浅议提高广西渠道防渗混凝土施工质量措施.pdf

广西水利水电 G X WA T E R R I S O U R C E SH Y D R O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 0 1 2 ( 1 ) 施工管理 浅议提高广西渠道防渗混凝土施工质量措施 刘鲁强 ， 郭晋川 ( 广西水利科学研究院， 广西南宁5 3 0 0 2 3 ) 【 摘要】 概述广西近年来大中型灌区续建配套与节水改造工程渠道防渗混凝土衬砌存在的质量问题， 分析产生的原 因， 针对目前的施工现状 ， 提出提高渠道防渗混凝土衬砌工程施工质量的具体措施。 【 关键词】 灌区； 渠道防渗； 混凝土 ； 施工质量 ； 措施 【 中图分类号】 T V 4 3 ； T U 7 5 5 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 3 1 5 1 0 ( 2 0 1 2 ) 0 1 - 0 0 4 4 - 0 3 2 0 1 1 年 国家和广西先后 出台 了 中共 中央 、 国 务院关于加快水利改革发展的决定 、 自治区党 委 、 自治 区人 民政府关 于实现水利改革发展新跨越 的决定 ， 水利建设又将迎来一个新的高潮 ， 水利发 展将面临前所未有 的机遇 和挑 战。 自治区关于实 现水利改革发展新跨越 的决定 中明确要求 ， 到2 0 1 5 年 ， 广西新增恢复农 田有效灌溉面积2 5 0 万亩 ， 有效 灌 溉面积稳定在 2 4 6 0万亩以上 ， 农 田灌溉水有效 利用系数提高 到 0 4 5以上 ； “ 十二五” 期 间 ， 基本完 成 1 1 个大型灌 区、 6 8 个重点 中型灌区续建配套与节 水改造 。灌 区续建 配套 与节水改造项 目工程量最 大 、 最影响工程效益的就是渠道防渗衬砌 。从 近年 来广西部分大 中型灌 区渠道防渗施工的情况看 ， 存 在不少 问题 ， 工程质量并不令人满意。面对即将到 来 的大规模渠 道防渗施工高潮 和 目前没有 多大改 变的施工现状 ， 无法不令人担忧 。如何采取有效的 措施 ， 提高广西渠道防渗施工质量 ， 已经刻不容缓 。 1 广西 渠道 防渗 混凝 土衬砌存在 的 质量 问题 由于混凝土材料具有 强度高 、 抗 渗性 、 抗 冲性 和耐久性好等特点， 因而广西的大中型灌区续建配 套与节水改造工程渠道防渗设计方案基本上都采 用三面光混凝土衬砌， 从近年来完工的部分渠道防 渗混凝土衬砌进行检查和抽检发现， 渠道防渗混凝 土衬砌主要存在 以下质量问题 ： ( 1 ) 混凝土内部蜂窝孔洞多 、 不密实 ； 骨料分离 多、 不均匀； 混凝土抗渗等级和抗压强度达不到设 计要求 。混凝土衬砌抗 渗性 差 、 强 度低 ， 不仅加 大 了渠道渗漏损失 ， 降低了工程效益 ， 而且也降低了 混凝土耐久l生， 缩短了工程使用寿命； ( 2 ) 混凝 土表 面出现不 同程度 的裂缝 ， 尤其是 填方 渠道 。如对某灌 区渠道完工输水运行 5 年后 ， 取 2 0 0 m长填方渠段进 行 了裂缝检测 ， 发现该渠段 混凝土衬砌发生 了较多裂缝 ， 其中贯通整个浇筑块 的裂缝就有 5 条 ， 缝 宽在 0 6 mm以上 ， 裂缝总长度 达 3 6 m。裂缝 的产生同样使渠道 的渗漏损失增大 ， 使工程效益和工程使用寿命降低； ( 3 ) 混凝土衬砌表面粗糙 呈麻 面 ， 部分砂石裸 露， 混凝土抗冲磨性能达不到要求。混凝土衬砌表 面不平整光滑 ， 抗 冲磨性能差 ， 表面 的水 泥浆和砂 浆被冲掉 ， 不仅增大了渠道过流的糙率， 减小了渠 道的流量 ， 而且同样降低了混凝土耐久性和工程使 用寿命 。 2 质量问题产生的原因分析 渠道防渗混凝土 衬砌工程施工 的特点是线长 面广 ， 工程量分散 ， 不大 可能 由实力雄厚 的大 型施 工 队伍 承担施工 。广西 目前渠道 防渗施工 的现状 是 ， 大多数 由挂靠在具备施工资质法人名下的当地 农 民施工 队施工 ， 施工设备简陋 ， 技术人员缺乏 ， 施 工技术水平低， 这是造成广西渠道防渗混凝土衬砌 工程 出现质量 问题 的根 本原 因。根据现场施 工检 查和抽检结果 ， 结合渠道防渗混凝土衬砌 的结构特 点， 分析认为其产生的具体原因主要有以下几点： ( 1 ) 原材料不符合质量要求。只要是粗骨料 收稿 日期】 2 0 1 1 1 2 1 3 【 作者简介】 刘鲁强( 1 9 6 5 一 ) ， 男， 广西北流人， 广西水利科学研究院高级工程师， 学士， 从事水工新材料研究及工程检测与管理工作。 4 4 广西水利水 电 G X WA T E R R I S O U R C E S&H Y DR O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 0 1 2 ( 1 ) ( 石子 ) 的最大 粒径过大 ， 超 过了渠道衬 砌厚度 的 1 2 ； 有 的还选 用断级配骨料 ， 如二级配混凝土骨料 只有 2 0 4 0 mm中石 ， 没有 5 2 0 m m小 石 。由于渠 道 防渗混凝土施工用骨料大多采用外购方式 ， 运至 工地的骨料不经过筛分冲洗等必须的工序流程就 直接使用 ， 从而导致了骨料超径和级配不连续 。 粗 骨料最大粒径过大 ， 造成 了混凝土易分离 、 不均匀 ， 混凝土抗渗性能降低。混凝土采用断级配骨料， 不 仅增加 了砂 和水泥用量 ， 不经济 ， 而且使混凝土难 以振捣密实， 抗渗性能和抗压强度 降低 ； ( 2 ) 配合比设计不合理。只要是水胶比过大， 胶凝材料过少 、 砂率偏小、 坍落度偏大。如某中型 渠道防渗混凝土施工配合 比见表 1 。从表 1 可以看 出， 水灰 比用到0 7 ， 超过了渠道防渗工程技术规范 中混凝土水胶 比的允许最大值 ， 虽然抗压强度满足 C 1 5 要求， 但没有进行抗渗试验， 以0 7 的水灰比， 很 难达到混凝土抗渗、 抗冲磨 、 抗冻等耐久性要求。 砂率用3 4 ， 对于粗骨料为5 4 0 m m混合级配碎石 的普通混凝土 ， 是一个 合理的砂率 ， 但对于渠道 防 渗混凝土 ， 由于衬砌厚度 比较薄 ， 一般为 6 1 2 c m， 而且渠坡无法垂直振捣 ， 没有足够 的砂浆 ， 混凝 土 很难振捣密实， 因此该砂率明显偏小 。坍落度为 4 2 c m， 对于渠坡混凝 土 ， 振捣时会往下滑动 ， 混凝 土很难 固定在渠坡上 。因此 ， 该坍落度 明显偏大 ， 试验室提供的该配合比在现场施工中也无法执行。 ( 3 ) 渠基土方填筑达不到设计要求 。渠基土方 表1 某中型渠道防渗混凝土施工配合比 填筑尤其是渠坡土方填筑大多采用人工夯实， 其压 实指标难以达到设计要求 ， 有的填土甚至还处于松 散状 态就 开始铺筑混凝 土 ， 其结 果是混凝 土振捣 时， 浆体直接流失于填土中， 表面无法泛浆 ， 混凝土 内部出现蜂窝孔洞、 不密实现象。此外， 在水压力 作 用 下 ， 混 凝 土 衬 砌 面板 还 出现 了 凹陷 和断 裂 现 象 ； ( 4 ) 混凝土拌和原材料不称量。对水 、 砂 、 石大 多采用桶 、 斗车进行量测 ， 原材料用量偏差太大 ； 遇 到砂石料 的品种 、 级配 、 含水率等发生变化 时也没 有及时调整配合比， 致使试验确定的配合比没有得 到准确执行 。有的拌和时间不够 ， 混凝 土拌和物不 均匀 ； 有的担心渠坡混凝土振捣时难以固定 ， 人为 拌成干硬性混凝土 ， 致使人仓混凝土无法振捣 密 实 ； ( 5 ) 混凝土浇筑工序工艺不合理。浇筑渠坡混 凝土时 ， 直接将混凝土倒在渠坡 上部 ， 然后人工往 下摊平 ， 导致粗骨料往下滚落 ， 混凝土分离 ； 骨料堆 叠时没有把它均匀分布于砂浆较多处 ， 或混凝土振 捣时间不够 ， 表面没有泛浆等， 造成了内部蜂窝孔 洞 。采用砂浆找平及 收面时 ， 砂浆水胶 比太大 ， 强 度太低 ， 造成渠道衬砌面板抗冲磨性能下降， 出现 表面粗糙、 石子外露或砂浆脱壳等现象； ( 6 ) 混凝土养护达不到要求。混凝土浇筑完毕 后 ， 没有及时覆盖和洒水养护 。有的没有任何覆盖 保温 ， 遇到昼夜温差大时 ， 产生 了温度裂缝 。有的 1 天只洒 1 次水 ， 没有保持混凝土表面经常湿润 ， 有的 只养护 3 5 天 ， 养护时间不够 ， 造成了混凝土产生干 缩裂缝 。 3 提 高广西渠道 防渗混凝土施 工质 量的措施 ( 1 ) 加强原材料质量控制 。除了使用合格的水 泥 、 粉煤灰 、 外加剂外 ， 对现场采购或采集的砂石料 必须进行检测 ， 加工合格后方可使用 。要严格控制 1 粗骨料的最大粒径 ， 不得超过渠道衬砌厚度的 去， 厶 粗骨料应采用连续级配。要严格控制砂石料的含 泥量 、 泥块含量等有害杂质含量 ， 天然砂石料应经 冲洗筛分后使用。对于水泥的选择， 考虑到渠道防 渗混凝土对强度要求不高， 需要更富态的胶凝材料 用量 ， 因此没必要选用高强度等级 的水泥 ， 对大中 型渠道宜选用 4 2 5 级普通硅酸盐水泥或 3 2 5 级复 合硅酸盐水泥， 对小型渠道宜选用3 2 5 级复合硅酸 盐水泥； ( 2 ) 配合比设计要有针对l生。渠道防渗混凝土 结构很薄， 且在倾斜面上浇筑 ， 对强度要求较低 ， 对 耐久性要求较高 ， 与一般的水工混凝土结构不同， 45 刘鲁强 ， 郭晋川： 浅议提高广西渠道防渗混凝土施工质量措施 配合 比设计不能照搬普通水工混凝 土的设计方法 ， 应采取以下的针对性措施： 采用较小的水胶比， 水胶 比应 主要 以满足抗渗 、 抗冻 、 抗 冲刷 等耐久性 来控制， 而不仅仅是强度。对于大中型渠道防渗混 凝土， 在满足抗渗、 抗冻等耐久性指标情况下， 即使 抗压强度超强再多， 水胶比也不得大于0 6 0 ； 适当 增大砂率 ， 砂率应比普通混凝土增加2 一 3 ； 适 当增加胶凝材料用量 ， 应 比普通混凝土增加 1 5 3 0 k g m ； 采用较小的坍落度 ， 采用表面式振动器振 实时， 坍落度应控制在 1 - 2 e m， 也可以通过现场试 验确定 ， 以保证混凝土在斜坡上既能振捣密实又能 固定不产生滑动为准； 有条件的地方应掺用粉煤 灰 ， 以改善 混凝 土和易性 ， 提高抗 渗性 ， 降低超强 ， 减少干缩等 ； ( 3 ) 加强渠基土方填筑质量控制 。首先设计方 应根据渠基稳 定要求提出土方填筑 的压实控制指 标 ， 施工方应采用适宜的方法对渠基进行压实和平 整 ， 在铺筑混凝土前 ， 应对压实指标进行检测 ， 渠基 填筑压实度 和平 整度等指标达不到设计要求 时不 得铺筑混凝土 ； ( 4 ) 严格按照试验确定 的配合 比进行配料 ， 加 强混凝土拌和。水泥、 砂 、 石 、 掺合料均应以重量 计 ， 应进行称量 ； 水及 t, JJ n 剂可折算成体积加人 。 水泥 、 粉煤灰 、 外加剂品种和生产厂家不应擅 自更 改 ， 需要更改 时 ， 应重新进行配合 比试验 。进场 的 原材料应及 时检测 ， 砂石料品种 、 级配 、 含水量等发 生变化时 ， 应及 时调整配合比。混凝土应采用机械 拌和 ， 拌 和时间应不少于 2 m i n 。要严格控制混凝土 坍落度， 坍落度不符合要求时， 应重新配料拌和， 直 至符合要求后方可入仓浇筑； ( 5 ) 严格控制混凝土浇筑工艺。混凝土人仓不 应直接倒在渠坡上， 应采用溜槽等方法先将混凝土 运至渠底 ， 然后将混凝 土 由下往上铺设 在渠坡上 ； 骨料堆叠 时应人工铲至砂浆较多处 ， 不得用砂浆覆 盖。混凝土应采用表面式振动器振捣 ， 振捣渠坡混 凝 土时 ， 应上行振动 ， 下行不振动 ， 振动时间应 以混 凝 土开始泛浆 时为准 。混凝土浇筑应采用分块 跳 仓法施工 ， 同一浇筑块应连续浇筑 。混凝 土浇筑完 毕 ， 应及时收面 。如采用砂浆 收面 ， 砂浆 的水胶 比 应 比混凝土减小 0 0 3 0 0 5 ， 应在混凝土初凝前铺筑 砂浆， 砂浆还应进行二次收面； ( 6 ) 加强混凝土养护 。混凝土养护工作应有专 人 负责 ； 混凝土浇 筑完毕后 ， 应及 时覆 盖保 温保 湿 材料( 如草袋、 锯末、 湿砂等) 和洒水养护 ， 洒水次数 应 以混凝土表面保持经常湿润为准 ； 混凝土洒水养 护 时间应不少于 l 4 d ； ( 7 ) 采用聚合物纤维混凝土。聚合物纤维混凝 土是一种复合型新型混凝土材料， 它具有防止或减 少 混凝土塑性 龟裂和裂缝 ； 改善混凝土变形性能和 韧性 ； 提高混凝土抗渗 、 抗冲磨、 抗冻和耐久性能等 优点。广西水利科学研究院的研究结果表明 ， 聚合 物纤维混凝土 比普通混凝土裂缝减少 6 5 一 8 6 、 抗 渗性提高 1 l 一 6 4 、 抗拉强度提高 1 3 一 3 8 、 极限 拉伸值提高 1 7 一 4 5 、 弹性模量降低 4 5 ； 在达 开水库灌 区渠道防渗 中的应用结果表明 ， 渠道裂缝 减少9 0 ， 渠道渗漏损失降低 2 2 。聚合物纤维混 凝土不仅防裂防渗效果显著， 而且可以明显改善混 凝土施工的和易性 ， 提高粘聚性 ， 使混凝土振动时 不易滑动。因此 ， 特别适用于渠道防渗衬砌工程 施工 ； ( 8 ) 加强工程施工管理和监督工作 。水利主管 部门应加大对施工、 监理等参建各方技术人员的培 训力度； 施工单位应乘势而上， 增加投入， 采用先进 的施工设备( 如衬砌机等) ； 施工方 、 监理方应建立 和执行严格 的施工 、 监理制度 ； 监督部 门应采取 “ 飞 检 ” 等手段加强对工程施工 质量监 督 ； 只有在技术 上和管理上两手抓， 才能使广西渠道防渗混凝土衬 砌工程质量有质的提高。 ( 责任编辑： 周群) ( 英 文摘要 下转第 4 9 页) 广西水利水 电 G X WA T E R R I S O U R C E SH Y D R O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 0 1 2 ( 1 ) 参考文献 I 杨黄华 基于 D S P的电能质量监测系统的设计 J 水电 能源科学， 2 0 1 0 ， ( 1 1 ) ： 1 5 5 1 5 9 【 2 】 舒双宝 基于 D S P和A R M便携式电能质量监测系统的 设计与实现 J 电力系统保护与控制， 2 0 1 0 ， ( 1 2 ) ： 1 8 7 【 3 】 张维 基于 A R M7的配电变电所和开闭所 R T U研究 D 】 济南 ： 山东科技大学硕士学位论文， 2 0 1 0 【 4 】 崔利娜 $ 3 C 2 4 1 0 在电能质量监测分析仪中的应用研究 J 电测与仪表， 2 0 1 0 ， ( 0 2 ) ： 6 8 7 1 Em b e d de d RTU de s i g n o f s ub s t a t i o n XI E Xi f e n g ， LO NG Ya n ho n g ， ZHEN Li l i ng ( G u a n g x i Hy d r a u l i c a n d E l e c t ri c P o l y t e c h n i c ， N a n n i n g 5 3 0 0 2 3 ， C h i n a ) ( 责任编辑： 刘征湛) Abs t r a c t ：I n v i e w o f t h e s ho r t a g e s o f t r a di t i o n a l RTU s u c h a s s l o w r e s p o n s e ， l o w c o mmun i c a t i o n s p e e d， i n c o ns i s t e n t p r o t o c o l a n d h i g h c o s t ， t h e a u t h o r s p r e s e n t a s u b s t a t i o n RT U d e s i g n s c h e me b a s e d o n ARM， i n c o r p o r a t i n g d a t a a c q u i s i t i o n b y AD mo d u l e s ， d a t a p r o c e s s i n g b y F F T a l g o ri t h m， c o mmu n i c a t i o n w i t h mo n i t o ri n g h o s t b y CAN Bu s t o c o mp l e t e t e l e me t e ri n g ， r e mo t e s e n s i n g ， r e mo t e c o mmu n i c a t i o n a n d r e mo t e c o n t r o 1 T e s t s h a d b e e n c o n d u c t e d t o v e r i f y t h e a c c u r a c y a n d e f f e c t i v e n e s s o f t h i s d e s i g n s c h e me Ke y wo r d s ： Di g i t a l s u b s t a t i o n ； Re mo t e T e r mi n a l Un i t ( RT U) ； d a t a a c q u i s i t i o n ； E mb e d d e d s y s t e m ( 上接 第 4 6 页) Di s c u s s i o n o n me a s u r e s f o r i mpr o v i ng c ha nne l a nt i -s e e pa g e c o nc r e t e c o n s t r u c t i o n q u a l i t y o f Gu a n g x i L I U L u - q i a n g ， GUO J i n - c h u a n ( G u a n g x i H y d r a u l i c R e s e a r c h I n s t i t u t e ， N a n n i n g 5 3 0 0 2 3 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： A b r i e f i n t r o d u c t i o n w a s ma d e o n t h e q u ali t y p r o b l e m e x i s t i n g i n c h a n n e l a n t i - s e e p a g e c o n c r e t e l i n i n g c o n s t r u c t i o n f o r c o n t i n u e d a u x i l i a r y p r o j e c t o r w a t e r - s a v i n g u p g r a d e p r o j e c t i n t h e l a r g e -o r mi d d l e s c a l e i rr i g a t e d a r e a s o f Gu a n g x i T h e a u t h o r s a n a l y z e d t h e c a u s e s ， a n d p u t f o r w a r d me a s u r e s for i mp r o v i n g c o n s t ruc t i o n q u a l i t y i n v i e w o f t h e c u r r e n t c o n s t r u c t i o n c o n d i t i o n s Ke y wo r ds： I r r i g a t e d a r e a ； c h a n n e l a n t i s e e pa g e ； c o n c r e t e ； c o ns t ru c t i o n q u a l i t y ； me a s ur e 4 9