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水电站碾压式混凝土坝施工工艺及质量控制

作者

冯大维 罗青松 常贵春

长沙金科房地产开发有限公司 湖南省长沙市 410000 贵州省凯里市龙场镇农业农村综合服务中心 贵州省黔东南州凯里市 556007 中国水电水电第五工程局有限公司 四川省成都市 610000

一、碾压式混凝土坝施工工艺分析

(一)原材料的选择与配比控制

原材料的品质直接决定碾压式混凝土坝的性能,水泥、骨料、掺合料与外加剂的选择需严格遵循相关标准。水泥宜选用水化热较低的品种,以降低混凝土内部温升;骨料的级配、粒径与含泥量应满足设计要求,确保混凝土的强度与耐久性 。同时,合理掺入粉煤灰、矿渣粉等掺合料,既能节约水泥用量,又可改善混凝土的工作性能。在配比控制方面,需综合考虑施工条件、气候环境等因素,通过试验确定最优配合比,保证混凝土的和易性、强度及抗渗性等指标达标,为后续施工奠定坚实基础。

(二)施工机械与设备配置

混凝土搅拌设备需具备足够的生产能力,以满足浇筑强度要求,且计量系统应精准可靠,确保原材料配比准确。运输设备的选型要综合考虑运输距离、地形条件等因素,常用的自卸汽车、皮带机等需保证混凝土在运输过程中不发生离析、漏浆等现象。压实设备则需根据坝体结构与混凝土特性选择,振动碾的重量、振幅、频率等参数直接影响碾压效果,同时辅以平仓机等设备协同作业,形成高效的施工机械组合,提高施工效率与质量。

(三)分层碾压施工流程

在每层混凝土摊铺前,需对仓面进行清理与湿润处理,确保层间结合良好。混凝土摊铺时,采用平仓机进行初步平整,控制摊铺厚度均匀一致,避免出现骨料集中或架空现象。随后,振动碾按照规定的碾压参数与遍数进行压实作业,遵循先静碾后振碾、先慢后快、先边缘后中间的原则,保证碾压密实度符合设计要求。每层碾压完成后,及时进行质量检测,若发现问题需立即处理,合格后方可进行下一层施工,通过严格的分层控制,保障坝体整体质量。

(四)温控与缝处理技术

混凝土浇筑过程中,因水泥水化热等因素易导致内部温度升高,需通过预埋冷却水管、采用预冷骨料等温控措施,降低混凝土内部温升,控制内外温差在合理范围内。同时,合理设置横缝、纵缝等结构缝,并采用先进的止水材料与工艺进行处理,防止渗水对坝体造成损害。此外,在混凝土养护阶段,加强保温保湿措施,减缓混凝土降温速率,减少温度应力,进一步提高坝体的抗裂性能与耐久性。

二、碾压式混凝土坝施工中的质量控制要点

(一)原材料质量控制

原材料质量是碾压式混凝土坝工程质量的根本保障,需构建全流程管控体系。水泥进场时,严格查验生产厂家资质、产品合格证及强度、凝结时间等性能指标,通过抽样复检确保其水化热、安定性等符合设计要求;骨料验收时,除核查级配、含泥量等常规指标外,还需对坚固性、针片状颗粒含量进行检测,防止因骨料质量缺陷影响混凝土强度与耐久性。对于掺合料和外加剂,同样要依据相关标准进行性能测试,确保其成分稳定性及与水泥的适应性,从源头杜绝质量隐患,为混凝土性能达标提供可靠支撑。

(二)混凝土拌合与运输质量保障

混凝土拌合与运输环节直接影响其工作性能与浇筑质量,需进行精细化管理。在拌合过程中,精确控制原材料计量误差,通过自动化搅拌设备与实时监控系统,确保配合比精准执行;同时严格把控搅拌时间与转速,保证混凝土均匀性,避免出现离析、泌水现象。运输阶段,根据距离与路况合理选择运输设备,采用密封性能良好的罐车或皮带机输送,控制运输时间与温度,防止混凝土坍落度损失过大或因高温失水影响浇筑性能。到达施工现场后,及时对混凝土的工作性进行检测,不合格的混凝土严禁入仓,确保浇筑前混凝土质量满足施工要求。

(三)碾压质量与密实度监测

碾压质量与密实度直接决定坝体强度与防渗性能,需建立多维度监测体系。施工前,通过现场碾压试验确定振动碾的最佳工作参数,包括重量、振幅、频率及碾压遍数等;施工过程中,采用核子密度仪、压实计等设备实时监测碾压密实度,对边角、结合部等薄弱区域加强检测频次,确保无漏压、欠压现象。同时,记录每一层碾压的时间、参数及密实度数据,形成完整的质量追溯档案。若发现密实度不达标,立即采取补碾或返工处理,通过严格的过程控制与质量检测,保障坝体碾压质量符合设计标准。

(四)温控裂缝预防与处理

温控裂缝是影响碾压式混凝土坝耐久性的关键因素,需采取系统的防控措施。施工前,基于热传导理论进行温度场仿真分析,制定科学的温控方案;浇筑过程中,通过预埋冷却水管进行通水冷却,采用覆盖保温材料、喷雾降温等措施降低混凝土表面温度,严格控制内外温差在允许范围内。对于已出现的裂缝,根据其宽度、深度及发展趋势,采用表面封闭、灌浆处理等针对性修复技术,防止裂缝进一步扩展影响坝体安全。同时,加强养护管理,延长保温保湿时间,降低混凝土收缩应力,有效提升坝体抗裂性能。

(五)施工监测与验收标准

施工监测与验收是把控工程质量的最后关口,需严格遵循行业规范与设计要求。施工过程中,利用位移监测、应力应变监测等技术手段,实时掌握坝体变形与受力状态,对异常数据及时分析处理,确保施工安全与质量可控。工程完工后,依据《碾压式混凝土坝施工规范》等标准,对坝体外观、尺寸、强度、防渗性能等指标进行全面检测验收。通过资料审查、现场实体检测与功能性试验相结合的方式,综合评定工程质量等级,对不符合标准的部位责令整改,直至验收合格,为工程长期稳定运行提供质量保证。

结语

碾压式混凝土坝施工工艺与质量控制贯穿水电站建设全周期,二者相辅相成,共同决定工程建设的成败。科学合理的施工工艺,从原材料选择、机械配置到分层碾压及温控缝处理,为坝体构建提供了技术路径;而严格的质量控制要点,通过对原材料、生产运输、施工过程及验收等环节的精准把控,确保工艺得以高质量落实。二者协同作用,不仅有效提升了碾压式混凝土坝的施工效率与工程质量,更为水电站的长期安全稳定运行筑牢根基。随着水利水电工程建设技术的不断革新,未来需进一步探索智能化、绿色化施工工艺,深化质量控制的精细化管理,推动碾压式混凝土坝施工技术迈向新高度,为能源基础设施建设提供更坚实的技术支撑。

参考文献

[1] 李旭辉 . 水电站碾压式混凝土坝的施工技术与质量控制 [J]. 工程建设与设计 ,2021,(19):103-105.

[2] 甄文凯 . 水电站碾压式混凝土坝的施工技术与质量控制 [J]. 工程技术研究 ,2021,6(01):120-121.

[3] 伯强 . 水电站碾压式混凝土坝施工工艺及质量控制 [J]. 水电站机电技术 ,2020,43(11):139-140.