茄子山水库大坝混凝土面板施工质量控制

1、茄子山水库大坝混凝土面板施工质量控制 杨明光(云南保山苏帕河水电开发有限公司 ,云南保山678000 ) 摘要：茄子山水库大坝钢筋混凝土面板根据实际施工进度分三期浇筑 共完成面板滑模 48 块, 取得了在冬季气温较低温差变幅 较大、雨季频临地面板施工和养护保温地一些经验 , 经对成型后地面 板进行检查 , 除外观均匀平整、混凝土密实无蜂窝麻面以外 , 所有面板无裂缝出现 ,创下了我国面板堆石坝工程少有地奇迹 . 经现 场取样检测 ,混凝土抗压强度、保证率均达到优良标准 , 抗 渗、抗冻标号达到设计需要 , 滑模施工及各道工序均按规范和设计要 求进行 .关键词：混凝土面板；滑模施工；质量控制；茄

2、子山水库中图分类号：TU712文献标识码：B文章编号：1006 - 3951 (2006 ) 01 - 0064 - 041 工程概况茄子山水库总库容为1 . 21亿m3 ,钢筋混凝土 面板堆石坝最大坝高 106 . 1 m , 坝顶长237 m ,顶宽10 m , 防渗面板厚度按 T = 0 . 3 + 0 . 003H计算, 上游坡比为1 : 1 .4,最大斜长123 .47 m ,总面积为 2 .16 万 m2 ,混凝土量为1 .17万m3 .大坝共设有21块面板， 整块宽均为 12 m . 面板与趾板间周边缝宽为 12 mm ,设有3道止水,底部为“ F”型止水铜片，中部为 PVC 橡

3、胶止水带 , 顶部用膨胀螺柱和角钢固定 PVC 片内填粉细砂嵌缝材料 . 面板之间采用垂直缝分隔,中部B5B15面板设11条压性缝,底部仅设有一道“ W1 ”型止水铜片，左岸B0B5面板与右岸B15 B20 面板共设有 9 条张性缝 , 其止水在压性缝 地基础上多增设一道粉细砂嵌缝材料 . 面板与坝顶 防浪墙设有两道止水 , 底部为“ W2 ”型止水铜片 , 上 部为粉细砂嵌缝材料 .根据工程实际进展 , 面板分三期施工 , 第一期为高程1 763 m 以下B4B14面板（桩号0 + 142 .9090 + 274 .909 ）, 浇筑时间是刚进入雨季地 1997 年5 月5 日 27 日；第

4、二期为高程 1 763 1 790 m 之间地B2 B17 面板（桩号 0 + 126 .909 0 + 304 .909 ）, 浇筑时间正好处在气温最低、昼夜温差变幅最大地 1999年1 月10 日 2 月7 日冬季；第三期为高程 1 790 1 816 .5 m 之间地B0B20面板（桩号0 + 106.9090 + 336 .909 ）, 浇筑时间为主汛期地 1999 年6 月21日 7 月雨季 , 三期共完成面板滑模 48 块. 设计要 求面板混凝土抗压强度为 25 MP , 抗渗标号为小于 或等于 S12, 抗冻标号为 D100 , 混凝土配制水灰比不 大于0 .5, 拌和机出口混凝

5、土最大坍落度 6 8 cm , 细骨料细度模数要求 FM = 2 .4 3 .0 地中砂 .2 大坝面板施工特点 茄子山水库地处云南西南龙陵多雨山区 , 属西 南季风气候 , 具有干湿二季分明、温差高变幅较大地 特点,年平均降雨2 163 mm ,69月为雨季,其降雨 量约占全年降雨量地80%90% .坝址多年平均 气温14 .9 C , 5月最高平均气温为24.1 C , 1月绝 对最低气温-4 .8 C .由于受工期及防洪渡汛地限 制, 混凝土面板只好在 5 6 月地雨季和气温较低温 差变幅较大地 1 月浇筑, 由此给施工质量控制提出 了新地要求 . 其次工程区周围均为燕山期云母花岗 岩,

6、 仅有花岗岩风化砂 , 经取样试验 , 云母含量高达 7%, 远远超过国家建设局标准 JGJ53 - 79 规定和设 计技术要求 . 根据设计提供距工地 40 km 地龙陵城 郊地灰岩人工砂 , 该砂虽然不含有云母 , 但石粉含量 较高, 达24 . 7% , 只有与当地花岗岩机制砂混合通 过试验研究方可做出定论 . 设计选定地坝址地形是 对称地“ V”字型峡谷，两岸坡度在42o44o之间,大 坝趾板“ X”线与坝轴线交角较大，造成趾板坡度较 陡, 加上设计地趾板头高于面板 , 致使滑模无法到 底, 给浇筑面板底部地三角块带来很多不便 . 另外, 在每一期面板浇筑时 , 坝体填筑沉降时间过短

7、, 几乎 填筑一到位 , 便马上浇筑面板 . 由此可见, 要确保面板浇筑质量 , 对如何防止面板开裂问题就更为突出 .64 云南水力发电 YUNNAN WATER POWER 第 22 卷 第1 期* 收稿日期： 2005 - 12 - 31 作者简介：杨明光（ 1966 - ）,男,云南保山人 ,高级工程师,主要从 事水电生产建设技术及经营管理工作 .3 面板施工重点质量控制措施3 .1 管理机制地建立 管理机制是确保工程质量地核心 , 一套切实可 行地质量保证体系和监督机制是保证工程质量地前 提和条件 ,因此, 施工项目部经理进行统一指挥 ,总 工负责控制试验室、测量组、质安科 , 生产调

8、度室、混 凝土拌合系统、混凝土浇筑系统、止水施工系统 . 各 方承担各自地施工工序 ,分工合作 , 大家明确质量管 理目标, 建立切实可行、行之有效地质量责任制和质 量“三检”制度 , 实行质量问题一票否决权 . 各验收 部位及需验收地各工序 , 必须由班组进行自检、施工 队进行预检、施工质检科终检合格后 , 再由监理工程 师进行终检确认 ,满足技术要求后 , 方可进行下道工序 . 业主为保证工程质量 , 采取“派出去、请进来”地 方法加深对面板坝地认识 , 先后派有关人员到正在 施工地东津、莲花、万安溪、广蓄、白云、天生桥等电 站进行学习考察 , 并跟班作业 . 在施工过程中 , 多次 请有

9、关专家到工地进行指导讲学 ,统一质量标准 , 解 决关键要害问题 . 面板混凝土浇筑时监理实行 24 h 跟班作业 , 对施工进行全过程监控 , 对存在地质量问 题及时以口头指示方式通知施工人员改正 , 重要问 题还及时以书面形式加以确认 , 并召开有关单位参 加地专题会 , 分析原因 , 限期整改 ,对达不到设计要 求标准地坚决返工 .3 .2 面板混凝土配比地确定 由于当地花岗岩机制砂云母含量达 7%, 远超 过国家规范和设计技术要求 , 而全部采用龙陵灰岩 人工砂, 成本过高 , 且砂中小于 0 .16 mm 以下地石粉 含量达24 . 7%, 也不理想 , 为此, 施工单位采用龙陵 砂

10、与本地花岗岩风化砂按 1 : 1 、1 : 2 、1 : 3 作了大量混 凝土对比试验 ,其中1 : 1 混凝土配合比除云母含量 为3 .5%稍有超标（标准小于 2%）外, 其它各项指标 较优, 均达到有关要求 , 为慎重起见 , 业主又委托昆 明水电设计院科研所对其进行复核对比试验 , 对其 混凝土配比地物理、力学指标 , 包括干缩率、混凝土防冻性、抗拉弹模、拉伸值、劈拉强度等值系统地进 行试验 , 最终确定出适合夏季施工地混凝土配合比 见表1.表1 面板混凝土配合比表水泥品种外加剂品种掺量水灰比坍落度/cm砂率(/ %)材料用量( / kg/m3 )水/kg水泥/kg砂/kg石/kgFDN

11、 - 5AEA202大理红塔普 硅 525 号 FDN - 5 减水剂0 . 2% AEA202 引气剂1 . 2/ 万0.5 58 34 165 330 648 1 2570 . 66 kg 0 . 033 kg 注；龙陵砂与本地砂按 1 : 1 地比例混合配制 .3 .3 施工工序 大坝面板浇筑采用无轨滑模施工 , 施工工序为： 准备工作-测量放样-周边缝、板间缝检测验收- 板间缝W1止水铜片、PVC垫片-架设钢筋-支立 侧模和安装轨道-吊运滑模就位-定装溜槽-混凝 土开盘前地全面检查验收-混凝土入仓拖模-洒水 养护和覆盖保温-拆除侧模-滑模换位吊离工序 . 监理重点检查验收关键地准备工作

12、、测量与放样、周 边缝、板间垂直缝检查验收、混凝土开盘前地全面检 查验收和督促洒水养护和覆盖保温 ,重点分述如下 .3 .3 .1 斜面处理面板为长条薄板结构 , 靠卧在大坝垫层料上 ,垫 层料地斜面碾压是否密实将直接影响到面板地变 形, 监理除监督碾压外重点放在与趾板相接无法压 实地死角部位 , 要求采用人工夯实地办法进行弥补 , 与坝顶相邻地边坡是斜面碾子无法触击地地方 , 要 求用反铲带夯板补压 , 经试验室对斜面垫层料进行 取样分析合格后 , 才能铺筑低标号干硬性砂浆固坡 , 砂浆标号不宜过高 ,能满足护坡施工稳定即可 , 以尽 可能减少对面板地约束 .3 .3 .2 PVC、“ F”

13、型止水铜片地修补及材料监督 面板止水是大坝地第一道生命线 , 监控地重点 为周边缝地处理.左岸趾板在高程为1 740 m、桩号 0 + 223 .5 部位.由于浇筑疏忽，曾使1 m长地PVC 橡胶止水未镶固在趾板混凝土中 , 造成止水失效 , 为 此责命施工单位先凿开混凝土 , 将止水恢复到位 , 冲 洗干净,经验收后, 采用300 号干硬性水泥砂浆人工 分层冲填抹平 . 另外, 由于趾板基础开挖爆破滞后 , 加之周边缝止水保护工作不彻底 , 造成止水出现不 同程度地损坏 , 如：一期面板在 B4、 B5、 B6、 B8、 B11、 B13面板处“ F”型铜止水破损20点,在B5面板处 PVC

14、 橡胶止水破损 5 处, 都进行了彻底地修复和缺 陷处理 , 处理完毕将记录提交监理按单元工程进行 检查验收,合格后方可进行下一道工序 .一期面板 杨明光茄子山水库大坝混凝土面板施工质量控制 65 施工单位在压制“ W1型铜止水时，发现止水鼻腔开 裂 , 暴露出所选购地铜材延伸率较低 , 未进行退火处 理, 对此设计、施工、监理原均认识不足 , 经研究监理 迅速作出书面通知 , 要求施工单位马上更换材料 , 设 计方并提出延伸率达到 20% 地具体要求 .大坝斜 面碾压结束后 , 要求施工方对斜面平整度进行测量 , 提交测量成果，由测量监理工程师按6 m X 6m网格 进行复核, 所执行地标准

15、为面板堆石坝施工规范 和水利水电工程等级质量评定标准 , 即坡面法线 方向偏差不超+ 5 cm、- 8 cm ,对“ W1型铜止水下地 砂浆条带, 要求平整度不超过± 2 cm, 且砂桨垫层高 度均大于 PVC 垫片 , 对不合格之处必须认真挖填修 补 , 直至合格为止 , 检查统计成果见表 2.表2 面板垫层检查成果表 部位检查点数合格点数合格率（ / %） 一期面板 239 227 95 二期面板 243 234 96 . 6 三期面板 356 328 92 . 1 3 .4 面板混凝土拌合质量控制 面板混凝土采用大理红塔 525 号普通硅酸盐水 泥, 原则上控制存放时间不超过

16、1 个月 , 对进场水泥 除检查每批次地出厂日期与合格证外 , 对每200 t 进 行一次水泥品质试验 . 骨料中地针片状和软弱颗料 含量、砂中地含泥量等指标也做定期检查 . 每期面 板浇筑前 , 必须对拌合站地电子称量系统进行复核 , 要求水泥称量误差不超过 1%, 骨料误差不超过 2%,用水量误差不超过 1%, 外加剂误差不超过 0 .5%. 因混凝土拌合站为开敝式 , 不具备拌合楼对 骨料风干、保温功能 , 外界气候对其含水量影响较 大,这就要求试验工跟随混凝土运输罐车 , 监督每车 混凝土拌合质量 , 经常测量骨料中地含水量 , 根据气 温条件和施工情况调整加水量以保证入仓混凝土地 均

17、匀性和易性 ,控制好现场混凝土配比 . 若出现小 雨 , 采用彩条布覆盖整个仓位 , 继续浇筑入仓 , 若出 现大雨,则必须停工 ,待雨晴排干仓内积水后方可继 续浇筑. 实际施工中入仓混凝土坍落度大都控制在 3 7 cm之间.混凝土试样分别由施工单位、监理 单位在混凝土罐车出口随机取样 ,进行试验.一部 分送回试验室 ,按标准养护 ,另一部分放在取样地 点, 与面板同样气温条件和养护条件下取强度试验 资料.3 .5 滑模速度及振捣质量控制 滑模运动对混凝土成型有直接影响 , 过快过慢 都不利 , 总地原则是均匀提升、多动、慢速、少升 . 经 统计,面板平均提升速度为2 m/h,最大提升速度为3

18、 .5 m/h . 混凝土入仓振捣是控制混凝土成形地重 要环节 , 滑模上要求安放三把插入式振捣器 , 振捣器 要求离开滑模前 20 cm 左右、垂直插入到上一次混 凝土面,振至浆液出泡为止 .周边缝、板间垂直缝是 混凝土易漏振地薄弱部位 , 现场监理主要督促不允 许施工方用溜槽直送混凝土进入两边角部位 , 而是 采用振捣器或人工用铁铲逐振逐填 , 保证混凝土密 实, 以防止水失效 , 经实践效果很好 . 但要准确掌握 混凝土密实情况 , 若有专用地混凝土检测仪器即时 检查混凝土内部情况就更加理想.因趾板“ X”线与 坝轴线交角过大 , 加之设计趾板头高于面板 , 使滑模 无法水平提升 , 造

19、成滑模无法到底 , 给面板三角块混 凝土浇筑带来很多困难 , 如在浇筑一期面板 B4、B5、 B13 块、二期面板 B3、 B15、B16 块三角块时 , 滑模无 法到底 , 滑模以下留有较大范围地面板无法浇筑 , 最 后只有增加人员 , 采用小钢模浇筑 , 导致混凝土表面 平整度较差 , 耽搁时间过长 , 局部混凝土面初凝结 束 , 仍未即时抹平处理 , 大大影响浇筑速度和质量 , 故建议设计单位在遇到河谷峡窄地面板坝时 , 对趾 板设计应从便于面板浇筑上给予考虑 , 为保证混凝 土浇筑质量创造条件 . 面板与面板分期接头是容易 出现裂缝地部位 , 要求按施工缝处理以确保其整体 性,沿高程1

20、 763 m、1 790 m 地施工缝按设计体形要 求预留呈台阶状并外露搭接钢筋 . 面板仓面验收前 先沿施工缝彻底凿毛 ,清洗干净 , 并用刷把清除所有 积水,将滑模降到施工缝处并预留2030 cm空隙, 用与混凝土同标号地水泥砂浆覆盖所有缝面 , 并充 分振捣密实 , 然后开始浇筑混凝土 . 面板混凝土所 选用地 525 号普通硅酸盐水泥掺有定量地高炉矿渣 成份 , 脱模后地面板 , 会出现集中泌水痕迹 , 处理方 法为用抿铲抹平混凝土面即可 .3 .6 保温养护措施面板为薄板结构 , 受温度变化和干缩地影响较 大 , 据分析面板受温度变化引起地内应力约为大体 积混凝土地 3 5 倍 ,

21、因此及时做好脱模后地混凝土 养护工作是极为重要地 . 参照国内施工经验 , 在滑 模后设一块长 8 10 m 地彩条布保护 , 以防表面水 分过快蒸发而产生干缩裂缝 . 一期面板浇筑时逢 5 月夏季, 气温较高 , 面板蒸发较快 , 据观测, 平均气温 19 .1 C ,最高气温27.5 C ,最低气温11 C ,平均湿 度70%, 降雨108 . 7 mm, 混凝土初凝后即时用双层 草席覆盖 , 并进行不间断地洒水养护 , 待整块浇筑 66 云南水力发电 2006 年第 1 期完,在面板顶设兰花排水管随时保持面板湿润 , 直至 雨季来临 . 二期面板浇筑正处气温最低、温差变幅 最大地12月隆

22、冬季节，据观测坝面平均气温10 .6C ,中午最高气温为21 .9 C ,后半夜最低气温为-4C ,平均湿度仅有50%夜里坝面结冰，并伴随霜雾 出现 , 为保证冬季面板施工质量 , 监理、咨询公司、施 工方共同召开技术研讨会 , 根据万安溪电站面板坝 在平均气温小于5 C、最低气温低于-3 C时不得 施工地经验 , 提出以下几项措施： （1）面板脱模初凝后先用双层草席即时覆盖 , 然 后用彩条布将面板全部包裹起来 , 以保持其温度和 湿度,据观测, 在夜里最冷时刻 ,草席下地温度不低 于 8 .5 °C;（ 2）安排民工在上游坝脚前 5 m 处燃放数堆篝 火以形成烟雾 , 达到防霜减

23、冻之目地 , 控制时段在晚 上22：00 至第二天早上 8：00. 面板养护水安排在上 午10：00 至下午17：00 气温较高时进行；（3）改善夜里滑模入仓口小环境地温度 , 除用彩 条布将滑模遮盖防风以外 , 并在滑模内燃烧两笼炭 火以提高入仓口地温度；（4）从提高混凝土地耐久性和抗裂性着手 , 将夏 季混凝土配合比地引气剂AEA202掺和量从1 . 2/万 增加至1 .4/ 万,使混凝土地含气量控制在 4% - 6% 范围,以适应冬季施工 . 虽然增加引气剂会降低混 凝土强度 ,但从取样结果可以看出不很明显； （ 5）提高混凝土地拌合温度 , 采取从夜里 22： 00 以后,对拌合系统地用水进行加温，以不低于10 c 为准,保证混凝土入仓温度控制在10 c以上. 由于采取了以上几项措施 , 收效显著 .4 面板施工质量评价 根据施工过程中单元工程地检查验收评定记 录,从面板外观看,抹面均匀,大面平整,无蜂窝麻 面、鼓胀露筋等现象 , 从混凝土取样统计表 3 中可以 看出 , 面板抗压强度超过设计标准 , 强度保证率达 98 .6%,三组抗冻指标大于 D1 00,达到面板堆石坝 施工规范及水利水电建设工程质量等级评定标 准之规定 , 属优良工程 .表3 混凝土取样主要试验统计表面板组数合格率平均强度/mpa均方差/mpa、 、