吉音水利枢纽工程施工质量控制分析

把浩琪 成坚强

摘 要：对吉音水利枢纽工程施工过程进行回顾性分析，详细论证施工质量控制关键技术。吉音水利枢纽工程施工过程主要包括坝体结构设计，面板混凝土施工方案和混凝土施工质量控制等。在混凝土面板堆石坝水利施工中，混凝土面板作为主要的防渗结构物，在大坝的正常安全运行中发挥着至关重要的作用。因此，面板混凝土施工质量控制是整个工程的关键所在。基于此，笔者分析了吉音水利枢纽整个施工过程中的质量控制及详细参数，探讨大坝建筑过程中的关键质量控制要点。

關键词：吉音水利枢纽;坝体分区;面板混凝土;质量控制

中图分类号：TV523     文献标志码：A     文章编号：1003-5168（2022）1-0062-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.01.014

Analysis on Construction Quality Control of Jiyin Water Conservancy Project

BA Haoqi    CHENG Jianqiang

（Gansu Provincial Bureau of Water Resources and Hydropower Engineering， Lanzhou 730030，China）

Abstract： The construction process of Jiyin water conservancy project is analyzed retrospectively and the key techniques of construction quality control are demonstrated in detail. The construction process of Jiyin water conservancy project mainly includes dam structure design， concrete construction scheme and quality control of concrete construction. In the construction of concrete plate rockfill dam， concrete plate， as the main anti-seepage structure， plays an important role in the normal and safe operation of the dam. Therefore， the quality control of plate concrete is the key to the whole project. Based on this， the author analyzes the quality control and detailed parameters in the whole construction process of Jiyin Water Conservancy Project， and discusses the key quality control points in the dam construction process.

Keywords： Jiyin Water conservancy project; dam partition; concrete plate; quality control

1 工程概况

吉音水利枢纽工程位于新疆和田地区于田县境内，该库的蓄水容量为0.82×109 m3，调节库的容量为0.6×109 m3 ，原设计水位为2 509.12 m，核准后水位为2 510.76 m，正常蓄水位为2 509 m[1]。该项目是以灌溉、防洪为主，兼顾发电的综合性水利工程。吉音水利枢纽工程为二等工程，大坝为永久性雍水建筑，建筑物级别为2级。大坝设计洪水标准为100年一遇，洪水的流量为927 m3/s，校核洪水标准为2000年一遇，洪峰流量为1 497 m3/s。拦河坝采用混凝土面板堆石坝，最大坝高为124.5 m，坝顶长489 m，最大拦水高为122.26 m。工程建成后，可控制灌溉面积为4.72万hm2，将下游防洪堤防洪标准由3年一遇提高到20年一遇[2]。

2 坝体分区

坝体分区的原则有以下三点。

第一，坝体中应设计有排水通道，坝料之间应满足水力过渡要求。

第二，坝轴线上游侧坝料应具有较大的变形模量，保证蓄水后坝体变形协调，减少对混凝土面板的冲击力。

第三，根据施工现场的开挖料的数量及质量，确定坝体材料分区，尽可能利用枢纽工程开挖材料，以达到经济合理的目的[3-4]。

结合坝体区域的地质条件、建筑坝体材料的来源及其物理性质、平衡土石方等因素，确定坝体分区依次分为上游盖重区、上游铺盖区、混凝土面板、垫层区、特殊垫层区、过渡料区、上游堆石料区、砂砾石料区、下游堆石料区[5]。坝体各料区标准控制参数如表1所示。现将各区质控要点总结如下。

2.1 上游盖重区

盖重料采用石渣料，即堆石料场（P2料场）开挖料，采用两立方米容量挖掘机进行挖装，20 t自卸汽车运输至填筑部位，进占法卸料，填筑层厚为80 cm，山推22型推土机摊铺，22 t自行碾进行碾压。上游铺盖料和石渣盖重同步上升，先铺填黏土料两层，再铺填石渣料一层。

2.2 上游铺盖区

拟定开采土料料场位于场内施工道路旁山体，此处土料为黏土，储量丰富，并且在征地范围内，现场利用两立方米容量挖掘机进行表层覆盖层清除，有利用层用20 t自卸汽车装运至上游填筑区，利用后退法卸料，铺填厚度控制在30～50 cm。山推22型号推土机摊铺，22 t自行碾进行碾压夯实。

2.3 垫层区

采用堆石料场（P2料场）开挖爆破料，由砂石骨料加工系统加工而成，要求级配良好，垫料粒径最大不超过80 mm，不大于5 mm的颗粒占比为20%～35%，不大于0.1 mm的颗粒占比小于5%，压实后渗透系数大于1×10-2 cm/s[6]。现场利用两立方米容量挖掘机进行铺平，填筑层厚控制在40 cm左右，填筑宽度为2 m，22 t自行碾进行碾压。

2.4 特殊垫层区

采用堆石料场（P2料场）开挖爆破料，由砂石骨料加工系统加工而成。用于两岸周边缝部位填筑，要求级配良好，最大粒径小于等于40 mm，小于5 mm的颗粒含量为30%～45%，小于0.1 mm的细粒含量不大于5%[7]。

2.5 过渡区

采用堆石料场（P2料场）开挖爆破料，由砂石骨料加工系统加工而成，要求级配良好，最大粒径小于等于300 mm，压实后渗透系数大于1×10-2 cm/s，现场利用容量为两立方米挖掘机进行铺平，填筑层厚控制在40 cm左右，填筑宽度为2 m，22 t自行碾进行碾压。

2.6 上游堆石料区

采用堆石料场（P2料场）开挖爆破料，要求级配良好，最大粒径小于等于800 mm，压实后的设计干密度大于等于2.14 t/m³，设计孔隙率宜小于等于20%，渗透系数大于1×10-2 cm/s。自卸汽车卸料采用进占法卸料，山推32、山推22推土机平行于坝轴线进行摊铺，填筑层厚控制在80 cm左右，32 t、22 t自行碾及牵引式振动碾进退错距法碾压，以防漏碾欠碾，自行碾碾压遍数为8遍，行走速率控制在1.5～2.0 km/h，铺填厚度和碾压遍数严格按碾压试验确定的参数进行施工。

2.7 砂砾石料区

采用河床砂砾石料（C3料场），利用两立方米容量挖掘机剥离表层覆盖层，20 t自卸汽车装运至填筑部位，进占法卸料，最大粒径小于等于600 mm，小于0.075 mm石料含量不大于8%，相对密度大于等于0.85，填筑层厚控制在80 cm左右，32 t、22 t自行碾及牵引式振动碾进退错距法碾压。

2.8 下游堆石料区

施工过程和上游堆石料区填筑质控一致。对C3料场开采前进行料源质量勘测。共布置86个采集坑，86组试验数据，试验结果如表2所示。勘测结果表明，C3砂砾石料场符合施工标准要求。

3 混凝土面板施工方案

吉音水利枢纽面板混凝土施工过程中，结合该项目工程特点，面板用钢筋现场绑扎焊接、混凝土罐车运输至指定施工位置、坡面全封閉式溜槽入仓，采用人工振捣、两次收面、无轨滑模跳仓分期浇筑的施工方案[8]。

3.1 砂浆条带施工及挤压边墙坡面修整

砂浆条带施工前，先对坡面挤压边墙混凝土表面进行平整度测量，以满足坡面偏差要求，其次对面板垂直缝位置及砂浆条带部位进行测量放线，并在缝线上标明砂浆垫层的设计高度，然后人工进行开槽，M20砂浆由混凝土拌和系统供应，10 m³混凝土罐车拉运至坝顶，经所搭设的溜槽由从下至上浇筑，人工辅助铺平，木模收面，表面平整度要求2 m内控制在5 mm以内，最后利用无纺布洒水养护。

垂直砂浆条带施工完毕后，以其为基准面对挤压边墙坡面进行超欠处理，对超基准面高程的部位进行人工凿除，对低于基准高程的部位先进行基面凿毛处理，再用砂浆进行修补至基准面高程。其偏差按5～8 cm控制，为面板提供一个平整基准面。

3.2 沥青乳化防护

钢筋绑扎前须在清理完成的坡面进行乳化沥青防护，坝顶做好地锚，将已加工制作完成的简易台车挂于坡面，先在坡面喷射一遍乳化沥青，待干后再喷射一遍。紧接着用铁锹抛撒砂子，随后用滚轮碾碾压一遍，再喷射一遍乳化沥青，并再抛撒一遍砂子，用滚轮碾再碾压一遍，使砂与沥青结合为牢固的沥青砂复合体。沥青乳剂的品种、配比及喷洒层数等，应通过试验确定，本工程试验层数确定为三乳两砂[9]。

3.3 钢筋制作安装

面板所需钢筋由加工厂预先加工，运至坝面后由自制钢筋台车运至施工作业面，钢筋台车由2台10 t卷扬机牵引，将加工好的钢筋置于钢筋台车，运至施工作业面，自下而上现场绑扎焊接。钢筋绑扎前先在坡面布置好架立筋，打入挤压边墙40 cm，并做出绑扎钢筋网片的位置，绑扎过程中与连接钢筋固定，待混凝土浇筑时，再将架立筋与主筋连接处隔断。

3.4 止水及垫片安装

止水安装时，先清理干净砂浆条带部位的碎石，并在砂浆条带中部铺设聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，PVC）垫片，在垫片连接处胶粘牢固且保证两垫片平整。而后再进行铜止水安装。

面板分缝的铜止水均由铜片加工机按设计要求现场制作加工，为保证铜片在安装过程中不折损且施工方便，将铜片止水长度加工至20～30 m并运送至坡面，用氧气与乙炔经喷枪混合喷射后点燃，利用高温将铜焊条加热后粘取铜粉进行铜止水片的焊接，焊接采用双面焊，焊接过程中将铜止水片垫起，避免高温烧坏底部所铺的PVC垫片。待铜片止水安装完毕，在其“牛鼻子”中塞入氯丁橡胶棒及闭孔泡沫板，使其内部填充饱满，安装完毕后再用卡具将铜片止水固定。

3.5 侧模安装

侧模利用0.15 m×0.15 m×2 m的方木及不同厚度尺寸的木板配合安装，以满足面板厚度随高度上升而逐渐减薄的需要，在每隔2 m的位置与钢筋网片焊接一根拉结筋并伸出侧模外，在拉结筋端部焊接丝杆，方便固定侧模，方木之间用“蚂蟥钉”连接牢固，以增强侧模的稳定并防止跑模。在模板安装过程中必须保证铜片止水“牛鼻子”处于相邻两仓混凝土缝中。待滑模放下，校核侧模结构尺寸，验收合格后在其表面涂抹润滑油，以保证滑模顺利滑行，侧模刚度及强度满足无轨滑模在其顶部滑行而不受破坏。

3.6 无轨滑模

无轨滑模由底部钢面板、上部三角形钢桁架以及抹面平台三部分组成，振捣平台顶部设有防雨棚，平台上用木板搭设，方便作业人员施工，平台后用钢丝绳挂抹面平台及二次抹面平台[10]。

4 面板混凝土施工质量控制

吉音水利大坝采用面板混凝土设计，面板材料主要由标号为C25W12F200的混凝土配比聚丙烯纤维组成，聚丙烯纤维含量为0.9 kg/m3[10]。面板混凝土施工质量控制主要从以下几个方面进行：原材料出厂质检合格证明，混凝土配合比检验，运输过程质控，浇筑实施质控[11]。每批次原材料进厂前都要检查随车出厂合格证明以及出厂质检报告，信息核对检查确认无误后，需要等待项目质检站抽验，抽验检查合格后方可入库。存放场地必须悬挂材料标识牌，注明材料规格型号，检验状态[12]。如表3，混凝土配合比的检验数据要符合项目设计数据，拌和站按照实验室出具的配合比数据表严格执行，质检合格后方可出仓。混凝土运输采用6 m3混凝土罐车经拌和站运输到坝顶平台。该过程的质控主要包括两点，一是浇筑时测量坍落度，卸料时坍落度控制在3～7 cm;二是运输时间，质控要求该项目混凝土从出仓到运输至工作面的时间必须不能超过45 min。混凝土浇筑质量直接关系到整个工程的施工质量，因此，开展浇筑操作时，应根据施工条件选择科学的浇筑方法。由于该水库施工面积大，施工难度高，故而采用分层分段澆筑模式。该水库混凝土配合比例见表3。

为了保证混凝土在施工过程中温度控制在一个合理范围内，施工前期从原材料采购就进行预评估。混凝土裂缝的形成主要是由于在浇筑过程中，内外温差过大导致内外凝结时间不一致产生。因此，混凝土温控是保证施工浇筑质量的关键所在。根据相关研究发现，混凝土仿真计算可以预测大坝温度的变化。根据仿真结果来看，在浇筑完大坝底板后，坝体浇筑高度为1.5 m/层，间隔时间为9 d，该技术可有效进行混凝土温控。根据温控防裂计算公式进行仿真，短间歇薄层浇筑具有可行性，为快速施工提供了数据支持。大坝混凝土热力学参数见表4。

5 结语

吉音水利枢纽大坝采用混凝土面板堆石坝设计，从坝体分区设计到混凝土面板施工质控，全过程采用严格的质量控制标准。在坝体分区中，坝体中心部位设有砂砾石填筑区，有利于坝体的变形控制，再加上周边的堆石料，进一步增强了坝体的渗透稳定性。施工过程中严格按照级配曲线的连续性，控制材料的粒径范围，严把渗透系数关，采用合理的施工方案，保证混凝土温控质量，避免裂缝的产生。

面板混凝土浇筑过程中采用了无轨滑模等新技术，为施工过程中的质量控制起了至关重要的作用，吉音水利枢纽面板浇筑历时4个月，于2016年9月16日成功下闸蓄水。自吉音水利枢纽下闸蓄水以来，大坝已经过5年的蓄水运行。目前大坝运行良好，运行期间监测结果显示，坝体总体变形量小，面板变形均在可控范围之内，这与施工过程中严格的质量控制密不可分。

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[11] 王雪峰，解长玉.水利工程施工管理中的质量和安全控制分析[J].农业科技与信息，2021（8）：110-112.

[12] 苗承中.水利水电工程施工中的常见问题及对策[J].河南科技，2021，40（11）：79-81.

收稿日期：2021-11-10

作者简介：把浩琪（1994—），男，本科，助理工程师，研究方向：水利水电建筑工程质量控制;成坚强（1990—），男，硕士，工程师，研究方向：辐射防护的设计研究。

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