碾压混凝土施工质量风险及控制措施

吴克勇

（中国水利水电第八工程局有限公司，湖南 长沙 410000）

文章根据《大中型水电工程建设风险管理规范》（GB/T 50927—2013），碾压混凝土大坝施工期间，质量风险主要包括工程实体质量风险和质量管理风险。工程质量风险主要是原材料品质、施工工艺、方法和措施等方面形成的质量风险；质量管理风险主要是由管理体系、制度、人的能力和水平等方面形成的质量风险。施工过程中应根据工程实际情况对质量风险进行系统管理，做好风险辨识、分析和控制措施管理。

1 质量风险辨识

风险辨识是风险管理的基础，根据有关规范并结合部分工程实际，碾压混凝土大坝施工阶段的质量风险可从质量管理体系、质量管理制度、工程材料、工程试验、施工工艺、工程验收、工程质量评价等方面进行辨识。主要风险问题如下：

（1）未建立健全质量管理体系。如果质量管理体系未建立或者不完善，没有制订明确的质量管理目标，无法分解相关管理职能、层次和过程，相关机构设置不合理，相关资源配置不到位，质量管理体系无法有效运行，质量管理出现漏洞，就会导致顾客满意度降低，难以保证质量、成本、生产率以及经营绩效获得预期的效果。

（2）施工质量的管理制度不齐全。若施工阶段未建立质量检验与评定、质量教育与培训、质量风险管理、质量有效标准管理、质量缺陷处理、不合格处理、强制性条文实施、QC小组活动以及质量的奖惩等质量管理制度，将导致质量管理依据不全、管理职责不清、管理流程失控、管理记录缺失等问题，无法形成程序化、标准化的管理。

（3）管理人员和操作人员的质量意识不足，能力和责任心不够。人是质量控制的主要因素，综合领导者的素质、质量管理人员的水平、操作人员的技能等因素可以看出，一方面是管理人员质量意识不强、管理经验缺乏，不能主动查找问题、发现问题，不按设计和标准施工、擅自修改设计，现场管理不畅，管理人员缺位等；另一方面是施工操作人员技能不足、操作不规范、责任心不强以及违反施工工艺要求等。

（4）原材料出现质量问题或不合格。原材料主要包括水泥、掺合料、外加剂、钢筋、骨料、止水等，其质量风险控制涉及原材料的选择、运输、存放、进场检验以及生产性试验等方面。原材料存在假冒、伪劣或变质的风险，致使材料规格、品种、性能指标不合格；进场验收、试验检测、仓储管理工作存在管理漏洞或失误以及大中型水利工程水泥、掺合料、外加剂未做优选试验及相容性试验等，将直接影响混凝土的工艺性能和工程质量。

（5）层间结合、防渗材料和设施不良。碾压混凝土大坝，防渗是关键。作为坝体防渗处理的关键环节，层间结合处理、变态混凝土施工、防渗区混凝土及坝体止水设施的施工质量，直接影响碾压混凝土大坝的防渗性能。层间结合面作为碾压混凝土防渗的薄弱面，容易出现施工缝面处理不到位、混凝土初凝、层面发白发干、碾压不密实、骨料集中等问题；变态混凝土施工存在浆液水灰比控制不严、加浆不均匀、加浆比例控制不严以及振捣不充分等问题；防渗区混凝土的设计宽度、混凝土级配、层间加浆、异种混凝土结合处理等存在不符合要求的问题；坝体结构缝的止水设施存在安装位置不正确、材料破损、焊接缺陷等问题。

（6）碾压混凝土温控措施落实不到位。碾压混凝土施工器具有施工强度高、上升速度快的特点，且施工以高温、干燥、大风气候为主，为减少坝体内部的温度应力、降低混凝土内部最高温度、控制内外温差，需要采取混凝土预冷、外掺活性材料、仓面“小气候”、冷却通水以及低温季节混凝土表面保温等综合温控措施。如果温控措施落实不到位，坝体出现较大温度应力，混凝土出现温度裂缝，通道渗漏，进而影响工程安全运行。

（7）室内试验、现场工艺试验、生产性试验与工程实际条件（环境）不吻合。碾压混凝土施工中，骨料性能分析试验、配合比室内试验、现场碾压工艺试验以及混凝土拌和生产试验等，如果没有结合原材料品种及来源、施工季节及气候条件、施工设备以及管理环境等工程实际条件，将对砂石骨料、水泥、粉煤灰、掺合料、外加剂等的选择以及混凝土配合比的优选、混凝土拌和、施工工艺参数的确定等造成影响。

（8）混凝土拌和质量不满足要求。若原材料的品质、砂的石粉含量及含水率、粗骨料的超逊径等控制不严，设备检校和维护、操作人员的培训和管理工作落实不到位，未按照选定的混凝土配合比进行配料和拌制，易导致碾压混凝土拌和物质量不合格，影响混凝土现场碾压施工和混凝土的物理力学性能。

2 风险分析

根据风险辨识情况，按照质量风险影响度定性分析原则，笔者认为质量管理体系和制度、管理人员和操作人员、原材料、层间结合以及温度控制等质量风险因素对质量的影响较大，风险很高，有可能对工程的安全性、耐久性、正常使用和功能等产生重大影响。质量风险影响度分析见表1。

表1 质量风险影响度分析表

3 风险控制措施

（1）建立健全质量管理体系。按合同及工程质量管理要求，建立健全质量管理体系。制订项目质量目标，明确质量管理应达到的水平，明确相关管理职能、层次和过程，明确项目经理为质量第一责任人；设置质量分管领导，设立质量管理部门和质量检测机构，配置质检人员和技术人员，形成全方位、全过程、全员参与的工程质量管理体系。

（2）建立质量管理制度。根据项目的特点，建立并完善项目施工的质量管理规章制度，做到有章可循、有据可依，为提升工程施工质量提供制度保障。

第一，推行质量策划先行制度。从施工难点、施工工艺、工艺要求及施工材料等方面进行策划，明确质量管理的细节，以便指导现场施工。

第二，根据工程特点建立质量检验和评定制度。树立质量管理重在过程、重在现场的理念，严格执行“三检制”，严把工序质量检验和验收关。

第三，开展质量教育和培训工作。根据工程实际施工情况，对质量管理专业人员及专职质检员进行有针对性的教育培训，提高质量管理理论水平和质量管理能力。抓好操作技能培训工作，在各单项工程施工前由工程技术部门编制好相应的作业指导书，组织好施工作业人员对作业指导书的培训学习。

第四，落实质量风险管理制度。根据项目质量管理实际，制订施工质量风险识别与控制措施，明确风险管理的目标、方法与流程，及时收集信息，开展评估，制订策略并实施监督与改进。

第五，施工技术交底制度。工程施工前，由项目部技术管理部门组织相关职能部门、作业工区及施工班组等相关人员，依照设计文件、施工图纸及施工组织设计（施工措施）进行技术交底。

第六，建立责任追究制度和质量奖惩制度。发生质量问题时，按照“四不放过”原则追究责任；设立质量奖罚基金，奖励在施工质量和质量管理工作中成绩突出的职能部门、工区及个人，对违规、违纪、工作失职导致发生质量事故或质量低劣（缺陷）的责任单位和个人，视情节轻重收取质量教育金。

（3）增强管理人员和操作人员的质量意识，提高人员能力和责任心。加强项目负责人的素质教育培训，开展质量培训、宣传、竞赛、考核评比等活动，强化质量责任，引导和激励员工主动关心质量，形成良好的质量意识。落实持证上岗制度，树立和培养质量管理先进及操作能手，引导员工强化实战操练和技能提高。采用人工智能及信息化系统，如机器人、智能设备、数字化系统以及BIM技术，减少对人的依赖，降低人工工作强度，提高管理能力和操作水平。

（4）保障原材料质量。水泥、掺合料、外加剂等重要的工程原材料应通过优选试验确定厂家和品种，并在优选的基础上尽量固定厂家生产和供应。按要求建设原材料堆放、储备仓库或车间，配备相应的防潮、排水、防雨遮阳等设施，并按不同厂家、品种、等级、出厂批号分别运输和存放。严格原材料进场检验，杜绝不合格品投入施工现场使用，并保证不使用不合格材料。出现不合格材料时，应按照有关不合格管理制度进行调查分析和跟踪处理。原材料进场或入库前，每批材料均应有厂家提供的出厂合格证和检验报告，由机电物资管理部门负责及时通知试验室进行取样试验，将检测结果及时反馈到质量管理部门，质量管理部门统一将原材料合格证明及现场检验报告上报监理中心审核。

（5）避免层间结合、防渗材料和设施不良，提高施工质量。上游面防渗层混凝土比较单薄，干缩及温度变化易产生裂缝，需要加强控制。主要措施有上游防渗区宜优先选用二级配混凝土，慎用三级配混凝土；上游防渗区变态混凝土宽度按设计要求严格控制，一般不超过100cm，不得随意调整；变态混凝土的加浆方法、水灰比重以及加浆量需通过试验确定，应安排专人负责加浆并精确计量，加浆后及时进行振捣。同时，加强工艺质量控制，规范混凝土施工行为，对卸料高度、摊铺厚度、碾压遍数以及骨料集中处理进行跟踪检查。

碾压混凝土层间接合不良将影响混凝土抗剪强度，引发层间渗漏，因此应采取优化施工组织设计、加快混凝土入仓速度、落实仓面保温保湿、合理选择碾压混凝土铺筑方法、缩短混凝土层间隔时间等措施，将碾压混凝土拌和物从拌和到碾压完毕控制在2h内，保证间隔时间比混凝土的初凝时间短1～2h。另外，当平层铺筑法难以满足要求时，可采用斜层铺筑法施工，应按设计要求在防渗区混凝土碾压层面上铺洒水泥灰浆，大幅度缩短层间间隔时间，提高层间结合质量。还要加强大坝防渗效果质量检查，要对止水材料的性能（力学强度、厚度等）、加工尺寸和安装质量进行检查，并重点检查接头焊接质量（渗漏检测）。在大坝上游防渗区进行钻孔取芯和压水试验检查，检查混凝土的力学性能指标和渗透情况。

综合运用数字化系统进行监控，对混凝土碾压厚度、碾压遍数、碾压机行走速度、激振力以及混凝土浇筑温度、内部温升和冷却通水情况进行全过程控制，并及时进行成果分析、汇总和处理，形成报警机制，自动调整工作状态，减少对人的依赖性，夯实混凝土实体质量和防渗效果。

（6）落实碾压混凝土温控措施。根据碾压混凝土的施工特性，在高温季节施工时，必须采取有效的温控措施，做好碾压混凝土运输的保温工作，采用合适的施工方法，加快混凝土入仓、平仓和碾压速度，控制出机口温度和浇筑温度。低温季节应做好混凝土保温防裂工作。做好开仓前准备工作，按要求配备喷雾机、手持式喷雾枪以及仓面保温被，做好仓面喷雾保温、保湿工作，降低仓面环境温度和混凝土浇筑温度。做好骨料预冷工作，降低混凝土出机口温度。成品骨料堆高应大于6m，及时补料使骨料仓内接近满仓状态，延长骨料在仓内的停留时间。进料胶带机应设置防雨防晒的凉棚，设置喷雾加湿装置。在高温多风天气，应对仓面采取喷雾加湿措施，以降低仓面气温，提高仓面湿度，减少水分蒸发，防止混凝土表面失水，延长混凝土初凝时间，改善碾压混凝土层间结合性能。仓面喷雾采用汽水混合喷雾和高压水喷雾两种形式，汽水混合喷雾控制大坝上游二级配防渗层碾压混凝土部位，喷嘴固定在模板上；高压水喷雾采用移动式喷雾枪，每个仓面设2～3把喷枪移动喷雾，控制整个碾压混凝土施工仓面。新浇筑的混凝土应通水冷却，初期通水时间为10～15d，以削减混凝土内部的最高温度的峰值，将混凝土内部最高温度控制在设计要求范围。

有灌浆要求以及内部温度偏高的混凝土可实施中期通水，减少混凝土的内外温差，防止出现温度裂缝。加强混凝土养护和保护工作，有条件的部位采用流水养护，阳光直射的永久暴露面采用麻袋覆盖等表面保护措施；越冬面和度汛面需要做好保温处理措施。

（7）使室内试验、现场工艺试验、生产性试验与工程实际条件（环境）相吻合。应根据设计要求并结合工程实际条件，开展对骨料来源、掺合料及水泥品种等情况的试验与研究，可以实现混凝土材料选用、配合比设计和施工工艺参数的优化，验证施工工艺流程、施工系统及施工设备的适应性，提高混凝土施工质量。经过试验论证，可优先使用本地合格骨料，如选用坝址附近料场的岩石、天然砂砾料、洞挖石渣料和大坝基坑开挖的可用料，这样既有利于节省投资，又有利于保护环境。通过开展掺合料技术经济比选和研究，提出合适的本地掺合料配比及质量控制参数，如选用凝灰岩与磷矿渣按1∶1比例混合研磨而成的掺和料，或采用磷渣粉与石灰石粉混合料，解决粉煤灰替代、尾矿渣再利用、减少污染等关键技术难题。开展外加剂复合调整试验，论证其掺量、缓凝效果、减水效果以及混凝土施工性能和混凝土物理力学性能，选择最能与工程实际条件相吻合的外加剂。

（8）混凝土拌和质量不满足要求。碾压混凝土的特点是快速、连续的高强度机械化施工，生产系统不配套、不协调或出现故障等情况均会影响工程进度、工程质量。根据施工实践，为了保证质量，缩短拌和时间，宜选用强制式搅拌机拌制碾压混凝土。搅拌设备的称量系统应定期校准，除了检查称量装置器件自身的精度，还应检查实际配料结果，保证在混凝土生产过程中满足称量精度要求。另外，混凝土拌和时间受混凝土配合比、搅拌设备类型、投料顺序及拌和容量的影响，应通过拌和均匀性试验确定投料顺序和拌和时间。在混凝土拌和过程中，试验室和拌和楼质控人员要对出机口混凝土质量情况加强巡视、检查，发现异常情况时应查找原因并及时处理，严禁使用不合格原材料，防止出现配料单计算错误、擅自调整配合比的情况，避免拌和不均匀以及严禁使用出机口VC值、含气量、温度不符合要求的不合格的混凝土。

4 结束语

在我国已经建成投产的多座碾压混凝土大坝施工期间，笔者针对施工阶段质量风险管理开展了长期的调查、分析、研究和实践，制订了一系列有效的管理措施，并通过不断的总结和提高，积累了一定的管理经验，希望对碾压混凝土施工质量风险管理有一定的参考作用。