防止水利堤坝混凝土面板裂缝的有效措施
【摘 要】水利堤坝是利国利民的百年大计，总结过去的经验和教训，科学地分析和研究大坝面板混凝土施工工艺非常必要。实施新的施工工艺和方法，这不仅可以使其具备良好的和易性与流动性，减少单位水泥用量，减轻温度控制负担，防止大坝混凝土面板裂缝的发生，还能够增强面板混凝土的耐久性。
【关键词】大坝面板混凝土；施工方案；方法措施
在水利工程中，混凝土面板、趾板及防渗帷幕构成了面板堆石坝工程的防渗体系，混凝土面板是面板堆石坝工程防渗重要体系中最为重要的组成部分，混凝土面板施工质量，决定着工程建成后能否安全运行。由于大坝面板混凝土经常受到风浪冲刷、冰推、冰拔等作用，会对大坝造成重大损伤。结合不同水利排灌站、水闸、水库大坝面板混凝土配合比设计，我们对面板混凝土的性能进行了较为系统的试验研究。此项研究不仅提出了可以使面板混凝土具有坍落度历时损失小、抗冻耐久性高、强度发展均恒、干缩变形小、抗拉强度高等诸多优良性能的施工配合比及有关参数的调整方法，同时还有高耐久性混凝土施工等关键技术方案，从而为面板混凝土的最优设计奠定了基础。
一、大坝面板概况
1.混凝土面板基本结构参数。面板的主要缺陷是自施工期浇筑后随即会产生裂缝，进入蓄水期及初运行期，原有的部分裂缝在延伸和扩展的同时又产生许多新裂缝。裂缝主要为水平走向，左岸裂缝斜向右下方，右岸裂缝斜向左下方。面板脱空或存在不同程度的脱空。面板破损，经现场检查，局部面板钢筋出露，水平向钢筋弯曲、外露。
2.面板施工程序、方法。根据目前国内外面板混凝土施工的先进经验，钢筋可采用手工电弧焊和闪光对接焊现场绑扎、搅拌车运输混凝土、溜槽入仓、人工振捣、人工2次收面、无轨滑模跳仓浇筑的施工方案。面板混凝土施工主要包括以下工序：坡面修整、垂直缝砂浆垫及周边缝沥青砂垫施工、喷涂乳化沥青、钢筋制安、侧模止水安装、滑模吊装就位、混凝土浇筑、拆模养护等施工工艺流程。
二、面板混凝土配合比设计
1.原材料的选择。（1）水泥。水泥为甲方供应材料。由于混凝土有抗冻要求，故水泥宜采用普通水泥，且强度不宜低于32.5MPa。考虑到与外加剂的相容性，经多次试验，选用了阿克苏青松牌32.5R普通水泥，并抽检水泥物理技术性能。（2）骨料。粗骨料选用库尔勒铁路采石场生产的碎石，细骨料选用希尼尔当地水洗砂。经检测，坚固性、含粉量、含泥量等各项技术指标均符合《DL/T5144-2001水工混凝土施工规范》要求。（3）粉煤灰。经比较，其技术性能检测结果满足GB1596-91中I级粉煤灰的技术性能要求。（4）外加剂。选用凯迪KDNOF-1高效减水剂，掺量为胶凝材料用量的0.5‰-1.0%，减水率达18‰-30%。引气剂选用山西省城南化工厂的引气剂，掺量为水泥质量的0.005%-0.015%，减水10%左右，保水性显著提高，坍落度损失较小，抗冻融性能可提高1-2倍，抗渗等级可达W10以上。经试验，选用的外加剂与水泥有良好的相容性。（5）水。拌和、养护用水均采用现场井水，且经检测满足规范要求。
2.面板混凝土配制过程。按强度要求确定水灰比，按抗渗等级来确定水灰比，按抗冻等级来确定水灰比，按不同的要求确定水灰比。初步确定单位用水量，根据二级配混凝土的粗骨料最大粒径为40mm，坍落度设计值为4-6cm，在掺用外加剂的情况下，由经验初步确定单位用水量为121kg/m?.初步确定合理砂率，由于混凝土粗骨料的最大粒径为40mm，水胶比为0.3，掺用AE-B型引气剂，砂率取值为34%。确定胶凝材料用量，本混凝土中的胶凝材料是水泥和粉煤灰，这时的水灰比即为水胶比。由确定的水胶比、单位用水量即可求得胶凝材料的总用量。计算砂、石用量，根据确定的混凝土配合比参数，采用绝对体积法计算出砂、石用量。
三、面板混凝土浇筑与养护措施
1.面板混凝土浇筑。混凝土水平运输采用6立方米搅拌车，垂直运输采用溜槽沿上游坝坡进入混凝土浇筑仓面，运输道路利用左岸高线和中线公路，一期运距约3.0km，二期运距约2.Okm。为减小混凝士坍落度损失，要求搅拌车在运输途中尽量缩短运输时间。根据混凝土运输、入仓、布料、振捣等要求，在每块面板上布置两道溜槽，用保温被对溜槽遮阳覆盖。每块面板浇筑时先用同等水灰比水泥浆湿润溜槽，然后用1-2m?同标号砂浆包围周边缝的铜止水及老混凝土面，以防混凝土沿溜槽下滑时飞溅的石子集中在周边缝或老混凝土面附近。滑模提升后由人工分两次抹面压光，第一次安排在模板提升后由人工直接在抹百平台架上进行，主要是消除出模混凝土表面的汽泡和水泡；第二次安排在混凝土初凝前由人工在二次收面架上进行（二次收面架由滑模两侧的可调钢绳连接，天气变化对二次抹面的影响可用调节钢丝绳长短来控制），主要是减少混凝土的干缩裂缝。
2.混凝土养护。滑模后部挂十五到二十米长彩条塑料布，覆盖刚出模的混凝土，混凝土终凝后及时覆盖机纺布，并人工洒水养护。机纺布用竹片固定在面板上（面板上预埋铅丝），每一块面板混凝土浇筑结束后，在坝顶顺坝轴线布置花管洒水养护，保证机纺布湿润，避免出现干湿交替现象。
3.面板施工防雨防高温措施。在浇筑过程中若突遇大雨，则立即停止浇筑，将溜槽出口移到仓外，并加强对两侧铜止水部位的防护，以防止雨水沿铜止水高速冲至混凝土浇筑面，造成水泥砂浆流失。雨小或雨停后必需及时排除仓内积水并清除被雨水冲刷过的混凝土，然后加铺同标号砂浆后继续浇筑，同时减小混凝土入仓坍落度。而在中午气温较高的时段，则采取加强仓面挤压边墙洒水、喷雾机仓面喷雾降温、缩短混凝土运输时间等措施。
四、确保面板混凝土质量的具体措施
加强质量控制对确保混凝土浇筑质量显得尤为重要。
1.控制混凝土拌和物质量。浇筑前严格根据试验室开具的配料单配料，试验室每班按照要求进行骨料的含水量、超逊径等检测，根据检测结果调整施工配合比，拌和站严格根据试验室开具的施工配合比进行配料拌和。拌和时严格按照投料顺序下料，保证搅拌时间，确保拌和物质量，试验室适时检测出机口坍落度、含气量及出机口温度等指标，不合格的拌和物作弃料处理。
2.控制混凝土运输、入仓及浇筑质量。为确保混凝土运输过程中不离析、不泌水，避免运输时间长造成水分蒸发过快、流动性降低而无法流入仓面，采用了6m?混凝土搅拌运输车运输。由于坝坡面较长，最大仓面长约40m，混凝土进入溜槽后，人工配合溜槽尽快将混凝土送入浇筑面，避免在入仓时水分蒸发过快而损失流动性。入仓后及时振捣密实，并控制滑升速度，每次滑升不超过30cm，每小时滑升不超过4m。
3.控制混凝土浇筑温度。
4.加强混凝土养护措施。施工现场确保仓面养护持续微喷，保证养护面始终湿润。
综上所述，大坝面板施工工序繁多，工艺复杂，各工序之间环环相扣，只有对大坝面板施工工序严格控制，才能加快施工进度，减少面板裂缝的发生，确保面板施工的顺利安全进行。
