航电工程墩墙混凝土外观质量控制关键技术研究

陈猛，肖灿明，于庆

(中国水利水电第五工程局有限公司，成都，610066)

改革开放以后，为加快内河水运发展速度，开始了航电枢纽工程的建设。随着经济社会对水运发展需求的逐步增加、水运建设投融资渠道的逐步拓展，航电枢纽建设规模进一步加大，航电枢纽工程的施工质量就显得更加重要。航电枢纽工程主体结构中，多数为现浇混凝土结构，以闸墩、防洪墙等主体结构为主，为永久外露面或过流面，混凝土外观质量要求相对较高。

1 工程概况

岷江龙溪口航电枢纽工程位于岷江乐山至宜宾中下游河段，是规划的岷江乐山至宜宾段航电梯级开发的第四级航电枢纽。闸址位于四川省乐山市犍为县境内，枢纽布置于犍为县新民上游约600m～800m的岷江河段。其上游与犍为梯级衔接，距上游犍为梯级约31.1km。工程开发任务以航运为主，航电结合，兼顾防洪、供水、环保等综合利用。龙溪口航电枢纽工程为Ⅱ等大(2)型工程，电站总装机容量480MW，坝顶高程324.50m，坝轴线长948.87m。工程设计通航标准为Ⅲ级，可通行1000t级船队。枢纽主要建筑物包括船闸、泄洪闸、发电厂房、混凝土接头重力坝、鱼道等。

墩墙混凝土设计为C25三级配，抗冻防渗水要求F50W6，墩墙厚度2m～4m，最大高度43.5m，为圆弧+直面段结构。

2 墩墙混凝土的外观质量问题

墩墙混凝土施工中容易出现蜂窝、麻面、外观颜色色差大等质量问题，若表面无装饰，对工程的观感影响很大。针对已经施工的9台机组墩墙混凝土外观质量问题进行调查统计，优良率如表1所列。与项目部质量管理要求的混凝土外观质量优良率不小于92%的目标仍有一定差距。

图1 航电枢纽墩墙常见外观质量问题示意

表1 外观质量评定优良率统计

3 墩墙混凝土外观质量控制关键技术研究

3.1 研究方式

针对航电工程中墩墙混凝土外观质量通病问题，对关键施工工序采用工艺性试验控制变量对比分析的方法，确定最优施工技术参数，包括：模板类型、堵缝方式、混凝土级配、振捣时间等。

3.2 试验规划

试验针对墩墙混凝土外观质量常见问题，从模板类型、堵缝方式、混凝土铺料厚度、振捣时间等工序进行详细的分析[1]。

3.2.1 模板类型

墩墙混凝土模板可以选择普通组合钢模板、铝合金模板、平面大模板、定型钢模板、复合胶木模板等，根据以往施工经验，普通组合钢模板相比其他两种模板缺点明显，不具备对比试验价值，故试验选择了铝合金模板、平面大模板、定型模板、复合胶木模板等进行对比试验。

3.2.2 堵缝材料

墩墙混凝土相接模板间堵缝方式有双面胶[2]、泡沫胶、砂浆、聚乙烯泡沫板等方式，试验将对不同堵缝材料进行对比分析。

3.2.3 装饰条

针对墩墙混凝土阳角及模板拼缝位置，选择角钢、PVC圆弧倒角线条等装饰条进行对比分析。

3.2.4 混凝土

通过调整墩墙混凝土拌和时间、坍落度、级配等进行对比分析。

3.2.5 铺料厚度

结合现场实际情况，墩墙混凝土浇筑一般采用φ100振捣棒进行平仓振捣，作用半径为50cm，故试验分层厚度为40cm、50cm两种[3]，离模板距离为2cm、5cm、10cm。

3.2.6 振捣时间

根据相关施工经验(参考白鹤滩工程)，混凝土初振时间分60s、80s、90s三种，复振时间分30s、50s、60s三种，初振与复振间隔时间分20min、30min两种[4]。

3.2.7 其他

通过分析混凝土初凝时间、冲毛压力及冲毛时间，确定最优冲毛方式。针对现场混凝土缺陷，对比多种修补配合比。

3.3 试验方案

根据施工需求，试验选择5种模板类型、4种堵缝方式、3种装饰条、3种混凝土拌和时间、3种混凝土坍落度、2种混凝土级配、2种基础面铺设材料、2种分层厚度、3种初振时间、2种间隔时间、3种复振时间、混凝土冲毛、缺陷处理等方面进行试验，具体试验内容见表2。

表2 试验内容

工艺性试验具体检查方式见表3。

表3 工艺性试验检查项目

3.4 施工要求

3.4.1 技术交底

试验开始前，由工程技术人员向所有施工人员进行技术交底，使其熟知各施工工序及施工要求。在关键工序上重点把好控制关，在主要工序上设置质检人员全程管控。

3.4.2 施工人员准备

操作人员实行定人定岗，为保证工艺试验顺利开展，选择7名具有丰富施工经验的操作工人，平均从业时间20a，其中部分工人参与了白鹤滩镜面混凝土施工。

3.4.3 场地准备

根据试验需求规划场地尺寸为30m×30m，场地基础平整、碾压后，采用C20二级配混凝土硬化，厚度为30cm。混凝土振捣完成后，使用收面机进行第一次收面，初凝前由人工进行第二次收面。

3.4.4 其他准备

(1)对混凝土质量检测相关仪器进行检查；(2)根据工艺试验方案需要，完成各类模板、脱模剂等材料的准备；(3)拌合站检查：为保证混凝土拌和质量，对拌和站进行检查，重点是进行校秤；(4)主要工具检查：对振捣棒等关键工具进行检查，确保施工工具满足施工需要。

3.4.5 模板工程

模板采用二次打磨工艺，质检员检查合格后，方可进行涂刷脱模剂施工，经质检检查合格后，方可进行模板安装。

模板安装过程中，严格控制模板接缝，以防漏浆或高低不平，模板面板拼缝高差、宽度应不大于1mm，模板间接缝高差、宽度不大于2mm；模板严格按照设计测量放点支立，支立固定完毕进行复测，确保模板符合试验要求。

混凝土浇筑过程中，指派专人监护模板，对过程中的位移进行及时调整及加固。

3.4.6 混凝土浇筑

墩墙混凝土统一由左岸拌和站集中供应，质检员、实验室做好混凝土骨料质量监控，严禁不合格料入仓。

采取液压反铲入仓，混凝土入仓后立即平仓振捣，不允许出现仓面混凝土长时间堆积。浇筑混凝土时，严禁在仓内加水。如发现混凝土和易性较差，采取加强振捣等措施，以保证质量。

浇筑过程中，必须配备管理员、质检员、指挥员、初振员、复振员、模板工、记录员，管理员负责统筹协调工作，质检员负责振捣质量，指挥员负责下料等指挥工作，初振员负责混凝土初振，复振员负责混凝土复振，模板工负责查看模板有无松动、位移、变形等，记录员负责对分层厚度、初振时间、复振时间等数据进行记录。

3.5 工艺性试验

3.5.1 模板处理

(1)钢模板

①钢模板打磨：采用钢丝轮打磨模板，为保证模板打磨质量，由质检人员进行旁站，及时指正。

②钢模板涂刷脱模剂：主要脱模剂包括：脱模漆、乳化油类脱模剂、色拉油、液压油。为防止二次污染，模板打磨涂刷脱模剂完成后，采用熟料薄膜覆盖模板表面。

(2)复合胶木模板

①搭设脱模剂涂刷棚：为保证试验模板脱模剂涂刷质量，在试验现场搭设脱模剂涂刷棚，以达到防风、防尘、防雨的目的。

②模板清理：运至现场的模板必须放在脱模剂涂刷棚内进行清理，采用抹布加水进行清洗。

③模板晾干：模板清理完成后，必须放置1d以上，保证模板表面自然风干。

④涂刷脱模剂：采用两次涂刷工艺，第一遍，采用滚筒涂刷，第二遍，采用细腻泡沫找平，保证脱模剂涂刷质量。脱模剂涂刷完成后，将模板架空，放置两至三天，保证脱模漆已经完全晾干。

⑤加强巡检：模板晾干过程中，多次巡视，充分了解脱模漆硬化时间。

3.5.2 模板加固

(1)钢模板

钢模板均采用对拉螺杆加固，为保证大模板阳角加固效果，大模板四个角增加开孔，使用螺栓进行固定。

(2)复合胶木模板

复合胶木模板采用方木+方圆扣加固，模板内侧无须设置拉筋对拉。

3.5.3 模板拼缝处理

为防止混凝土浇筑时漏浆，分别采用砂浆、止浆条、泡沫胶、聚氯乙烯泡沫板4种材料对模板拼缝进行堵缝处理。

3.5.4 装饰条设置

装饰条设置主要针对木模板，分别采用：角钢与模板进行连接、角钢与钢筋进行连接、PVC圆弧倒角线条3种方式进行安装对比。

3.5.5 混凝土浇筑

(1)混凝土浇筑分层厚度标记

为保证混凝土分层厚度符合要求，在模板四个面均使用喷漆根据浇筑层厚做标记。

(2)混凝土浇筑

混凝土浇筑时，均由前期选定的经验丰富人员，根据施工参数进行浇筑，保证混凝土浇筑质量，为避免混凝土浇筑过程模板二次污染，在未浇筑混凝土的模板覆盖彩条布。

为保证振捣间距满足要求，采用红色喷漆进行点位标记。

为保证振捣时间符合要求，由质检员使用秒表进行计时。

(3)混凝土振捣

根据试验方案规划，共进行21种振捣时间搭配进行对比，详见表4。

表4 振捣时间搭配组合

(4)混凝土养护

混凝土浇筑完成后，及时进行洒水养护并覆盖土工布保湿。

3.6 试验结果与最优施工技术参数

3.6.1 模板选型

铝模板拼缝较多，阳角处局部不规则；复合胶木模板，易变形；平面大模板拼缝少，且阳角处较规则，因此，优先选择3m×3.1m平面大模板。

3.6.2 脱模剂选择

通过对比分析拆模混凝土外观质量，确定最优选择为：乳化油类脱模剂。

3.6.3 模板拼缝止浆材料选择

通过对比分析拆模混凝土外观质量，确定最优选择为：砂浆堵缝。

3.6.4 混凝土级配选择

通过对比分析拆模混凝土外观质量，三级配混凝土模板附近均存在粗骨料外露，平整度较差，且外观颜色深浅不一，混凝土外观质量二级配混凝土明显好于三级配，确定最优选择为：二级配。

3.6.5 混凝土振捣参数

经过21种振捣时间搭配试验，通过对比分析拆模混凝土外观质量，混凝土振捣最优技术参数为：初振20s、间隔20min、复振30s。

4 墩墙混凝土外观质量控制技术指标确定

以岷江龙溪口航电枢纽工程为例，针对航电工程中墩墙混凝土外观质量通病问题，对关键施工工序采用工艺性试验控制变量对比分析的方法，最大限度地还原了墩墙结构特点和施工条件，确定了最优施工技术参数，如表5所列。

表5 最优技术参数

5 结语

墩墙混凝土外观施工质量是航电工程质量建设中的关键环节。岷江龙溪口航电枢纽工程建设中，利用工艺性对比试验，探索出关键工序最优施工参数指导施工，提高了闸墩混凝土外观质量的优良率，积累了闸墩混凝土薄弱部位施工经验，为本行业后续类似工程施工提供了重要的技术支持。