【摘要】目前硅粉混凝土在水利工程及高速公路工程施工中應(yīng)用廣泛，且水利工程中主要用于過(guò)流建筑物?；炷帘碛^質(zhì)量直接影響過(guò)流效果和后期運(yùn)維成本，筆者在本文中重點(diǎn)針對(duì)泄洪洞硅粉混凝土施工的表觀質(zhì)量控制展開(kāi)闡述，其工藝控制方法值得后續(xù)同類工程參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】提高；硅粉混凝土；表觀質(zhì)量

1、概述

1.1 工程概況

大崗山水電站壩址位于四川省大渡河中游上段雅安市石棉縣挖角鄉(xiāng)境內(nèi)， 為大渡河干流規(guī)劃的22個(gè)梯級(jí)的第14個(gè)梯級(jí)電站。水庫(kù)正常蓄水位1130.00m，正常蓄水位以下庫(kù)容約7.42億m3，具有日調(diào)節(jié)能力。電站樞紐主要由攔河混凝土雙曲拱壩、泄洪消能建筑物、引水發(fā)電建筑物等組成，最大壩高210.00m，電站裝機(jī)容量2600MW（4（650MW），年發(fā)電量114.30億kW.h。

大崗山水電站泄洪洞布置在大渡河右岸，主要包括進(jìn)水口、洞身段及出口段及下游防護(hù)工程的施工。泄洪洞進(jìn)水口堰頂高程1110.00m，引渠段底高程1100.00m，塔頂高程1135.00m，塔體尺寸為38.5m*27.0m*21.0m（長(zhǎng)*寬*高）。進(jìn)口溢流堰為“WES”典型堰，后接無(wú)壓泄洪洞。無(wú)壓隧洞段采用一坡到底的形式，洞長(zhǎng)1077.50m，縱坡為i=0.1039。無(wú)壓洞斷面形式為圓拱直墻型，凈空斷面尺寸為14.00m～16.00m*18.00m～21.00m（寬*高）。泄洪洞出口底高程為990.00m。

泄洪洞混凝土設(shè)計(jì)總量為，15.3萬(wàn)m3，其中普通混凝土8.68萬(wàn)m3，硅粉C9050混凝土6.66萬(wàn)m3，硅粉混凝土量占混凝土總量的43.4%。

2、硅粉混凝土技術(shù)要求

2.1 硅粉及硅粉混凝土特性

硅粉是在冶煉工業(yè)硅或含硅合金時(shí)由高純度的石英與焦炭在高溫電弧爐（2000℃）中發(fā)生還原反應(yīng)而產(chǎn)生的工業(yè)塵埃，并通過(guò)專用裝置收集后而得。其摻入混凝土后，不僅能夠減少環(huán)境污染，還能改善混凝土的性能，其SiO2含量越高、顆粒越細(xì)，對(duì)混凝土的改性效果越好。我國(guó)于1985年在四川漁子溪二級(jí)水電站廠房混凝土中首次使用硅粉混凝土（硅粉摻量3～7%），達(dá)到了預(yù)期效果。之后，硅粉混凝土在我國(guó)的安康、東風(fēng)、二灘、小浪底和紫坪埔等水電站及高速公路路面工程中得到應(yīng)用，取得了明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前，硅粉已成為生產(chǎn)高強(qiáng)度混凝土和高性能混凝土的重要原材料。

硅粉比表面積大，顆粒細(xì)。其需水量大于水泥，所以，混凝土摻入硅粉后，塌落度和含氣量明顯降低，因此，必須摻用減水劑（尤其是高效減水劑）和加倍引氣劑摻量，以滿足其和易性和含氣量要求。另外硅粉改善了混凝土內(nèi)部氣泡結(jié)構(gòu)性質(zhì)，小氣泡相對(duì)增加、大氣泡減少、氣泡間距系數(shù)下降。

2.2 硅粉混凝土設(shè)計(jì)技術(shù)要求

2.2.1 硅粉混凝土性能指標(biāo)

硅粉混凝土指標(biāo)：C9050W6F100，混凝土28d齡期極限拉伸值不小于0.85×10-4。

2.2.2 泄洪洞表面不平整度控制標(biāo)準(zhǔn)

2.3 混凝土配合比設(shè)計(jì)及拌合物特性

2.3.1 配合比設(shè)計(jì)

大崗山水電站泄洪洞工程C9050W6F100設(shè)計(jì)配合比選用水膠比為0.33，詳細(xì)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2.3.1-1

2.3.2 硅粉混凝土拌合物特性

為了有效指導(dǎo)施工，在施工前，對(duì)硅粉混凝土拌合物性能進(jìn)行了全面檢測(cè)，并對(duì)硅粉混凝土拌合物特性有了深入了解，為指導(dǎo)泄洪洞硅粉混凝土施工，改進(jìn)施工工藝和措施，提供了依據(jù)。通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)硅粉混凝土含氣量及塌落度損失較快。常溫條件下，拌合物半個(gè)小時(shí)塌落度損失可達(dá)到15%～30%；含氣量損失可達(dá)到10%～23%。

3、施工方案

泄洪洞進(jìn)水塔邊墻及出口挑坎邊墻硅粉混凝土采用懸臂大模板，泵機(jī)加溜槽入倉(cāng)；洞身段邊墻硅粉混凝土采用鋼模臺(tái)車，自提升系統(tǒng)入倉(cāng)，洞身底板硅粉混凝土采用布料機(jī)入倉(cāng)，無(wú)模澆筑，機(jī)械（磨光機(jī)）加人工抹面；洞身?yè)綒獠奂捌渌愋徒Y(jié)構(gòu)采用組合鋼模（以P6015為主），泵送入倉(cāng)。

4、主要外觀質(zhì)量缺陷及采取的針對(duì)性措施

泄洪洞主要表觀缺陷包括表面不平整、蜂窩、麻面、孔洞、氣泡、錯(cuò)臺(tái)、掛簾等。

4.1 優(yōu)先選用大模板進(jìn)行施工

應(yīng)優(yōu)先選用大模板進(jìn)行澆筑，從而減少了模板拼接，有效減少因模板拼接不規(guī)范引起的錯(cuò)臺(tái)和模板漏漿造成蜂窩、麻面等現(xiàn)象。

4.2 嚴(yán)格進(jìn)行鋼模臺(tái)車和模板驗(yàn)收

鋼模臺(tái)車及模板進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行驗(yàn)收，特別是針對(duì)表面光潔度、不平整度、剛度、拼接錯(cuò)臺(tái)和縫隙等方面進(jìn)行詳細(xì)檢查驗(yàn)收，若達(dá)不到規(guī)范要求，嚴(yán)禁投入使用。

4.3 加強(qiáng)鋼模臺(tái)車運(yùn)行期檢查和模板使用過(guò)程中的檢查校正工作

由于混凝土澆筑周期較長(zhǎng)，澆筑過(guò)程中模板受壓較大，在澆筑過(guò)程中加強(qiáng)鋼模臺(tái)車的運(yùn)維檢查，原則上鋼模臺(tái)車定期檢查控制在一次/4倉(cāng)；發(fā)現(xiàn)澆筑混凝土有異常時(shí)應(yīng)立即進(jìn)行針對(duì)性檢查 ，如：出現(xiàn)搭接錯(cuò)臺(tái)超出設(shè)計(jì)技術(shù)要求， 應(yīng)立即檢查鋼模臺(tái)車支撐系統(tǒng)，針對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題， 立即采取相關(guān)措施進(jìn)行整改， 確保后續(xù)倉(cāng)位混凝土澆筑質(zhì)量；鋼模板原則上周轉(zhuǎn)兩次應(yīng)檢查校正一次。

4.4 盡量采用常態(tài)混凝土進(jìn)行入倉(cāng)澆筑

由于泵送混泥土用水量較大，且通過(guò)拌合物性能檢測(cè)數(shù)據(jù)可看出，泵送硅粉混凝土含氣量較高，容易形成氣泡，在具備條件的情況下應(yīng)優(yōu)先采用常態(tài)混凝土入倉(cāng)，如：大崗山泄洪洞工程采用先進(jìn)施工工藝，克服重重困難研發(fā)出了自帶提升系統(tǒng)的鋼模臺(tái)車，從而實(shí)現(xiàn)了鋼模臺(tái)車也可澆筑常態(tài)硅粉混凝土的先例， 既保證了混凝土澆筑質(zhì)量， 也提高了施工效率。

4.5 根據(jù)實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)情況及時(shí)調(diào)整配合比

由于一般拌合系統(tǒng)和沙石骨料倉(cāng)較大，料倉(cāng)底部與上部沙石含水率有較大出入，施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)出機(jī)口拌合物的性能檢測(cè)，根據(jù)各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)和骨料含水率調(diào)整施工配合比，確保入倉(cāng)的混凝土有較好的和易性，從而利于平倉(cāng)、振搗，保證混凝土澆筑質(zhì)量。

4.6 澆筑過(guò)程嚴(yán)格控制平倉(cāng)高度

澆筑過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土澆筑胚層厚度不得大于50cm，確保振搗密實(shí)并保證氣泡順利排出。另外鋼模臺(tái)車澆筑時(shí)還應(yīng)注意兩側(cè)澆筑高度必須一致，這樣才能保持鋼模臺(tái)車的平衡，原則上高差不得大于50cm，以免鋼模臺(tái)車出現(xiàn)側(cè)向位移引起錯(cuò)臺(tái)、掛簾等質(zhì)量缺陷。

4.7 加強(qiáng)振搗并進(jìn)行復(fù)振

大崗山泄洪洞工程硅粉混凝土澆筑使用振搗器以Φ100硬軸為主，Φ70軟軸輔助。初次振搗時(shí)間控制在60s左右，以防振搗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)易引起離析；停滯一段時(shí)間后（在上層鋪料前）再進(jìn)行復(fù)振，復(fù)振時(shí)間一般控制在30s～60s之間，至肉眼觀察無(wú)平氣泡明顯排出即可。

4.8 嚴(yán)格控制無(wú)?；炷潦彰尜|(zhì)量

因泄洪洞底板采用無(wú)模施工工藝，澆筑采用常態(tài)混凝土，布料機(jī)入倉(cāng)。收面施工過(guò)程必須全程監(jiān)控，采用長(zhǎng)、短靠尺（4m靠尺和2.5m靠尺）結(jié)合收面軌進(jìn)行人工整平（因混凝土結(jié)構(gòu)體型要求為1cm，平整度要求為5mm，為保證后續(xù)工藝質(zhì)量，開(kāi)倉(cāng)前收面軌安裝精度需嚴(yán)格控制在5mm以內(nèi)），然后采用磨光機(jī)磨光，最后人工精平，確保底板混凝土面“實(shí)、平、光”。

4.9 組合鋼模拉模筋采用錐形套固定

因采用組合鋼模需要拉模筋固定模板，所以混凝土表面易形成孔洞或鋼筋頭。為利于后期缺陷修復(fù)并達(dá)到良好的表觀質(zhì)量，采用組合鋼模澆筑部位應(yīng)避免在模板上隨意開(kāi)孔，而應(yīng)統(tǒng)一采用臺(tái)鉆開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)孔并采用錐形套固定拉模筋。拆模后將錐形套拆除，并按照設(shè)計(jì)技術(shù)要求及時(shí)修補(bǔ)留下的孔洞，有效減少因使用拉模筋固定模板給混凝土表面帶來(lái)孔洞或鋼筋頭的缺陷。

5、現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制

（1）全程監(jiān)控拌合物質(zhì)量。試驗(yàn)人員在拌合樓全過(guò)程監(jiān)控出機(jī)口溫度和塌落度檢測(cè)，每4h一次。另外觀察混凝土和易性，依據(jù)砂石含水率及時(shí)調(diào)整施工配合比，根據(jù)骨料預(yù)冷溫度及時(shí)調(diào)整加冰量，保證出機(jī)口溫度和塌落度滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）混凝土澆筑過(guò)程全程旁站。及時(shí)測(cè)定溫度回升情況和塌落度損失情況，對(duì)于不符合要求的拌合物嚴(yán)禁入倉(cāng)；及時(shí)檢測(cè)混凝土入倉(cāng)和澆筑溫度，及時(shí)督促承包人進(jìn)行胚層覆蓋，避免熱交換時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，從而保證澆筑溫度符合設(shè)計(jì)要求；督促承包人作業(yè)人員規(guī)范振搗并及時(shí)復(fù)振，確保氣泡及時(shí)排出，避免形成質(zhì)量缺陷；底板混凝土澆筑時(shí)還要重點(diǎn)監(jiān)控收面質(zhì)量，按照工藝試驗(yàn)掌握的時(shí)間參數(shù)及時(shí)、有序進(jìn)行收面施工。

（3）監(jiān)控養(yǎng)護(hù)及溫控施工?；炷翝仓瓿珊蠹皶r(shí)進(jìn)行流水養(yǎng)護(hù)并保證每天巡查不少于兩次（早晚各一次），發(fā)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)不規(guī)范或流水管堵塞情況及時(shí)進(jìn)行整改。監(jiān)控通水冷卻施工情況，測(cè)定各項(xiàng)溫控?cái)?shù)據(jù)，反應(yīng)真實(shí)情況，及時(shí)分析溫控?cái)?shù)據(jù)，通過(guò)分析數(shù)據(jù)中反映的溫控問(wèn)題，對(duì)溫控措施進(jìn)行調(diào)整，從而有效指導(dǎo)施工，保證混凝土澆筑質(zhì)量。

（4）及時(shí)測(cè)定混凝土平整度和體型數(shù)據(jù)并進(jìn)行外觀檢查及質(zhì)量評(píng)定。

（5）發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，采取整改措施。一倉(cāng)澆筑結(jié)束及外觀檢查完成后，及時(shí)總結(jié)本倉(cāng)出現(xiàn)的問(wèn)題并開(kāi)展“一倉(cāng)一總結(jié)”活動(dòng)，集思廣益，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題采用針對(duì)性處理措施，并切實(shí)落實(shí)，從而避免問(wèn)題重復(fù)出現(xiàn)。

6、硅粉混凝土澆筑效果

（1）大崗山水電站泄洪洞工程硅粉混凝土表面光滑，色澤統(tǒng)一鮮亮，氣泡、麻面得到有效控制。

（2）洞身段硅粉混凝土錯(cuò)臺(tái)95%以上均控制在3mm以內(nèi)。

（3）泄洪洞硅粉混凝土表面不平整度合格率為94.3%，體型合格率為92%，混凝土單元工程評(píng)定優(yōu)良率為94.1。

（4）泄洪洞表觀質(zhì)量驗(yàn)收一次通過(guò)，且經(jīng)四方聯(lián)合驗(yàn)收泄洪洞表觀質(zhì)量為優(yōu)良

7、結(jié)束語(yǔ)

硅粉混凝土在水利工程和高速公路工程應(yīng)用日趨廣泛，目前在建的多個(gè)水利樞紐工程的過(guò)流建筑物采用硅粉混凝土施工。由于過(guò)流建筑物對(duì)混凝土表觀質(zhì)量要求較高，若過(guò)程控制不到位，進(jìn)行缺陷修復(fù)成本較高，且直接增加后期運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)及成本。

通過(guò)大崗山水電站泄洪洞工程實(shí)踐，我們看到，通過(guò)優(yōu)選施工工藝和施工方案，采用常態(tài)砼入倉(cāng)，加強(qiáng)平倉(cāng)、振搗的過(guò)程控制和嚴(yán)格的混凝土拌合質(zhì)量控制及后期溫控措施和養(yǎng)護(hù)手段的改進(jìn)，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展“一倉(cāng)一總結(jié)”質(zhì)量管理活動(dòng)等一系列控制措施和手段，水工過(guò)流建筑物硅粉混凝土表觀質(zhì)量可得到較大提高，取得良好的效果。

作者簡(jiǎn)介：侯戰(zhàn)鵬（1984- ），男，河南新鄉(xiāng)人，工程師，住建部監(jiān)理工程師，主要從事水利水電工程技術(shù)和建設(shè)管理工作。