浅谈碾压混凝土重力坝在高温季节施工的质量控制

浅谈碾压混凝土重力坝在高温季节施工的质量控制

尹春华

云南恒诚建设监理咨询有限公司云南昆明650000

摘要：本文以等壳水电站碾压混凝土重力坝的施工质量控制实践为例，从监理角度分析在高气温条件下筑坝如何有效控制施工质量，指出在监理工作中应侧重的控制要点，供同行参考借鉴。

关键词：工程监理；碾压混凝土；质量控制要点

1工程概况

等壳水电站位于保山市腾冲和龙陵两县界河龙江干流下游河段上。工程开发任务为单一的水力发电，电站装机容量120MW，保证出力21.24MW，多年平均发电量5.4亿kw.h，年利用小时4502h。拦河坝为碾压混凝土重力坝，最大坝高76.4m，坝顶长度293m，总库容5324.2万m3，碾压混凝土浇筑总量为23.2万m3。根据等壳电站邻近地区的龙陵县气象站多年实测资料显示，6～8月份的月平均气温高于25℃，极端最高气温为31.0℃，多年平均风速1.6m/s，实测最大风速20.0m/s，多年平均相对湿度84%。

2碾压混凝土施工质量控制

根据《水工碾压混凝土施工规范》DL/T5112-2009的规定：日平均气温高于25℃时，应大幅度削减层间间隔时间，采取防高温、防日晒和调节仓面局部小气候等措施，以防止混凝土在拌制、运输、摊铺和碾压时，表面水分迅速蒸发散失，从而使混凝土初凝时间缩短、VC值增大、振动碾难以压实，因此碾压混凝土高温施工是其质量控制难题之首，每一道工艺和环节的施工质量都会给碾压混凝土大坝造成隐患。因此作为监理工程师必须要对原材料和混凝土施工配合比进行反复复试及论证、对混凝土拌和过程的质量、出机口温度和浇筑温度、浇筑过程的质量、混凝土的养护与表面保护等环节加以严格控制，确保在这一特定气候环境影响下的碾压混凝土施工质量满足设计及规范要求。

2.1加强混凝土原材料的质量控制，优化施工配合比

（1）原材料的质量控制

本工程碾压混凝土施工中主要涉及的原材料有水泥、火山灰、高温型高效缓凝减水剂、引气剂、粗细骨料和水。监理工程师按《原材料质量控制工作监理实施细则》的要求，首先查验进场原材料的质量证明文件必须齐全，其次根据生产及进场批次督促承包人按表1频率进行抽样检测，监理工程师跟踪见证。承包人待检测结果出来后填写检测结果报告单，并将合格证及产品材质检验证复印件、检测结果报告单1式3份报监理工程师进行审批，经监理工程师审批后，承包人根据审批意见组织验收。同时监理工程师定期委托建设单位指定的工地试验室取样进行平行检测，对承包人试验室的检测结果进行复核。未经监理工程师审批允许使用的材料严禁用于大坝碾压混凝土工程。

（2）优化施工配合比

为确保恶劣气候条件下的施工质量，试验监理工程师联合建设单位指定的工地试验室试验工程师，对承包人上报的混凝土施工配合比中的下列指标进行反复试配论证，最终批复的混凝土施工配合比见表2。

1）选取脆性系数小、早期水化热低的水泥

选取脆性系数小、水泥熟料矿物成分中C3A和C3S含量偏低、C2S和C4AF含量偏高的水泥，提高水泥的抗裂性及降低水化热；其次采用水泥中内含MgO与外掺胶材中的MgO相结合，使其缓慢水化，产生延迟性膨胀，使其达到抵消温降收缩的目的。

2）采用高掺火山灰

本工程周边因无粉煤灰厂，外购成本较高，考虑就近取材，选用火山灰为掺合料。用以降低混凝土用水量和水泥用量，从而降低水化热和绝热温升，使施工的碾压混凝土不易发生温度应力，增强混凝土抗裂性，提高混凝土和易性与抗分离性，以取得最优的VC值和良好的可碾性、泛浆性。

3）采用高温型高效缓凝减水剂

用以显著地减少单位用水量、降低水胶比、提高碾压混凝土的柔塑性和可压实性、降低水泥早期水化热、延缓混凝土凝结时间，以满足高温季节的施工要求。

表1原材料的检测项目和检测频率

2.2混凝土拌和过程的质量控制

（1）碾压混凝土配料过程的质量控制

高温季节碾压混凝土的配料较常温季节要求更严，特别是对水量的控制、对衡器精度的校验等。现场监理工程师对碾压混凝土浇筑仓面验收合格后，承包人试验室人员根据质量部门送来的开仓证，按批复的施工配合比开具碾压混凝土配料单，经监理工程师审核签字后，送至拌和楼。试验监理工程师对整个配料过程实施跟踪控制，定期对衡器精度进行校验，如发现衡器精度不够或配料不准，则立即停止生产，查明原因进行整改，以保证混凝土配料精度。配料称量检验标准见表3。

表3配料称量检验标准

（2）碾压混凝土拌和生产过程的质量控制

在混凝土拌和生产过程中，严格要求承包人按照批复的《碾压混凝土试验大纲》规定的程序和时间投料搅拌。试验监理工程师随时掌握各种原材料的品质及含水状况，并根据实际状况督促承包人及时调整配合比。在出机口，要求承包人试验人员按一定频率对拌制的碾压混凝土的温度、Vc值、含气量等部分性能指标进行检测（对碾压混凝土的检测项目和检查频率见表4），试验监理工程师跟踪见证。

2.3严格控制混凝土出机口温度和浇筑温度

在高温季节施工，必须严格控制混凝土温度（设计要求6～8月份的每月浇筑温度为20.0℃，相应的出机口温度为14.5℃）。为保证浇筑温度不超过设计允许最高温度，出机口温度和浇筑温度控制至关重要，因此监理工程师采取以下措施实行24小时跟踪控制：

（1）原材料储存温度高低，直接影响出机混凝土温度，因此在使用水泥及火山灰时要求承包人各设有2～3个储存散装罐，让进场水泥及火山灰存放5~7后再使用，以降低其泵送时产生的温度。砂石料采取制冷设施对砂石料进行预冷，降低混凝土入仓温度。

（2）在拌和楼出机口和浇筑仓内用温度计每1～2小时测量1次不同级配混凝土的温度，若实测值超过允许幅度，及时督促承包人调整和采取相应措施。

（3）在混凝土运输车辆上搭设遮阳棚，避免阳光直晒，减少混凝土与外界热交换，以减少预冷混凝土温度回升。

（4）合理规划仓号，尽量减少混凝土摊铺仓面积，以保证上、下层混凝土结合时间间隔小于其初凝时间。严格控制混凝土的停放时间，要求做到边倒料，边平仓，边碾压，保证从出料到碾压完毕的时间间隔控制在初凝时间内。

（5）合理控制层厚（基础约束区为1.5m，脱离约束区为3m）及层间间歇时间（控制在7天）。

（6）要求承包人在仓内采用喷雾保湿降温，降低仓面局部温度。在可能出现冷缝的边部和层面及时喷洒缓凝剂，以保证该部位混凝土在一定的时间内仍保持较好的工作性。

（7）对仓面进行覆盖，采用边揭、边浇、边盖，循环作业，防止气温倒灌。

（8）要求条带边部的混凝土必须及时平仓、碾压，以保证结合部混凝土的碾压质量。

（9）混凝土浇筑时间尽量安排在早上或夜间气温较低时施工，上游二级配防渗混凝土安排在夜班1次铺筑完毕，避开高温时段施工。

2.4碾压混凝土浇筑过程的质量控制。

碾压混凝土浇筑过程中监理工程师主要通过以下方式进行质量控制。

（1）总监理工程师不定期对施工现场进行全面巡视检查，在碾压混凝土浇筑过程中，副总监理工程师在施工现场进行巡视检查，协调处理较大的问题并指导现场监理工程师、监理员的监理工作。

（2）采取24小时旁站监理，一个碾压混凝土浇筑仓面一般安排2~3个监理员进行旁站。旁站监理员按《等壳水电站碾压混凝土大坝施工监理实施细则》和承包人报送经监理工程师审批的《高温季节碾压混凝土施工工法》、《浇筑要领图》和施工技术要求等旁站监督承包人施工，主要对以下现场施工质量进行控制：碾压混凝土入仓温度、VC值、碾压遍数、泛浆效果、压实度、入仓口和浇筑仓面的污染控制等（现场重点检测项目、检测频率和控制标准见表5）。

表4碾压混凝土的检测项目和取样次数

（3）对未按有关规定施工或资源配置不足导致碾压混凝土上坝强度不够等现场出现的质量隐患，督促承包人立即进行整改。

（4）在浇筑仓面内，试验监理工程师对承包人的混凝土试件取样过程实行见证；对达到龄期的试块见证承包人对混凝土的抗压强度、劈拉强度、抗渗等级等常规性能进行检测；同时委托建设单位指定的工地试验室对碾压混凝土的VC值、抗压强度、抗渗等级等进行平行检测。

2.5混凝养护及表面保护

督促承包人严格按有关规范和设计要求进行混凝土养护。因在高温季节施工，太阳晒，混凝土由于失水而造成吸热，增大混凝土倒灌温度。同时混凝土晒干失水也容易产生干缩裂缝，在温降时，增大开裂的危险性。所以碾压混凝土养护不能等到全部收仓时才进行，当已收仓部位的混凝土达到终凝时间后，现场监理工程师应督促承包人进行洒水或流水养护；对未终凝的碾压混凝土，督促承包人进行喷雾，保持混凝土表面的湿润。对水平施工层面，洒水养护持续至上一层碾压混凝土开始浇筑为止；对于永久暴露面，应采用流水养护至设计龄期为止。

3结语

碾压混凝土在高温季节施工质量控制是一项系统性工程。等壳水电站碾压混凝土重力坝的整个施工过程历经两个高温季节，监理工程师在整个施工过程中均按以上要点对每道工序、每个环节以及施工工艺进行严格控制，未发生过质量事故和较大的质量缺陷，自完建下闸蓄水至今运行正常，表明质量控制效果良好。建议在大坝的后续运行中应进一步加强原型观测。

参考文献：

[1]《水工碾压混凝土施工规范》，DL/T5112-2009。

[2]《混凝土质量控制标准》GB50164-92。

[3]《水工碾压混凝土试验规程》SL48-94。

[4]《保山市等壳水电站大坝混凝土工程施工技术要求》。