水利水电施工中混凝土施工技术的应用

引言

水利水电工程作为国家水资源调配与能源供应的关键基础设施，其主体结构（如重力坝、拱坝、水电站厂房、输水隧洞等）大多采用混凝土作为主要建造材料。相较于民用建筑领域的混凝土应用，水利水电工程对混凝土性能的要求更为多元，不仅需要满足基本的结构承载功能，还需在多方面达到较高标准。因此，进一步探究混凝土施工技术在水利水电工程中的适应性应用，对技术参数和工艺流程进行优化完善，对于提升工程耐久性与安全性具有重要意义。

1 水利水电工程混凝土施工的技术特性要求

1.1 力学性能与耐久性并重

坝体混凝土一般建议采用 C25-C40 强度等级，以满足较为可观的抗压需求，同时在抗渗方面，渗透系数控制在 ⩽1×10^-7cm/s 较为适宜；对于泄洪建筑物，像溢洪道、消力池等部位的混凝土，考虑到其工作环境特点，强度等级选择 C40-C60 较为常见，并且通过掺入金刚砂、钢纤维等增强材料，能够在一定程度上有效改善耐磨性能；在北方严寒地区，水利设施混凝土抗冻等级达到 F300 以上，可以较好地降低冻胀破坏风险，使混凝土在经受300 次冻融循环后，强度损失保持在相对合理的 25% 以内。

1.2 大体积混凝土温控要求严苛

在水利水电工程建设实践中，大坝基础、厂房底板等大体积混凝土结构较为常见，单次浇筑规模往往可达数万立方米。在混凝土硬化过程中，水化热的释放可能致使结构内部与表面产生温度梯度，当二者温差接近或超过 25℃时，便可能出现温度裂缝等质量隐患。为此，可依据相关规定，综合运用配合比优化设计、分层分块浇筑工艺、通水冷却措施以及保温养护方案，对温度差异进行科学调控，以保障工程温控指标达到预期目标。

2 水利水电施工中混凝土施工技术的核心应用环节

2.1 原材料精准管控技术

2.1.1 胶凝材料选择

水泥：在大体积混凝土施工场景下，低热矿渣硅酸盐水泥 (p.s.A 或 P⋅S⋅B. ）或许是较为合适的选择，这类水泥的 7d 水化热通常能够控制在 230kJ/kg 以下，在一定程度上有助于降低温度裂缝产生的可能性；若需制备抗冲磨混凝土，强度等级 42.5 及以上的普通硅酸盐水泥可以作为参考选项，其在促进混凝土早期强度发展方面具备一定优势；当工程处于硫酸盐侵蚀环境（如沿海水利工程）时，抗硫酸盐水泥（ P⋅HSR ）或许能较好地发挥抵御化学腐蚀的作用。

掺合料：粉煤灰、矿渣粉、硅灰等掺合料的合理应用，有望实现替代 30% -50%水泥用量的效果。以大坝混凝土为例，掺入 II 级以上粉煤灰，水化热存在降低 15%-20% 的可能性，同时对混凝土和易性也有一定的改善作用；在抗渗混凝土中掺入 5%. -8%的硅灰，混凝土密实度可能得到提升，抗渗等级或可从 P8 提高至 P12。

2.1.2 骨料与外加剂控制

骨料：在选择粗骨料时，质地坚硬、级配连续的花岗岩或石灰岩值得考虑，其压碎值宜控制在 ⩽ 10% ，针片状颗粒含量不超过 ⩽8% 为宜；细骨料方面，中砂（细度模数 2.3-3.0）相对合适，且含泥量应控制在 ⩽3% ，这样可以有效减少黏土杂质对混凝土强度与抗渗性可能产生的不利影响。对于对抗冲磨性能有要求的混凝土，玄武岩可作为粗骨料的备选方案，其莫氏硬度 ⩾6 ，在提升耐磨性能方面具有一定潜力。

外加剂：在大体积混凝土施工时，添加缓凝型高效减水剂（减水率 ≥25% ），或许能够将初凝时间延长至 6-8h，从而为分层浇筑施工创造较为有利的条件；针对抗冻混凝土，添加引气剂引入 3% -5%的封闭气泡，在一定程度上有助于缓解冻胀压力；在水下混凝土施工过程中，使用絮凝剂可以作为减少

骨料离析、保障浇筑质量的一种有效方式。

2.2 适配性配合比设计技术

2.2.1 大体积坝体混凝土配合比

一般以实现“低热、高强、抗裂”性能为导向，常见配合比参数范围为：水胶比在 0.45-0.55 区间，砂率控制在 35%-40% ，胶凝材料总量约 300-350kg/m³ （其中水泥用量一般不超过 180kg/m³ ，粉煤灰掺量可达 40% ）。

2.2.2 水下混凝土配合比

此类混凝土配合比设计通常以保证良好的和易性与抗离析能力为目标，关键参数包括：坍落度 180-220mm ，扩展度不小于 500mm ，初凝时间不短于 8h，并可适量掺入 0.2%0.3% 的絮凝剂。

2.3 高效搅拌与运输技术

2.3.1 集中搅拌站配置

在搅拌站选型方面，HZS120 及以上型号的混凝土搅拌站（生产能力 ⩾120m³/h ）或许较为适宜，并建议配备自动计量系统，其计量误差可参考如下标准：水泥 ±1% ，骨料 ±2% ，外加剂 ±0.5%_⋅ 。此外，搅拌站可设置骨料预冷系统，如采用喷淋降温、冷风冷却等方式，在夏季将骨料温度控制在 25℃以下，从而降低拌合混凝土温度；而在冬季，可设置骨料加热装置，如利用蒸汽加热，以此保障骨料不出现冻结情况。

2.3.2 搅拌工艺优化

搅拌时间可依据混凝土类型灵活调整，一般来说，普通混凝土搅拌 90-120s，若混凝土中掺加钢纤维或硅灰，搅拌时间或可延长至 150-180s，以便更好地实现材料均匀混合。在搅拌过程中，实时监测混凝土坍落度十分重要，若出现偏差超过 ±20mm 的情况，可适当调整外加剂掺量或用水量（调整幅度不超过设计值的 2% ），尽量避免因和易性不佳对浇筑环节产生不利影响。

2.3.3 运输环节管控

运输设备：8-12m³的混凝土搅拌运输车是较为常用的选择，运输过程中罐车转速宜保持在 2-4r/min，从而减少混凝土离析现象。对于长距离运输（超过 15km ），可考虑在罐车加装保温套，在夏季起到防晒作用，冬季实现保温效果，进而控制运输过程中的坍落度损失（一般要求坍落度损失 ⩽30mm/ h）。

运输调度：利用 GPS 系统对罐车进行调度管理，有助于保障浇筑现场混凝土供应的连续性（间隔时间建议 ⩽30min ），减少施工缝产生。罐车卸料前，可让其高速旋转 30s，使混凝土重新拌匀后再入仓，以确保混凝土质量。

结束语

在水利水电工程中，混凝土施工技术的应用效果往往与工程实际工况和性能需求紧密相关。通过对原材料进行严格把控、设计适配性配合比、优化搅拌运输流程、规范浇筑振捣操作以及开展科学养护工作，有望实现混凝土强度、耐久性与抗裂性的协调提升。从部分典型工程实践反馈来看，因地制宜地运用相关技术，在一定程度上能将混凝土施工质量达标率提高，工程病害发生率也可能得到有效控制，从而为水利水电工程的长期稳定运行提供有力支撑。

参考文献

[1]秦松林.水利工程施工中混凝土裂缝控制技术及应用案例分析[J].数字农业与智能农机，2025（1）：70-73.

[2]王露.水电工程施工中混凝土技术的创新与应用[J].内蒙古水利，2024（11）：15-16.

[3]钱桂花.水利施工中混凝土防裂缝施工技术应用分析[J].散装水泥，2024（5）：85-87.