浅谈水闸工程大体积混凝土施工技术

时间：2024-05-17

宋华忠

（湛江市河川工程建设监理有限公司，广东湛江 524037）

1.工程概况

某排涝工程位于广东湛江东海岛钢铁基地和坡头区南三岛之间，工程的任务是以防洪、治涝为主，结合改善水环境等综合利用。本工程闸室采用4孔整体式钢筋混凝土结构，闸室顺水流方向长20.5m，垂直水流方向长36.2m，闸室底板厚1.2m，整个基础底板的混凝土量约为1158m 3，混凝土强度等级为C30，属大体积混凝土。

2.施工准备工作

大体积混凝土的施工技术要求比较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证闸室底板大体积混凝土的施工质量。

2.1 材料选择

（1）水泥

考虑本工程闸室混凝土的抗渗要求及泵送混凝土的泌水小，保水性能好的要求，确定采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，并通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗裂和抗渗能力。

（2）粗骨料

采用碎石，粒径5mm～25mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。

（3）细骨料

采用机制混合中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。

（4）矿粉

采用金龙S95级矿粉，增加混凝土的和易性，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升。

（5）粉煤灰

由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。粉煤灰对降低水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此要求粉煤灰的掺量控制在15%以内。

（6）外加剂

设计无具体要求，通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验，混凝土确定采用“武汉三源SY-G”型微膨胀剂，每立方米混凝土掺入23kg，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。同时考虑到泵送需要，采用浙江五龙ZWL-A-III型高效泵送剂，其减水率大于18%，可有效降低水化热峰值。

2.2 混凝土配合比

混凝土采用由杭州市三阳混凝土搅拌站供应的商品混凝土，因此要求混凝土搅拌站根据设计混凝土的技术指标值、当地材料资源情况和现场浇筑要求，提前做好混凝土试配。

2.3 现场准备工作

①基础底板钢筋及闸墩插筋预先安装施工到位，并进行隐蔽工程验收。②基础底板上的预留闸门门槽底槛采用木模，并安装好门槽插筋。③将基础底板上表面标高抄测在闸墩钢筋上，并作明显标记，供浇筑混凝土时找平用。④浇筑混凝土时，预埋的测温管及覆盖保温所需的塑料薄膜、土工布等应提前准备好。⑤管理人员、现场人员、后勤人员、保卫人员等做好排班，确保混凝土连续浇灌过程中，坚守岗位，各负其责。

3 混凝土浇筑

3.1 浇筑方法

底板浇筑采用泵送混凝土浇筑方法。浇筑顺序沿长边方向，采用台阶分层浇筑方式由右岸向左岸方向推进，每层厚0.4m，台阶宽度4.0m。每层每段混凝土浇筑量为20.5×0.4×4.0×3=98.4m3，现场混凝土供应能力为75m3/h，循环浇筑间隔时间约1.31h，浇筑日期为9月10日，未形成冷缝。具体浇筑程序如图1所示。

图1 排水闸底板浇筑程序图

3.2 混凝土振捣

混凝土浇筑时，在每台泵车的出灰口处配置2～3台振捣器，因为混凝土的坍落度比较大，在1.2m厚的底板内可斜向流淌2m远左右，1台振捣器主要负责下部斜坡流淌处振捣密实，另外1～2台振捣器主要负责顶部混凝土振捣，为防止混凝土集中堆积，先振捣出料口处混凝土，形成自然流淌坡度，然后全面振捣。振捣时严格控制振动器移动的距离、插入深度、振捣时间，避免各浇筑带交接处的漏振。

3.3 混凝土中泌水的处理

混凝土浇筑过程中，上部的泌水和浆水顺着混凝土坡脚流淌，最后集中在基底面，用软管污水泵及时排除，表面混凝土找平后采用真空吸水机工艺脱去混凝土成型后多余的泌水，从而降低混凝土的原始水灰比，提高混凝土强度、抗裂性、耐磨性。

3.4 混凝土表面的处理

由于采用泵送商品混凝土坍落度比较大，混凝土表面的水泥砂浆较厚，易产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝，在混凝土表面进行真空吸水后、初凝前，用圆盘式磨浆机磨平、压实，并用铝合金长尺刮平；在混凝土预沉后、混凝土终凝前采取二次抹面压实措施。即用叶片式磨光机磨光，人工辅助压光，这样既能很好地避免干缩裂缝，又能使混凝土表面平整光滑、表面强度提高。

3.5 混凝土养护

为防止浇筑好的混凝土内外温差过大，造成温度应力大于同期混凝土抗拉强度而产生裂缝，养护工作极其重要。混凝土浇筑完成及二次抹面压实后立即进行覆盖保温，先在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜，再加盖一层土工布。新浇筑的混凝土水化速度比较快，盖上塑料薄膜和土工布后可保温保湿，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝。

根据外界气温条件和混凝土内部温升测量结果，采取相应的保温覆盖和减少水分蒸发等相应的养护措施，并适当延长拆模时间，控制闸室底板内外温差不超过25℃。保温养护时间超过14d。

3.6 混凝土测温

闸室底板混凝土浇筑时设专人配合预埋测温管。测温管采用Φ48×3.0钢管，预埋时测温管与钢筋绑扎牢固，以免位移或损坏。钢管内注满水，在钢管高、中、低三部位插入3根普通温度计，人工定期测出混凝土温度。

混凝土测温时间，从混凝土浇筑完成后6h开始，安排专人每隔2h测1次，发现中心温度与表面温度超过允许温差时，及时报告技术部门和项目技术负责人，现场立即采取加强保温养护措施，从而减小温差，避免因温差过大产生的温度应力造成混凝土出现裂缝。

随混凝土浇筑后时间延长测温间隔也可延长，测温结束时间，以混凝土温度下降，内外温差在表面养护结束不超过15℃时为宜。

4.管理措施

①精心组织、精心施工，认真做好班前技术交底工作，确保作业人员明确工程的质量要求、工艺程序和施工方法，是保证工程质量的关键。②借鉴同类工程经验，并根据当地材料资源条件，在预先进行混凝土试配的基础上，优化配合比设计，确保混凝土的各项技术指标符合设计和规范规定的要求。③严格检查验收进场商品混凝土的质量，不合格商品混凝土料，坚决退场；同时严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。④加强过程控制，合理分段、分层，确保浇筑混凝土的各层间不出现冷缝；混凝土振捣密实，无漏振，不过振；采用“二次振捣法”、“二次抹光法”，以增加混凝土的密实性和减少混凝土表面裂缝的产生。⑤混凝土浇筑完成后，加强养护管理，结合现场测温结果，调整养护方法，确保混凝土的养护质量。