面板堆石坝现场施工质量管理与监测探究

摘 要：在水利工程中，面板堆石坝作为其重要部分，受到科研、设计和施工等各个部门的重视。对面板堆石坝进行深入研究，在现场施工方面做好质量控制与监测的工作，是适应我国面板堆石坝快速发展的保障。 
关键词：面板堆石坝 混凝土 质量管理与监测 
　　1.引言 
　　面板堆石坝从以前的土质心墙堆石坝发展到现在的高混凝土面板堆石坝[1]，其发展速度是有目共睹的。经过前人的探究分析，发现对碾压堆石与混凝土面板具有很好的相互适应性，这大大的解决了面板裂缝和渗漏等一系列棘手的问题，使得面板堆石坝的发展成为了一个新的里程碑。 
　　面板堆石坝的快速发展，使得面板堆石坝的筑坝技术得到了广泛的应用，在很多机械设备与工程技术中，其筑坝技术都发挥着举足轻重的作用。从80年代开始，我国许多大型水库大坝工程建立的就是混凝土面板堆石坝，例如西北口95米高的水库大坝就建立了混凝土面板堆石坝。作为“七五”科技攻关项目的一项试验性工程，西北口水库大坝见证了我国在百米级的面板堆石坝技术上形成了系列配套的筑坝技术。 
　　2.施工质量管理与监测 
　　施工质量管理与监测是决定一项工程最关键的内容之一。因此，在施工过程中，需严格对每道工序进行抽样检测，监督并检测好各个工序的运行，以减少施工程序的干扰因素，提高施工的效率。以下是对施工主要程序进行的质量管理与监测。 
　　2 . 1对面板堆石坝碾压的质量管理 
　　坝料所采用的碾压方式是振动碾压式，且要在确保相关标准参数的前提下，对不同的施工地进行分区段的碾压。如在垫层区就适宜用水平碾压。为了更好的控制面板堆石坝坝体的变形，要使碾压达到一定的密实度。面板堆石坝的填筑和碾压是确保工程进度的关键因素。 
　　堆石填筑的工序较多，主要包括卸料、铺料、洒水、压实，而且在全部工序完成后，还需对点层面进行修整和保护。工序的繁多和复杂就容易导致工序混乱甚至出现安全事故，为了避免这些现象产生，对坝面填筑进行分区段施工，进行各个施工工序。 
　　振动碾的减震轮胎和振动轮会随着工作时间的增多而出现相应的损坏，其功能也会随之降低。为了延长振动碾的使用期限，要对振动碾定时的进行检查，一旦出现问题，及时维修养护，这既能延长振动碾的使用寿命，也是保证碾压质量的有效措施。 
　　2 . 2对现场碾压试验的质量控制和监测 
　　之所以要对施工现场进行碾压试验的监测，是因为不同工程都有着自身特点，要针对具体情况进行有效的碾压。尤其是我国中大型水利水电工程，为了避免更大的损失，更要对其进行碾压试验，具体问题具体解决。 
　　（1）验证碾压混凝土配合比的合理性。每个工程都各具特点，虽然在施工前可以查询与各个工程相对应的混凝土配合比，但水利水电工程处在不同的工程环境，其影响因素也会不尽相同。对于大批量的生产和施工，那些已有的作为借鉴的数据就不具有实际的代表性。因此，需要通过现场试验，才能验证出配合比的可碾性、抗分离性和拌和性等。不仅如此，现场碾压试验还可检测出施工中的各种力学指标是否达到了设计所需的要求。 
　　（2）检验原材料生产系统、生产工艺的合理性。原材料是一项工程的开始，所以要严格控制原材料的质量标准，检验原材料的品质是否符合相应标准要求。粗细骨料质量指标应符合SDJ207《水工混凝土施工规范》的规定，砂料宜质地坚硬，级配良好。人工砂的细度模数宜在2.2～2.9之间，石粉（D≤0.16mm）含量宜控制在10%～20%。人工粗骨料的石粉包裹情况现场应给予特别关注。天然砂细度模数宜在2.0～3.0之间，含泥量（D≤0.08mm）应小于5%。同时，从开采到仓储等一系列工序中，其步骤都要满足各个工序的要求。 
　　（3）检验混凝土配置生产流程，其主要内容包括两个方面，即含水率测定装置和称量设备的检验。对于含水率的测定装置，为保证碾压混凝土拌和物的工作度和水胶比，必须快速准确的测出细骨料的含水率，以便调整拌和用水量。在施工投料中对投料顺序没有一般性规定，需要结合施工现场具体情况来选择搅拌机型号以及确定出投料顺序，然后通过试验做出相应调整，以得到最佳投料顺序。在对混凝土质量把关的过程中，拌和时间是关键。拌和时间同样要根据具体情况来定，时间过长或过短都会对拌和工序造成不利影响。影响拌和的因素有很多，如拌和机型号、搅拌量、拌和物稠度等等，所以，对拌和时间的确定要结合拌和物以及拌和设备情况做相应的现场试验，以免出现拌和不均或细度模数变化等不良现象。 
　　（4）验证碾压混凝土运输系统、平仓方法、平仓机具、碾压设备等运行可靠性和配套性。平仓的方法有多种，如斜层平推法、台阶法和平层通仓法，通常情况下平仓采用平层通仓法更为适宜。对卸料和平仓环节进行现场试验的目的在于维持层厚均匀，以及预防骨料分离。在自卸车上安装增改卸料器，能有效的预防骨料分离，还可提高施工效率。平仓所需设备有很多种型号，这就需要根据施工现场具体特点进行选择。结合现场仓面大小、对碾压工程中各环节的配套性检测等实际情况进行相应调整，保证施工质量和进度。 
　　（5）通过现场试验，确定合理施工工艺参数。施工工艺参数包括碾压厚度、碾压遍数等。碾压厚度主要受振动碾的性能影响，而振动碾的性能主要包括振动碾的激振力、自身重量、振动频率和振幅等。压实能量是随着所要碾压的厚度的增大而增大的。一般情况下，压实层的厚度为30～35cm。 
　　（6）压实容重的检测是评定碾压工序是否到位的指标，只有容重满足规定值，受压的混凝土才能具备相应的力学强度。所以，在每层碾压面完工后都要进行压实容重检测。当出现容重低于标准值，就需及时查找原因，并采取相应措施，如增加碾压遍数。记录并保存检测数据。 
　　（7）层间结合会因工程特点、气候条件的不同而不同，在进行层间结合现场试验时，就需分区段的进行试验，对不同情况予以不同处理。如在层面可以直接铺筑的情况下，就要注重层面的风干现象。同时对现场施工地进行室内力学试验。

　　（8）尽管碾压混凝土的技术已被广泛运用，但仍然需要对施工人员进行相关的技术培训。很多施工中出现的问题，都是因为施工人员对技术的不熟练或是掉以轻心而导致的，需对各个岗位人员进行岗位培训，增加专业知识，提高施工质量，加快施工进度。 
　　2 . 3趾板混凝土浇筑的质量管理 
　　混凝土用自卸汽车运输至坝面后卸入受料斗内，由受料斗顺坡面溜槽输送入仓，仓内人工摆动溜槽，按30～50cm分层布料，仓面中部采用φ100mm的振捣器振捣，靠近侧模和止水片的部位，采用φ70mm软管振捣器振捣。振捣由专人负责。在振捣时振捣器沿滑模前铅锤方向向下，以防止模板上浮，并不得触及滑模、钢筋、止水片，振捣间距不大于40cm，深度达到新浇混凝土层底部以下5cm。脱模后人工进行两次收面。在卸料前，应对受料斗和溜槽进行润滑处理，以便使混凝土更顺畅的运输，确保施工进度。 
　　2 . 4施工缝和冷缝处理的质量控制 
　　在施工过程中，根据需要设置施工缝；而有时由于没有连续施工，就会产生一些冷缝。对于这些施工缝和冷缝，必须先进行合理的处理，达到要求才能继续施工。对施工缝或冷缝没有进行处理或处理不到位，就有可能降低碾压后的混凝土的抗拉和抗剪能力，抗渗性能也会受到相应影响。 
　　对于施工缝和冷缝的处理，一般在混凝土初凝后，终凝前用刷毛或冲毛方法对缝面进行清理，同时增大混凝土表面粗糙度，提高层面粘结性。之后在缝面均匀刮铺1.0～1.5cm厚的砂浆层，并立即摊铺混凝土。只有施工缝和冷缝进行合格处理后，才能使压实的混凝土表面具有较好的粘结性。 
　　2 . 5相对压实度控制的质量管理 
　　相对压实度在碾压混凝土压实质量的评价中起着重要作用。在一定条件下，相对压实度会随碾压遍数的增多而增大，当达到理论值后，若继续进行碾压则会适得其反。所以碾压遍数要合理，才能使混凝土达到一定的密实度，才能满足抗压、抗拉、抗剪等要求。 
　　3.结语 
　　随着面板堆石坝在水利水电工程中的广泛建立，对面板堆石坝的质量要求也就越来越高。在施工过程中，会遇到因外在环境因素的影响，而使施工受到一定的阻碍。因此，我们要严格监督整个工程的施工质量管理与监测，根据工程特点，通过现场试验，制定出最佳施工方法，这样才能保证整个工程质量达到预期效果。 
　　参考文献： 
　　[1]陈光耀.面板堆石坝的优化设计方法研究[D].河北工程大学.2013. 
　　[2]徐泽平.超高混凝土面板堆石坝建设中的关键技术问题[J].水力发电.2010（01）. 
　　[3]高震.高面板堆石坝施工系统协调仿真研究[D].天津大学.2008.