浅谈水利水电工程清水混凝土施工

耿 军

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

浅谈水利水电工程清水混凝土施工

耿 军

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

本文根据水利水电工程结构混凝土的特点，探索了清水混凝土的质量控制标准、原材料和半成品的质量控制和模板施工工艺，从外观色差、平整度、分缝、成品保护等方面总结了施工工艺及控制措施。

清水混凝土 施工工艺 外观质量 质量控制标准 水利水电工程

1 工程概况

丰宁抽水蓄能电站位于河北省丰宁满族自治县境内，工程区距丰宁县公路里程约62km，工程规划装机容量3600MW，为一等工程，大(1)型规模。上水库灌浆洞衬砌，进/出水口结构、明渠底板及边墙、引水事故闸门井及隧洞段衬砌，水位变动区边坡衬砌等部位按照普通清水混凝土施工；上、下库防浪墙及其它设计有美观要求的部位按照饰面清水混凝土施工。

2 清水混凝土的定义及质量控制标准

2.1 清水混凝土的定义

依据DL/T5306-2013《水电水利工程清水混凝土施工规范》，清水混凝土定义为：直接利用混凝土成型后的自然质感作为饰面效果的混凝土。清水混凝土包括普通清水混凝土、饰面清水混凝土和装饰清水混凝土三种。

普通清水混凝土是表面平整、光洁，颜色均匀、无明显色差，对饰面效果无特殊要求的清水混凝土；饰面清水混凝土是表面颜色基本一致，由有规律的螺栓孔眼、明缝、蝉缝、假眼等组合形成的、以自然质感为装饰效果的清水混凝土。

2.2 质量控制标准

2.2.1 外观

色泽均匀、无明显色差；混凝土密实整洁，面层平整，棱角整齐平直，梁柱节点、线、面清晰并平顺，无油污、锈斑及粉化物，无流淌和冲刷痕迹，无明显的裂缝，无漏浆、跑浆、涨模，无烂根、明显错台、冷缝、蜂窝、麻面和孔洞；无剔凿、磨、抹或涂刷修补处理痕迹；穿墙螺栓孔眼整齐，颜色与墙面基本一致；混凝土保护层无露筋，预留孔洞、施工缝整齐。

2.2.2 外形尺寸

结构轴线通直，几何尺寸正确，阴阳角的棱角整齐、角度方正；所有结构线条规则顺直，无明显的凸凹及错台。

模板拼缝严密平整，无明显错台痕迹。

垂直度、平整度的偏差应小于规范要求的标准。

2.2.3 原材料及半成品质量控制

(1)水泥宜选用强度不低于42.5的普通硅酸盐水泥，水泥应为同一品种、同一厂家、同一强度等级；

(2)粉煤灰宜采用同一厂家、同一规格型号的Ⅰ级粉煤灰；

(3)外加剂宜采用同一厂家、同一规格型号的，且要求性能稳定、与水泥品种相适应；

(4)粗骨料宜采用级配连续、颜色均匀、表面洁净，且针、片状颗粒含量不大于15%；

(5)细骨料宜采用中砂，其含泥量应小于2%；

(6)配合比需在施工前设计完成并报监理审核；

(7)混凝土采用拌合楼集中供料，搅拌时间需比普通混凝土延长20s～30s，塌落度严格按照批复的配合比控制。拌合物应有良好的和易性、黏聚性和均匀性。

3 模板施工

3.1 模板设计

3.1.1 模板设计原则

(1)模板应根据结构形式分块设计，所选模板应结构可靠、构造简单、方便安拆、通用性强、经济合理；

(2)模板拉筋孔排列整齐，几何尺寸精确、面板平整光洁、尽量减少拉杆数量；

(3)当模板需要接高时，模板不应错缝排列，模板拼缝竖向上下通直、横向平顺。横缝应从地面向上均匀布置，余数放在顶部；

(4)模板应高出仓位浇筑高度100mm。

3.1.2 模板选型

中、边墩、墙外露或者过流面采用3.0m×3.1m多卡模板，封堵采用组合钢模板与木模配合；墩头采用大块定型钢模板；顶模采用胶合板；竖井衬砌采用大块组合钢模板；矩形引水洞侧墙采用P6015+P1015组合钢模板；渐变段隧洞使用拼装木模板(腻子刮平)；上库圆形平洞采用钢模台车衬砌施工；面板混凝土采用滑模施工；溢流面混凝土采用翻转模板施工。

3.2 模板安装与拆除

3.2.1 准备工作

检查模板是否整洁、面板是否已经涂刷脱模剂，检查模板及其附件的数量。型号是否满足现场施工。

3.2.2 测量控制

首仓混凝土浇筑前，应根据设计图纸放样出结构边线，并弹墨线。第二层模板由模板工吊铅锤，测量校核。

3.2.3 模板安装

模板安装时应轻拿轻放，禁止拖拽、撞击模板。大型模板吊装时应派专人负责面板保护，并经常检查吊钩是否稳固。

模板安装蝉缝应满足外观要求，做到模板拼装缝横平竖直、整齐划一，模板安装允许偏差应满足规范要求。

模板加固应采用螺栓或卡具连接，以保证模板间接缝的紧密、牢靠。大模板通过自带背架加固，组合钢模板使用钢管围檩加固。模板加固时，螺杆安装位置正确，受力满足设计要求。螺杆部位使用统一堵头，以保证螺杆孔的一致。预留孔洞处的模板安装应在模板周围增加拉杆的数量。

为防止混凝土浇筑过程中的漏浆，模板与基础或者模板与模板之间应增设双面泡沫胶止浆。

3.2.4 模板拆除

模板拆除须在混凝土强度达到规范要求后进行。侧模的拆除时间应在混凝土强度达到表面及棱角不受损的强度时方可拆模。

模板拆除自上而下进行。各紧固件依次拆除后，应轻轻将模板撬离结构体，并注意对螺杆孔眼的保护。须在确认模板与混凝土结构间无任何连接后，方可移开模板，且不得碰撞混凝土成品。

大模板拆除时应先松动模板间的螺栓和拉杆，松动斜撑调节丝杆，待模板与墙体完全脱离后，按顺序起吊模板。

拆下的模板、支架及其配件应及时清理、维护，应采用面对面的方式码放。存放场地应做好防雨、排水措施。

4 混凝土施工

4.1 浇筑分仓、分段

混凝土的浇筑根据设计图纸施工缝分段，一般分仓高度为3m，顶板部位为方便混凝土浇筑施工，分仓高度根据现场情况而定。

4.2 混凝土拌合、运输

清水混凝土的拌合应按照确定的配合比进行配料，搅拌时间应比普通混凝土延长20s～30s。混凝土的拌合设备应用强制式搅拌设备，称量准确，拌合能力满足施工要求，保证混凝土连续、均匀施工。清水混凝土拌合物工作性能应稳定，无离析、泌水现象，从搅拌结束到混凝土入仓不应超过90min，并且应满足90min塌落度经时损失小于30mm的要求。

4.3 混凝土的入仓

混凝土的入仓手段主要有：溜槽、泵送、塔机、吊车、反铲等。根据浇筑部位的结构形式、施工条件、设计技术要求等进行混凝土配合比设计，根据配合比设计的塌落度，决定混凝土的入仓手段。

浇筑施工时，混凝土的自由下落高度应该控制在150cm内。同时，若在混凝土振捣时有水泥浆溅至木板上，应及时擦除干净。

出现混凝土配料单错用或输入配料指令错误的；混凝土配料时，任意一种材料计量失控或漏配的；使用原材料类别与施工配料单不相符的；拌和不均匀、夹混生料或冰块的；擅自加水、调改配料量的视为不合格材料，不允许入仓浇筑，对已经入仓的不合格料应该予以清除。

4.4 平仓振捣

混凝土入仓后应及时平仓振捣，不得堆积。仓内粗骨料堆叠时，应均匀地分布至砂浆较多处或待振捣的混凝土面上，但不得用水泥砂浆覆盖，以免造成内部蜂窝。

在倾斜面上浇筑混凝土时，应从低处开始浇筑，浇筑面应保持水平，并应与倾斜面垂直相交，不应出现尖角。

混凝土浇筑时应保证浇筑的连续性，浇筑的间歇时间应满足规范的要求。

混凝土振捣，应符合下列要求：

(1)混凝土浇筑应先平仓后振捣，严禁以平仓代替振捣或以振捣代替平仓；

(2)混凝土振捣应采取梅花形布点，布点间距按照1倍的振捣半径控制，振捣时间应以混凝土粗骨料不再显著下沉并开始泛浆为准，避免漏振、欠振或过振；

(3)振捣设备的振捣能力应与浇筑机械和仓面状况相适应，大仓面浇筑宜配置振捣机振捣；

(4)浇筑层厚定为50cm，浇筑第一坯层、台阶边坡的混凝土时应加强振捣；

(5)振捣第一坯层混凝土时振捣棒头应距硬化面5cm，振捣上层混凝土时振捣棒头应插入下层混凝土5cm～10cm；

(6)振捣设备距离模板边缘应该控制在20cm～30cm，在模板附近、钢筋密集处、止水及预埋件等部位应加强振捣，且不能触碰钢筋及预埋件；

(7)混凝土的振捣应派专人负责。

混凝土浇筑过程中禁止向仓内加水，并避免外部的水流进仓内；混凝土的和易性较差时应采取加强振捣的方式。

4.5 施工缝处理

混凝土收仓面应浇筑平整，其抗压强度未达到2.5MPa前，不能进行下道仓位的准备工作。

施工缝采用凿毛处理，剔除松动石子或浮浆层，保证施工缝面无乳皮、露粗砂，并将缝面清洗干净。

门槽二期混凝土与主体结构的缝面等特殊部位，应采用免拆除的金属模板网。

4.6 混凝土养护

混凝土在拆模完成后应及时使用薄膜或者土工布覆盖，并及时洒水养护，保证混凝土始终处于湿润状态。

洒水养护的时间不能低于28d，对有饰面效果要求的部位应适当延长养护的时间。

有抹面要求的部位，不能过早洒水，抹面完成后尽快进行保湿养护，并根据混凝土凝固剂气温情况决定洒水养护的时间。

为防止混凝土表面产生污染，养护用水应当与拌合用水一致，并且要求同一视觉范围内的清水混凝土的养护措施应当一致。

设置专人负责混凝土的养护，并做好混凝土养护记录。

4.7 清水混凝土的缺陷修补

在施工的过程中，可能存在少量的气泡、漏浆、砂线及模板拼缝痕迹等细小弊病，可以用与结构混凝土强度等级相同，同品种的水泥，掺加一定量的白水泥制成水泥浆，对气泡进行填塞修补；对于有防水要求的结构混凝土，其螺杆孔的封堵应采用有防水效果预缩砂浆或者环氧材料的材料进行封堵。

缺陷修补的部位在水泥浆硬化后，应采用细砂纸打磨光洁，并用水冲洗干净。修补后的部位应无明显的修补痕迹。

4.8 混凝土的成品保护

(1)施工完成后应及时使用薄膜或者土工布进行覆盖，既可以起到养护的作用，也可以防止上层混凝土施工的砂浆污染已经施工完成的清水混凝土的表面；

(2)阳角等容易被磕碰的部位，采用胶合板进行保护，防止混凝土边角被磕碰破坏；

(3)当挂架、脚手架吊篮等施工设备需要与成品混凝土墙面接触时，应使用垫板保护；

(4)禁止剔凿成品混凝土表面。

5 特殊气温条件下的施工措施

5.1 雨季施工

(1)雨季施工，应提前收集气象信息，合理安排施工，雨天不再安排清水混凝土的浇筑施工；

(2)增加骨料含水率的测定频率，适当调整拌合用水量；

(3)骨料堆应设置排水和防污水污染的设施，顶部增加防雨棚；

(4)仓内采取排水、截水措施，防止雨水流入仓内；

(5)雨后应先排除仓内积水，如混凝土能重塑，被雨水冲刷的部位应加铺砂浆后继续浇筑，否则应按施工缝处理。

5.2 冬季施工措施

日平均气温连续5d在5℃以下或最低气温连续5d在-3℃以下时，应按低温季节要求施工。

根据丰宁地区气候情况，冬季施工混凝土采用蓄热法。低温季节掺入混凝土的防冻剂应经过试验对比，混凝土表面不得产生明显的色差。

当日平均气温连续5d在-5℃以下时，应将骨料加热。骨料加热可用暖风机，粗骨料可采用蒸汽直接加热，但不得影响混凝土的水胶比。骨料不需加热时，粗骨料表面不应结冰，不掺混冰雪；细骨料不得含有冻块。

低温季节混凝土宜采用热水拌和。拌和用水温度超过60℃时，应改变拌和加料顺序，将骨料与水先拌和，再加入水泥，以免水泥假凝。

冬季施工混凝土的运输工具应采取保温措施，就是将搅拌车的搅罐覆盖，将自卸汽车的车斗覆盖等。

混凝土浇筑仓位搭设暖棚或者创造相对密闭、保温的施工空间，仓内仓面温度应大于3℃，对于低于3℃的部位应使用暖风机加热至3℃以上，方可浇筑混凝土。

混凝土浇筑完成并初凝后，应使用不吸潮的保温材料将混凝土表面覆盖，保证混凝土在达到设计强度的30%前不受冻。

当气温低于-15℃时，禁止进行清水混凝土的相关施工。

6 结语

(1)通过试验优化配合比参数，有利于减少气泡及局部混凝土色差；适当增加塌落度有利于减少混凝土的气泡；

(2)使用双面泡沫胶可以有效减少漏浆；

(3)钢管围檩及木枋配合拉筋使用，可以减少结构形变；

(4)合理布置振捣机具，适当加长振捣时间，可以最大限度保证振捣质量并减少混凝土表面气泡。

耿 军(1965.06-)，男，河南郑州人，工程师，主要从事水利水电工程技术。

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TV431∶TV523

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