水利水电工程中的混凝土施工技术与质量控制

1 水利水电工程中混凝土施工技术概述

混凝土施工技术是水利水电工程建设中的核心环节，其基本原理建立在材料科学与工程力学的综合应用基础上。根据温坚的研究，混凝土施工技术的应用原则是保证水利水电工程质量的关键因素之一。这一技术体系主要围绕三个核心目标展开：确保混凝土结构强度满足设计要求、提高耐久性以适应复杂环境条件、优化施工工艺以保障工程整体质量。

从技术分类角度看，水利水电工程中的混凝土施工技术可划分为基础工艺和特殊工艺两大类别。基础工艺包括常规的搅拌、运输、浇筑、振捣和养护等基本工序，这些环节构成了混凝土施工的标准化流程。正如齐林所指出的，水利工程中的混凝土施工技术不仅关乎材料的选择，还涉及施工过程中的每一个细节，如混凝土拌制、浇筑等。比如尼日利亚宗格鲁水电站项目就采用制冷车间制冰和风冷调节料仓预冷骨料两个途径来控制混凝土的温度；搅拌过程则要求严格控制水灰比和搅拌时间，确保混凝土拌合物的均匀性；浇筑过程则根据结构特点选择合适的入仓方式，避免离析现象发生。

特殊工艺则是针对水利工程特定需求发展而来的技术体系，主要包括大体积混凝土施工技术、低温季节施工技术和抗渗混凝土施工技术等。大体积混凝土施工需要采用分层浇筑和温度控制措施，通过设置冷却水管和优化配合比来降低水化热影响；低温季节施工则需采用加热拌合、保温养护等手段，确保混凝土在低温环境下仍能达到设计强度。

从作用机理分析，混凝土施工技术的核心在于控制三个关键过程：水化反应进程、微观结构形成和强度发展规律。水化反应进程直接影响混凝土的早期性能，需要通过外加剂掺量和养护条件进行调节；微观结构形成决定了材料的密实度和耐久性，这与振捣工艺和养护措施密切相关；强度发展规律则要求施工过程中必须建立严格的时间控制节点，确保各工序衔接的科学性。

技术选择需综合考虑工程特点和环境条件两个维度。对于重力坝等大体积结构，应优先选用分层间隔浇筑技术；对于输水建筑物，则需要侧重抗渗工艺的应用；在寒冷地区施工时，必须配套采用冬季施工技术体系。这种分类应用方式体现了混凝土施工技术在水利工程中的灵活性和针对性，也印证了温坚关于该技术对工程高质量完成具有重要意义的观点。

2 混凝土施工质量控制的关键技术

2.1 混凝土材料选择与配比设计

混凝土材料选择与配比设计是水利水电工程施工质量控制的首要环节，直接影响结构的强度、耐久性和抗渗性等关键性能。朱俊杰指出，“配合比的优化设计对于提高混凝土性能至关重要，能够显著影响到最终的施工效果”。这一过程需综合考虑工程特性、环境条件和材料性能等多重因素，形成科学合理的技术方案。

在原材料选择方面，水泥作为胶凝材料应优先选用低热硅酸盐水泥或中热水泥，以降低大体积混凝土的水化热反应。骨料选择需满足级配连续、含泥量低的要求，粗骨料最大粒径不宜超过结构最小尺寸的1/4，细骨料宜采用中砂且细度模数控制在2.3-3.0 之间。张利强调，“材料选用时需综合考虑多种因素，精准选择符合工程需求的材料，以保证混凝土的质量和性能”。外加剂的选择则应根据施工环境特点，如低温季节需掺加早强剂，抗冻要求高的部位应使用引气剂。

配合比设计需遵循“强度保证、耐久优先、经济合理”的原则。水胶比是影响混凝土性能的核心参数，水利工程中通常控制在0.40-0.55 范围内。胶凝材料用量需平衡强度需求与水化热控制，可通过掺加 20% -30%的粉煤灰或矿粉来改善工作性和耐久性。例如在寒冷地区，应适当降低水胶比并提高引气剂掺量；对于水位变动区，则需增加胶凝材料用量以提高抗渗性。

配合比优化需通过试验验证三个关键指标：工作性、力学性能和耐久性。坍落度试验用于评估混凝土拌合物的流动性，水利工程中多采用80-120mm的中低坍落度；抗压强度试验需同时检测7d、28d 和90d 强度，确保满足不同龄期的设计要求；耐久性试验则包括抗渗等级（如 W8）、抗冻等级（如 F150）等专项检测。

特殊工况下的配比设计需采取针对性措施。大体积混凝土应选用低热水泥并掺加缓凝剂，延长初凝时间以利于分层浇筑；水下浇筑混凝土需增加胶凝材料用量并掺入增稠剂，防止水泥浆流失；抗冲刷部位则需采用高强混凝土，必要时掺入钢纤维或聚合物改性。

2.2 施工过程中的质量控制措施

施工过程中的质量控制是确保水利水电工程混凝土结构性能达标的关键环节。靳祥指出，“混凝土施工技术的质量控制不仅涉及材料选择，还涵盖施工过程中的各个环节”。这一阶段需重点把控浇筑、振捣、养护等核心工序，通过标准化操作和动态监控来预防质量缺陷。

浇筑工艺控制需根据结构特点制定专项方案。对于大体积混凝土，应采用分层分块浇筑法，每层厚度控制在30-50cm，层间间隔时间不超过初凝期，避免冷缝形成。靳祥的研究表明，“通过系统性的质量控制措施，可以有效避免混凝土施工过程中可能出现的各种质量问题”。入仓方式选择需考虑结构形状和施工条件：泵送适用于高层结构，溜槽适用于大仓面浇筑，吊罐则用于精确布料。浇筑过程中应严格控制下落高度，防止骨料分离，同时安排专人检查模板稳定性，及时处理漏浆或变形问题。

振捣质量控制直接影响混凝土密实度。插入式振捣器适用于大体积结构，需遵循“快插慢拔、均匀布点”原则，振捣间距不超过作用半径1.5倍，每点振捣时间控制在20-30 秒。表面振捣器则适用于薄板结构，移动时应重叠10-20cm。陈艳杰强调，“在实际施工过程中，正确运用混凝土施工技术和严格执行质量控制措施具有重要意义”。振捣不足会导致蜂窝麻面，过度振捣则引发离析，因此需通过工艺试验确定最佳参数，并配备专职质检员进行过程监督。

温度控制对大体积混凝土尤为关键。夏季施工时应采取骨料遮阳、拌合水加冰等措施降低入模温度；冬季则需对原材料加热并采用保温模板。内部温度监测需布置测温点，当内外温差超过25℃时启动冷却水管或表面保温措施。温度控制不当是导致裂缝的主要原因，因此需建立24 小时值班制度，实时调整控温方案。

养护管理是保证强度发展的最后屏障。拆模后应立即覆盖土工布或塑料薄膜，采用洒水养护时需保持表面持续湿润，养护期不少于14 天。对于抗渗要求高的部位，可喷涂养护剂形成密封膜。特殊环境如高温干燥或多风天气，需增加养护频次或搭设挡风棚。养护质量直接影响后期耐久性，需建立巡查记录制度，确保措施落实到位。

结语

通过系统梳理施工全过程技术要点，证实科学选择施工工艺对提升混凝土结构整体性具有显著效果。研究显示，针对大体积混凝土采用分层浇筑配合温度监测技术，可有效控制温度裂缝产生；而优化配合比设计与强化养护管理，则能明显改善抗渗性和耐久性。质量控制方面，建立从原材料检测到实体评估的全流程监管体系，为预防蜂窝麻面等质量缺陷提供了可靠保障。

参考文献

[1] 董兴明.水利水电工程中的混凝土施工技术与质量控制[J].《智慧中国》,2025,(3):86-87.

[2] 王兆竖.水利水电工程施工中的质量控制技术与管理策略[J].《中文科技期刊数据库(全文版)工程技术》,2025,(4):037-040.

[3] 朱俊杰.水利水电工程中混凝土施工技术质量控制[J].《中文科技期刊数据库(引文版)工程技术》,2025,(3):090-093.