王 印 牛德刚 张 培
国家能源集团新疆能源有限责任公司(国电新疆电力有限责任公司) 新疆乌鲁木齐 830010
摘要:文章阐述了混凝土施工的系统管理,并着重分析了大体积混凝土施工的难点和重点,结合建设实例介绍了大体积混凝土施工管理技术,提出了相关管理建议。
关键词:水利水电工程;质量管理;混凝土施工;大体积混凝土;温控;智慧化
水利水电工程是国民经济的基础设施,在发挥巨大经济效益和社会效益的同时,其失事也将产生灾难性后果,因而其主体结构的质量有着特殊的要求,而现代水利水电工程离不开混凝土施工并时常涉及到大体积混凝土施工管理,大体积混凝土水泥水化热释放比较集中,易产生温度裂缝,影响结构安全。所以不但要掌握混凝土施工系统控制,更要了解大体积混凝土施工的难点与重点。
一、混凝土施工管理的系统控制
在水利水电工程建设的进度和质量管理中,混凝土施工是一个系统工程,混凝土的拌合、运输、浇筑与养护管理是关键中的关键,进行系统的全面控制。
1.拌合阶段,从设备台数、容量、生产率等多因素考虑,科学确定拌合设备的生产能力,并结合最大混凝土块的浇筑面积、分层厚度及初凝时间、出机入仓时间进行校核。
2.运输阶段,混凝土运输可采用自卸汽车、料罐车、搅拌车等车辆运输混凝土,还包括起吊设备配吊罐运送、胶带机运送及溜筒、溜罐、溜槽、泵送等方式,应注意使混凝土在运输中不发生泄漏、分离、漏浆、严重泌水,并减少温度回升和塌落度损失等;不同级配、不同强度等级的混凝土同时运输时,应在运行设备上设置明显的区分标志和识别系统;禁止在运输和卸料过程中加水。
需注意的是一旦混凝土出现初凝、塑性降低较多而无法振捣、被雨淋湿严重或混凝土失水过多,按不合格料进行处理。并要控制卸料自由下落高度,以防止集料分离。
3.浇筑阶段,要充分做好混凝土浇筑前施工准备工作,基础面杂物清理干净并平整,新疆的水利水电工程多为软土地基,应先铺碎石,盖上湿沙,压实后再浇混凝土;同时加强对铺料间隔时间管控,混凝土铺料层间间歇超过混凝土允许间隔时间一般会出现冷缝,使层间的抗渗、抗剪和抗拉能力明显降低,所以需结合水泥品种、外加剂掺用情况、气候条件、保温措施等,通过实验提前确定初凝时间,保证铺料间隔时间要小于初凝时间和温控允许间隔时间的最小值;最后平仓与振捣应无缝衔接,目前多采用插入式振捣,振捣至混凝土表面不再显著下沉,无气泡产生,表层出现薄而均匀的水泥浆后,停止振捣。
需注意在浇筑过程中,如果初凝超过允许面积或温度超过允许值,并在1小时内未能改变,应停止浇筑;对于拌合料不合格、未及时平仓振捣导致初凝、长时间不凝固的应及时要求施工单位挖除。
4.养护阶段,塑性混凝土要保证在浇筑完毕后6至18小时内开始洒水养护,但选择洒水养护要提前做好供水系统及施工部位交通的安排,保证范围不受限制,或可利用钻有小孔的钢管进行自流养护及机具喷洒等;低塑性混凝土浇筑完毕后要立即进行喷雾养护,并及早进行洒水养护;对于已浇筑到顶或长期停浇的部位可采用覆盖养护;最后,混凝土的养护时间要保证在28天以。
二、大体积混凝土施工管控的重点及难点
由于混凝土的抗压强大远高于抗拉强度,在温度压应力的作用下不致破坏的混凝土,当受到温度拉应力作用时,常因抗拉强度不同而产生裂缝。即使是最细小的裂纹,也会对大坝造成不良影响,因此需着重对大体积混凝土做好温控措施。
大体积混凝土施工温度控制应从混凝土原料阶段开始控制,水泥入场温度一般控制在65℃以内,细集料含水率控制在6%以内,通常采用简仓存放,要保证细集料能脱水轮换取用,搭设遮阳雨棚,落实好粗集料喷雾降温及地垅取料;生产过程中根据混凝土种类可以选用风冷、水冷、浸水、喷淋冷水等预冷措施,拌合楼可采用加冰、加冷水拌合混凝土;对拌合后至振捣时期,要控制混凝土升温在5℃以内,且保证浇注温度不大于28℃;对于常态混凝土可采用短间歇均匀上升、分层浇筑的方法,宜在下层混凝土出现最高温度后开始上层混凝土浇筑;平仓振捣后及时覆盖保温,夏季一般气温高于25℃,应进行喷雾至终凝;目前混凝土浇筑后较常用的采用冷却水管通水冷却、表面流水冷却、表面蓄水冷却等,当有坝体需接缝灌浆时,建议选用水管通水冷却;同时常态混凝土在初凝3小时开始保湿养护,碾压混凝土一般在收仓后进行喷雾养护,使混凝土表面始终保持湿润状态,混凝土的养护时间保证在28天以上。
为了做好大体积混凝土的温控,应做好温控全过程监测,温度监测一般是4小时一次,低温季节应加密监测频率,施工期坝体的混凝土监测应充分利用坝内埋设的永久观测仪器。其中通水冷却监测可在每仓中选择1-3根冷却水管进行进出口温度、流量、压力的测量,记录各期通水开始、结束时间,水温等宜6-12小时测量1次,结束后可采用水管闷水测温方法监测混凝土温度,闷水时间控制在5-7天一般较合理。
三、水利水电工程大体积混凝土施工案例简析
以国电大渡河公司大岗山水电站建设为例,为全面保证水利水电工程工程大体积混凝土施工质量,一把手负责,分管副总主抓,发挥组织措施的关键性影响,设立不同层次的质量管理机构,组织成立项目混凝土施工工程质量小组和混凝土浇筑温控专项小组,配备专职质检人员,并逐步建立了事前、事中、事后控制三大质量管理系统。
同时创新推进智慧化工程,应用数字大坝工程信息管理系统,通过对大坝浇筑过程、温控过程、安全监测、拌合楼运行监控等过程的综合管理,强化了大体积混凝土温控措施。其中大坝混凝土数字测温子系统,利用互联网技术,在数据采集中推广使用数字化采集方法,来提高数据采集的效率、及时性和准确性,规避传统作业方式带来的弊端,实现了大坝混凝土数字测温,而大坝混凝土温控仿真分析与决策支持子系统,则全面掌握现场温度的相关数据,并能适时进行温控措施反馈分析,现场跟踪混凝土浇筑块温度和温度应力信息并提出预防温控措施,防止大坝混凝土出现危害性裂缝,并结合温度应力研究进行安全度评价。事实证明在大岗山水电站建设中,混凝土浇筑的温度合格率、最高温度合格率达90%以上,大坝未出现一条危害性裂缝,混凝土强度保证率达到99%。
四、业主角度大体积混凝土施工质量管理建议
业主是控制工程质量的主体,是参建各方在施工过程中有关工程质量问题的协调者和组织者。
1.加强质量意识教育。大体积混凝土施工质量管理是一个系统工程,需要先确立一个宏观正确的思想理念,在正确理念的指导下建立完善的质量体系制度与奖罚制度,前期阶段即与达标投产和质量创优结合部署,提前明确质量目标,引导高水平建设。
2.推进大体积混凝土施工现场信息化建设。通过互联网、物联网技术研究实施对混凝土生产浇筑全程监控,研究实施自动获取记录混凝土从制备到浇筑全过程信息,对不符合生产要求的质量行为及温控等质量参数进行预警和记录,为工程建设管理增值。
3.强化施工质量责任管理与验收评定。通过标牌及书面承诺等方式细化实施质量终身制,责任层层分明,落实到具体责任人。鉴于实际中未经监理复检就进行下一步工序的事件屡见不鲜,而且弄虚作假的情况也很多。因此需要强化验收及质量检查评定及时性,针对大体积混凝土浇筑施工,结合质量监督的力量,可采用“一仓一总结”等方式,及时发现问题、明确责任、总结经验。
四、结语
现阶段,水利水电工程大体积混凝土施工管理要实施精细化管理与智慧化管理相结合,运用科学手段,不断规范质量行为,提高工程实体质量。
参考文献:
[1]涂扬举等著《智慧企业-框架与实践》.2016.