砂子，隨后用滾輪碾碾壓一遍，再噴射一遍乳化瀝青，并再拋撒一遍砂子，用滾輪碾再碾壓一遍，使砂與瀝青結(jié)合為牢固的瀝青砂復(fù)合體。瀝青乳劑的品種、配比及噴灑層數(shù)等，應(yīng)通過試驗確定，本工程試驗層數(shù)確定為三乳兩砂[9]。

3.3 鋼筋制作安裝

面板所需鋼筋由加工廠預(yù)先加工，運至壩面后由自制鋼筋臺車運至施工作業(yè)面，鋼筋臺車由2臺10 t卷揚機(jī)牽引，將加工好的鋼筋置于鋼筋臺車，運至施工作業(yè)面，自下而上現(xiàn)場綁扎焊接。鋼筋綁扎前先在坡面布置好架立筋，打入擠壓邊墻40 cm，并做出綁扎鋼筋網(wǎng)片的位置，綁扎過程中與連接鋼筋固定，待混凝土澆筑時，再將架立筋與主筋連接處隔斷。

3.4 止水及墊片安裝

止水安裝時，先清理干凈砂漿條帶部位的碎石，并在砂漿條帶中部鋪設(shè)聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，PVC）墊片，在墊片連接處膠粘牢固且保證兩墊片平整。而后再進(jìn)行銅止水安裝。

面板分縫的銅止水均由銅片加工機(jī)按設(shè)計要求現(xiàn)場制作加工，為保證銅片在安裝過程中不折損且施工方便，將銅片止水長度加工至20～30 m并運送至坡面，用氧氣與乙炔經(jīng)噴槍混合噴射后點燃，利用高溫將銅焊條加熱后粘取銅粉進(jìn)行銅止水片的焊接，焊接采用雙面焊，焊接過程中將銅止水片墊起，避免高溫?zé)龎牡撞克伒腜VC墊片。待銅片止水安裝完畢，在其“牛鼻子”中塞入氯丁橡膠棒及閉孔泡沫板，使其內(nèi)部填充飽滿，安裝完畢后再用卡具將銅片止水固定。

3.5 側(cè)模安裝

側(cè)模利用0.15 m×0.15 m×2 m的方木及不同厚度尺寸的木板配合安裝，以滿足面板厚度隨高度上升而逐漸減薄的需要，在每隔2 m的位置與鋼筋網(wǎng)片焊接一根拉結(jié)筋并伸出側(cè)模外，在拉結(jié)筋端部焊接絲桿，方便固定側(cè)模，方木之間用“螞蟥釘”連接牢固，以增強(qiáng)側(cè)模的穩(wěn)定并防止跑模。在模板安裝過程中必須保證銅片止水“牛鼻子”處于相鄰兩倉混凝土縫中。待滑模放下，校核側(cè)模結(jié)構(gòu)尺寸，驗收合格后在其表面涂抹潤滑油，以保證滑模順利滑行，側(cè)模剛度及強(qiáng)度滿足無軌滑模在其頂部滑行而不受破壞。

3.6 無軌滑模

無軌滑模由底部鋼面板、上部三角形鋼桁架以及抹面平臺三部分組成，振搗平臺頂部設(shè)有防雨棚，平臺上用木板搭設(shè)，方便作業(yè)人員施工，平臺后用鋼絲繩掛抹面平臺及二次抹面平臺[10]。

4 面板混凝土施工質(zhì)量控制

吉音水利大壩采用面板混凝土設(shè)計，面板材料主要由標(biāo)號為C25W12F200的混凝土配比聚丙烯纖維組成，聚丙烯纖維含量為0.9 kg/m3[10]。面板混凝土施工質(zhì)量控制主要從以下幾個方面進(jìn)行：原材料出廠質(zhì)檢合格證明，混凝土配合比檢驗，運輸過程質(zhì)控，澆筑實施質(zhì)控[11]。每批次原材料進(jìn)廠前都要檢查隨車出廠合格證明以及出廠質(zhì)檢報告，信息核對檢查確認(rèn)無誤后，需要等待項目質(zhì)檢站抽驗，抽驗檢查合格后方可入庫。存放場地必須懸掛材料標(biāo)識牌，注明材料規(guī)格型號，檢驗狀態(tài)[12]。如表3，混凝土配合比的檢驗數(shù)據(jù)要符合項目設(shè)計數(shù)據(jù)，拌和站按照實驗室出具的配合比數(shù)據(jù)表嚴(yán)格執(zhí)行，質(zhì)檢合格后方可出倉。混凝土運輸采用6 m3混凝土罐車經(jīng)拌和站運輸?shù)綁雾斊脚_。該過程的質(zhì)控主要包括兩點，一是澆筑時測量坍落度，卸料時坍落度控制在3～7 cm;二是運輸時間，質(zhì)控要求該項目混凝土從出倉到運輸至工作面的時間必須不能超過45 min?；炷翝仓|(zhì)量直接關(guān)系到整個工程的施工質(zhì)量，因此，開展?jié)仓僮鲿r，應(yīng)根據(jù)施工條件選擇科學(xué)的澆筑方法。由于該水庫施工面積大，施工難度高，故而采用分層分段澆筑模式。該水庫混凝土配合比例見表3。

為了保證混凝土在施工過程中溫度控制在一個合理范圍內(nèi)，施工前期從原材料采購就進(jìn)行預(yù)評估?；炷亮芽p的形成主要是由于在澆筑過程中，內(nèi)外溫差過大導(dǎo)致內(nèi)外凝結(jié)時間不一致產(chǎn)生。因此，混凝土溫控是保證施工澆筑質(zhì)量的關(guān)鍵所在。根據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，混凝土仿真計算可以預(yù)測大壩溫度的變化。根據(jù)仿真結(jié)果來看，在澆筑完大壩底板后，壩體澆筑高度為1.5 m/層，間隔時間為9 d，該技術(shù)可有效進(jìn)行混凝土溫控。根據(jù)溫控防裂計算公式進(jìn)行仿真，短間歇薄層澆筑具有可行性，為快速施工提供了數(shù)據(jù)支持。大壩混凝土熱力學(xué)參數(shù)見表4。

5 結(jié)語

吉音水利樞紐大壩采用混凝土面板堆石壩設(shè)計，從壩體分區(qū)設(shè)計到混凝土面板施工質(zhì)控，全過程采用嚴(yán)格的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。在壩體分區(qū)中，壩體中心部位設(shè)有砂礫石填筑區(qū)，有利于壩體的變形控制，再加上周邊的堆石料，進(jìn)一步增強(qiáng)了壩體的滲透穩(wěn)定性。施工過程中嚴(yán)格按照級配曲線的連續(xù)性，控制材料的粒徑范圍，嚴(yán)把滲透系數(shù)關(guān)，采用合理的施工方案，保證混凝土溫控質(zhì)量，避免裂縫的產(chǎn)生。

面板混凝土澆筑過程中采用了無軌滑模等新技術(shù)，為施工過程中的質(zhì)量控制起了至關(guān)重要的作用，吉音水利樞紐面板澆筑歷時4個月，于2016年9月16日成功下閘蓄水。自吉音水利樞紐下閘蓄水以來，大壩已經(jīng)過5年的蓄水運行。目前大壩運行良好，運行期間監(jiān)測結(jié)果顯示，壩體總體變形量小，面板變形均在可控范圍之內(nèi)，這與施工過程中嚴(yán)格的質(zhì)量控制密不可分。

參考文獻(xiàn)：

[1] 賈國東.吉音發(fā)電廠房金屬結(jié)構(gòu)安裝施工工藝淺析[J].陜西水利，2017（S1）：215-217.

[2] 李振綱.吉音水庫混凝土面板堆石壩設(shè)計[J].水利水電技術(shù)，2016（47）：21-26.

[3] 陳念水，安盛勛，湯旸，等.公伯峽水電站混凝土面板堆石壩分區(qū)設(shè)計[J].水力發(fā)電，2004，30（8）：30-32.

[4] 徐燕.新疆小型水庫工程大壩設(shè)計要點[J].水利水電技術(shù)，2016，47（3）：23-26.

[5] 韓雪輝.中葛根水庫面板堆石壩壩體分區(qū)分析[J].中國水運，2016，16（2）：193-194.

[6] 焦陽.大石門水利樞紐瀝青混凝土心墻砂礫石壩設(shè)計[J].西北水電，2016（47）：47-52.

[7] 鄭遠(yuǎn)建.瀘定水電站黏土心墻堆石壩快速施工技術(shù)與質(zhì)量控制[J].四川水利發(fā)電，2011（30）：112-115.

[8] 趙曉慶.淺談混凝土面板堆石壩面板砼施工質(zhì)量控制[J].科技與企業(yè)，2012（2）：45-46.

[9] 王明君.水利工程建筑材料質(zhì)量控制措施[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2021（11）：123-124.

[10] 張國，李根社.堆石壩面板施工采用無軌滑模的應(yīng)用研究[J].四川水利，2020，41（1）：75-78.

[11] 王雪峰，解長玉.水利工程施工管理中的質(zhì)量和安全控制分析[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2021（8）：110-112.

[12] 苗承中.水利水電工程施工中的常見問題及對策[J].河南科技，2021，40（11）：79-81.

收稿日期：2021-11-10

作者簡介：把浩琪（1994—），男，本科，助理工程師，研究方向：水利水電建筑工程質(zhì)量控制;成堅強(qiáng)（1990—），男，碩士，工程師，研究方向：輻射防護(hù)的設(shè)計研究。

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