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基于水利水电工程特性的大体积混凝土施工技术分析

发布时间:2026-08-26 19:44:17

摘要:本文从原材料与配合比优化、分层分块浇筑、温度控制、振捣密实及施工缝处理等方面分析施工技术,并提出全过程温控监测、原材料动态管控、仓面组织优化和质量风险处置措施。研究认为,施工前开展绝热温升及配合比试验,施工中协调拌和、运输、布料和振捣能力,结合内部温度场动态调整通水冷却与保温参数,可有效控制温度应力及实体缺陷。

关键词:水利水电工程;大体积混凝土;温度控制;质量保障

引言

混凝土硬化过程中产生的水化热难以及时散逸,内部温升与表面降温不同步,易形成较大温度梯度;基础约束、施工间歇和养护不足还会加剧收缩变形与裂缝扩展。大体积混凝土施工需要将材料性能、结构特征、环境条件和设备能力纳入统一控制体系,以保障结构抗渗性、整体性与耐久性。

1 基于水利水电工程特性的大体积混凝土施工技术

1.1 原材料选择与配合比优化技术

水利水电工程大体积混凝土具有结构断面大、约束条件复杂和温度敏感性强等特征,配合比设计应兼顾强度、抗渗、抗冻与低热性能。优先选用中低热水泥,并合理掺入粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料,降低单位水泥用量和水化热峰值[1]。骨料应具有连续级配和较低含泥量,最大粒径结合泵送条件、钢筋间距及结构尺寸确定。在满足施工和易性的前提下控制水胶比,采用高效减水剂降低拌和用水量,并根据环境温度、运输时间和浇筑方式调整坍落度。正式施工前应开展绝热温升、抗压强度、抗渗性能及收缩变形试验。

1.2 分层分块浇筑与连续施工技术

大体积混凝土浇筑应结合结构尺寸、施工能力和温控要求确定分层分块方案,避免形成长时间暴露的施工冷缝。分层厚度应依据振捣设备作用深度和混凝土初凝时间确定,常规振捣条件下宜控制在300~500 mm。浇筑顺序宜采用由低到高、由远到近的连续推进方式,分层间隔不得超过已浇混凝土允许覆盖时间。泵送能力、运输车辆数量、仓面布料速度和振捣设备配置应进行匹配计算,保证单位时间入仓量稳定。对廊道、孔口、止水及钢筋密集区,应缩小布料间距并采用小直径振捣棒辅助密实,避免漏振、过振和粗骨料集中[2]。

1.3 温度控制与裂缝防治技术

温度应力是水利水电工程大体积混凝土开裂的主要诱因,控制重点包括入仓温度、内部最高温度、表面温差和降温速率。高温季节可采用骨料遮阳、冷水拌和、加冰和夜间浇筑等措施降低入仓温度。对坝体、闸墩和厚底板等结构,可预埋冷却水管实施通水降温,水温、流量和通水历时应根据温度监测结果动态调整。浇筑完成后及时覆盖保温保湿材料,拆模时间应结合内外温差确定,避免表面骤冷。结构内部宜按中心区、边缘区和约束区布设温度传感器,连续监测温升峰值、温度梯度及降温过程[3]。

1.4 振捣密实与施工缝处理技术

大体积混凝土密实度直接影响结构抗渗性、耐久性及整体承载性能,施工中应强化振捣参数和施工缝质量控制。插入式振捣棒应快插慢拔、均匀布点,插点间距不宜大于振捣棒有效作用半径的1.5倍,并插入下层混凝土50~100 mm。振捣时间以混凝土表面基本平坦、不再明显下沉和气泡基本排出为控制依据,钢筋密集区不得依靠延长振捣时间补偿布料不足。施工缝处应凿除浮浆和松散层,清洗后保持湿润但不得积水,并铺设同配比水泥砂浆或富浆混凝土。

2 基于水利水电工程特性的大体积混凝土施工技术保障措施

2.1 建立全过程温控监测体系

温控监测应覆盖原材料、拌和、运输、入仓、浇筑及养护全过程,并形成可追溯的数据链。在拌和楼检测骨料温度、拌和水温和出机温度,入仓前复核运输过程温升。在结构中心、表层、边缘和基础约束区布设温度测点,测点位置应避开冷却水管和局部热源。升温阶段宜提高采集频率,出现温升异常、内外温差扩大或降温过快时,及时调整通水流量、保温层厚度和拆模时间。监测数据应与浇筑仓号、配合比、气象条件和施工时段对应,利用温度—时间曲线识别局部热积聚及约束裂缝风险。

2.2 强化原材料与生产质量控制

水泥和矿物掺合料应按批次检测细度、需水量、安定性和活性指标,骨料重点控制级配、含泥量、针片状颗粒及含水率。拌和站应配置骨料含水率检测装置,雨后或料源变化时及时修正施工配合比。外加剂掺量应根据胶凝材料适应性试验确定,不得仅凭经验调整。生产过程中应抽检坍落度、含气量、出机温度和试件强度,对离析、泌水或凝结时间异常的混凝土不得入仓,运输设备应定期清洗,避免残余浆体改变新拌混凝土性能。

2.3 完善仓面施工组织与设备保障

拌和楼、混凝土泵、运输车辆和振捣设备宜设置备用能力,关键设备故障后能够快速切换。仓面应划分布料区、振捣区、收面区和养护区,明确设备行走路线,避免交叉作业造成漏振和模板扰动。浇筑前应核查模板、钢筋、止水、冷却水管和监测仪器位置,并开展通水试验及隐蔽验收。遇到暴雨、高温、大风或供料中断时,应依据混凝土初凝状态采取覆盖、排水或施工缝处理,不得在仓面积水和骨料离析条件下继续浇筑。

2.4 健全质量检验与风险处置机制

按浇筑仓号留置标准养护及同条件养护试件,并结合成熟度或温度历程分析实体强度增长。对蜂窝、孔洞、渗水和温度异常区域,可采用超声法、冲击回波法、钻芯法或压水试验复核缺陷范围。裂缝调查应记录位置、走向、宽度、深度和发展速率,区分表面收缩裂缝、温度裂缝和贯穿性裂缝。处治方案应依据结构受力、抗渗等级及缺陷尺度制定,可采用表面封闭、压力灌浆、凿除修补或局部补强,并在处治后进行复检。

3结束语

水利水电工程大体积混凝土施工应以低热化配合比、连续浇筑组织和全过程温控为技术主线。现场需严格控制骨料含水率、入仓温度、分层厚度、覆盖间隔及振捣质量,并依据监测数据调节冷却水流量、保温层厚度和拆模时间。对温度异常、蜂窝孔洞、渗水及裂缝部位,应采用超声、钻芯或压水试验复核缺陷范围,依据结构受力和抗渗要求确定灌浆、封闭或局部补强方案。

参考文献

[1]洪银潮,魏红春,吕翰. 大体积混凝土施工技术在水利枢纽工程中的优化应用[J/OL].中国建筑知识仓库,1-7[2026-07-14].

[2]冯凯,翟智发. 基于水利水电工程特性的大体积混凝土施工技术分析[J].水泥,2026(7)147-149.

[3]孙鹏智. 水利水电工程大体积混凝土施工中的技术难点与对策[J].全面腐蚀控制,2026,40(4)213-215.

朱琳  关玉洁

湖北华夏水利水电股份有限公司