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摘要：水利工程建设规模持续扩大，相应提升了施工技术水平。在工程建设中，混凝土属于重要材料，被广泛应用到水利工程中。水利工程施工建设期间，会面临大体积混凝土施工问题，施工质量对水利工程耐久性影响非常大。本文主要围绕水利工程施工建设展开讨论，重点分析大体积混凝土施工技术，仅供参考。
关键词：水利工程；大体积混凝土；施工技术
在水利工程建设中，大体积结构比较多，稳固性良好，因此被广泛应用到水利工程中。然而大体积混凝土结构大且厚实，因此水泥固化期间内，会释放大量热量，从而增加混凝土内部温度，致使混凝土内外部温度差较大，结构物产生裂缝，对水利工程混凝土施工质量影响非常大，还会威胁水利工程结构稳定性。
1、大体积混凝土施工重难点分析
大体积混凝土主要是结构实体尺寸高于2m、单次浇筑量高于1000m³的混凝土。通过应用大体积混凝土技术，不仅可以确保水利工程质量，还可以提升经济效益，因此在水利工程中的应用效果显著。大体积混凝土技术会受到工艺影响，从而产生温差裂缝、安定裂缝、收缩裂缝，对大体积混凝土应用影响较大。
1.1收缩裂缝
在泵送大体积混凝土时，需要应用现代机械设备，所以为了确保混凝土泵送正常化，施工期间需要借助机械管道，将混凝土运输到指定位置。由于混凝土对于含水率要求较高，但是会增加收缩性，从而出现收缩裂缝。收缩裂缝形成原因，多是受到原材料塑性、空气干燥度、温度等因素影响。混凝土工程局部不会产生收缩裂缝，而是会持续加大收缩力。当收缩力比较大时，超过混凝土抗拉极限，将会产生较多收缩裂缝。收缩裂缝分布密集时，对水利工程凝固质量影响较大。
1.2安定性裂缝
在建设混凝土建筑时，原材料质量影响较大。由于市场出现较多水泥种类，但是工程建设的水泥质量要求不规范，致使大体积混凝土施工期间，无法确保水泥安定性与质量。一般来说，当水泥材料安定性不足时，将会出现安定性裂缝。混凝土材料碱性高、外部湿度低、基础质量不过关，都会导致大体积混凝土产生安定性裂缝。
1.3温差裂缝
大体积混凝土施工建设中，表面与内部存在明显温度差。当温度差较大时，混凝土约束力不能承受温度应力，将会加剧混凝土变形，从而出现温差裂缝。在浇筑混凝土时，导热性能不足，混凝土遇水产生热量，内部聚集大量热量无法消散，使混凝土内部与外部温度差较大，产生温差裂缝。
2、大体积混凝土施工技术要点
2.1优化设计混凝土配合比
第一，选用混凝土原材料。在选用水泥材料时，应当应用低水化热材料，例如硅酸盐水泥，应当确保大体积混凝土水泥水化热小于260kJ/kg。在选用外加剂时，联合工程实际情况，分析水泥适应性与应用效果。选择高缓凝性减水剂，以此降低混凝土水化热反应。
第二，优化配合比：在设计配合比时，应当考虑到水化热反应、混凝土和易性、施工稳定性等指标，以此明确最佳配合比。首先，保证大体积混凝土结构强度，减少水泥使用量，降低水胶比，避免产生水化热反应。其次，确保大体积混凝土和易性，满足混凝土泵送浇筑要求，同时减少砂率，确保其小于40%，以免大体积混凝土变形。再者，减少混凝土用水量，当大体积混凝土无特殊要求时，应当确保缓凝时间小于20h。最后，生产和运输混凝土。针对大体积混凝土生产，必须遵循标准化要求，试验和检测混凝土，维护混凝土坍落度、强度等级、泌水率、水化热反应等。在运输混凝土时，应当确保运输车具备防雨、防晒、防风等功能。混凝土运输期间，为了防止产生初凝与离析现象，应当注重运输过程搅拌处理。当混凝土浇筑坍落度不满足标准要求，存在严重离析问题时，应当将其用于其他工序建设中，避免对工程质量造成影响。
2.2大体积混凝土施工作业
第一，施工技术准备：在施工建设之前，按照标准规定，验算大体积混凝土温度、收缩应力、温度应力等指标，同时计算大体积混凝土升温峰值、降温速率、内外温度差。通过相关指标，制定温度控制措施。针对水利工程施工，在温控指标合适，确保混凝土浇注体入模温度绝热温升值小于45℃，混凝土内外温度差小于30℃，降温速度为每日2℃。
第二，模板工程施工：在模板施工建设期间，遵循国家标准要求，注重验算材料刚度、强度、稳定性。联合大体积混凝土的保温要求，合理设置保温措施。在拆模时，也不能参考混凝土强度，而是考虑温度控制要求。大体积混凝土结构强度、内外温度差满足标准后，才可以开展后续施工。
第三，浇筑施工：在浇筑大体积混凝土时，应用移动式连续浇筑法、分层连续浇筑法。分层浇筑法，涉及到斜向分层、分段分层、全面分层。不管应用哪种浇筑法，都必须缩短浇筑间隔时间。在混凝土初凝之前，结束混凝土浇筑施工。一般来说，在浇筑混凝土时，遵循由低到高顺序。沿着混凝土结构长边、侧短边浇筑。当混凝土连续浇筑时，也可以应用多边多点浇筑法。为了确保混凝土浇筑质量，应当科学控制浇筑厚度。混凝土泵送时，将分层厚度控制在60cm。若混凝土采用非泵送方式，分层厚度应当小于40cm，防止厚度过大，无法满足混凝土振捣效果。在振捣大体积混凝土时，必须应用二次振捣技术，确保振捣时间与位置，避免出现欠振、过振、漏振，影响混凝土结构强度。
第四，特殊气候条件下的施工：在大风、低温、酷热天气下，必须做好混凝土施工。通过特殊技术措施，维护大体积混凝土施工质量。在高温天气下，合理应用降温措施，利用加冰、风冷措施，使混凝土原材料浇筑温度较低，同时降低混凝土入模温度，确保温度小于30℃。低温天气下，应用加热集料、热水拌合操作，提升混凝土入模温度，确保最低温度高于5℃。完成混凝土浇筑作业后，使用保温材料、塑料薄膜进行保温保湿处理。在大风天气下，应当加大施工防风力度，同时增加混凝土表面抹压次数，覆盖塑料薄膜，避免混凝土表面风干。
2.3大体积混凝土养护施工
为了防止混凝土产生裂缝，必须注重保温、保湿养护处理。在养护混凝土时，在已浇筑混凝土上，覆盖阻燃保温被、麻袋、塑料薄膜。同时应用遮阳棚、挡风棚，全面确保混凝土保温效果。
浇筑混凝土之前，将测温管、温度传感器设置在混凝土内部，对混凝土内外部温度差进行监测，保证混凝土内外温差、降温速率满足标准要求。当混凝土内外温度差低于30℃，则拆除保温措施。为了确保混凝土湿润度，应当确保保湿养护时间高于2周。在养护期间，定期检查塑料薄膜完整性，使混凝土表面处于湿润状态。
3、具体案例
3.1 工程概况
云南燕子坡水电站工程位于云南省盐津县境内的横江上，该工程属于横江干流盐津县城至杨柳滩河段四级水电梯级开发的第三级电站，燕子坡电站坝址位于云南省盐津县滩头乡滩头沟口上游，宜宾经水富至盐津公路沿横江而上，从枢纽左岸通过。上游距普洱镇约14.0km，距盐津县城42km。
燕子坡水电站工程以发电为主，枢纽坝顶高程372.0m，坝顶长度196.04m。泄洪冲砂闸闸墩高度32.0 m，正常蓄水位364.0m，相应库容1624.0万m3，装机2×32MW。
3.2 具体浇筑部位及方法
本次浇筑部位为水轮发电机层，该部位一次性浇筑量达到了1000m3以上。混凝土供应由自有拌和系统提供，混凝土拌和系统选用HZS120Q型拌和楼。位置在上坝公路右侧，距离仓面200m左右，混凝土入仓方式为采用桥式起重机下方吊自制2m³罐进行卸料入仓。
（1） 模板工程
本工程混凝土模板主要采用组合钢模板。模板安装前，技术负责人对模板及满堂架管的刚度、强度、稳定性进行计算，计算满足条件后，采用全站仪测点放线，控制位置及标高。立模时要逐层校正上下层偏差，以免产生错台。模板安装后，再次采用全站仪测量校模并将钢筋头相隔一定距离均匀的焊接在仓面中间，作为混凝土面标高，预埋在混凝土中的止水设备、预埋件等安装位置要准确，安装可靠。
（2） 钢筋工程
各型号钢筋按照设计要求及规范在钢筋场制作完成，采用装载机运至主厂房，安装采用人工架设，以插筋为依托，设置架立筋；钢筋安装的位置、间距、保护层及各部分钢筋的大小尺寸，均是严格按施工详图和有关设计文件进行。
（3） 混凝土施工
a、施工缝面处理
施工缝面采用电镐打毛，清除缝面上所有浮浆、松散物料及污染体，以微露颗粒为准，并按设计要求安装沥青杉板和粘贴泡沫板
b、混凝土浇筑
根据气温、仓号特性，水轮机层顶板混凝土浇筑采用平铺法，混凝土的振捣采用6台Φ80硬式振捣棒人工振捣。对止水带、一期埋件及预埋观测仪器周围施工时，人工将大粒径骨料剔除，人工平整，采用Φ38振捣器人工振捣密实。
插入式振捣棒应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实，振动棒插入下层 10 cm 左右连接振捣密实，振捣点均匀排列，间距 400 mm左右，呈梅花形布置，振捣时间一般以 20 ~ 30 s 为宜，以混凝土表面呈水平不再显著下沉，不再出现气泡，表面泛出灰浆为准。
混凝土在浇筑前，将模板内的杂物清理干净，所有模板拼缝均用胶带粘牢贴平。再次检查模板及其支架、钢筋、预埋件和管线等，浇筑时，先浇筑50～100mm 厚的与混凝土成分相同的水泥砂浆，然后分层进行浇筑，每一层浇筑厚度控制在450mm内。
c、混凝土养护
由于在浇筑前主厂房的顶棚已经采用彩钢瓦安装完成，所以不担心遮阳及落雨问题，养护采用抽水泵从尾水渠抽水进行流水养护。混凝土的养护，就是使混凝土具有一定的温度和湿度，而逐渐硬化。本工程混凝土养护采用人工养护。为保证混凝土养护期间内的湿润状态，应每天不断的浇水，只有强度达设计要求强度70%以上，方可停止。
混凝土养护应考虑大体积混凝土内外温差及混凝土表面的湿度两个方面，前期在大体积屁凝土水化热达到峰值前应主要考虑混凝土表面湿度损失过快在初凝阶段产生的混凝土表面裂缝，后期应主要考虑内外温差造成内部温度裂缝。
在实际施工过程中为防止混凝土在初凝过程中混凝土表面失水过快导致混凝土表面开裂，在大体积混凝土浇筑过程中采取边收面边覆薄膜的方式进行保护，有效地将混凝土表面的湿度控制在较高的水平，防止混凝土表面水分蒸发导致开裂，薄膜要上下错开，搭接压紧，搭接宽度不小于 100 mm。浇筑完成混凝土强度达到 1. 2 M Pa 后在底板、顶板混凝土薄膜上铺设双层棉毡保温。棉毡要上下错开，搭按压紧，形成良好保护层，搭接长度不小于100 mm，在铺设 棉毡时避免破坏下部的薄膜导致局部位置混疑土表面失水过快。
4、结束语
综上所述，大体积混凝土技术被广泛应用到工程建设中。然而大体积混凝土施工技术复杂，致使水利工程质量安全隐患大。深入分析和探究大体积施工重难点，掌握混凝土裂缝成因，提出科学的施工技术与措施，全面维护水利工程建设质量与安全。
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