水利水电施工中混凝土施工技术的应用研究
摘要
关键词
水利水电;混凝土施工技术;应用
正文
水利水电工程承担着灌溉、供水、发电等重要功能,对国民经济和人民生活具有重要的支持作用,此类工程规模大、工期长、技术要求高,对建材的要求也更高。混凝土是水利水电建设的一种重要材料,应用十分广泛,其优势也十分明显。混凝土具有优良的耐久性能,能长时间承受高水压、高湿度的环境,保证工程的寿命,且混凝土施工成本较低,适用于大面积、大型工程的施工。在水利水电工程中应用混凝土施工技术,不仅可以提高施工效率、缩短工期、减少工程造价,还可以保证工程质量,减少施工过程中可能发生的质量问题,为我国水利水电工程建设提供更稳固可靠的基础,实现可持续发展的目标。
一、混凝土施工技术基础理论
混凝土材料的组成和性质是混凝土施工的基础,水泥、骨料、外加剂及水的配比直接影响到混凝土的强度与耐久性。水泥是混凝土的主要胶凝材料;骨料是混凝土的骨架;外加剂能提高混凝土的工作性能;而水的配比对其流动性能及坍落度有一定的影响。在混凝土拌合与运输技术中,设备的选用是非常重要的。适当的拌合设备能保证混凝土拌和均匀,避免出现质量问题,应按照混凝土配合比及要求,合理地进行拌合操作。在运输过程中,要注意控制流动度及坍落度,防止运输过程中产生分层、离析等现象。为保证混凝土浇筑的均匀性与稳定性,分层浇筑与连续浇筑是常用的浇筑方式。在高温、低温、高海拔等特殊情况下,必须采取相应的浇筑方法,以确保其质量与性能。同时,施工时要注意控制浇筑速度、浇筑高度,防止出现裂缝、坍塌等情况。混凝土施工技术基础理论涉及混凝土材料组成与性能、拌合与运输技术、浇筑原理与技术,通过深入理解和掌握这些基础理论,保证建筑工程的质量和安全,为后续施工打下坚实的基础[1]。
二、存在问题及对策建议
在水利水电施工中,混凝土施工技术的应用至关重要。然而,目前混凝土施工面临着一些技术难题与管理挑战,这些问题需要认真分析并提出有效的对策建议。混凝土施工中存在的问题主要包括施工过程中的质量控制不到位、材料选用不合理、施工工艺不规范等,这些问题导致施工质量难以保障,可能影响工程的安全性和稳定性。针对上述问题,应对其进行具体分析并提出对策建议,如表一混凝土施工现状分析表所示,通过综合策略的实施,水利水电施工中混凝土施工技术的水平将得到提升,工程质量和安全性也会得到有效保障,落实不断探索创新、加强管理、培养人才等对策,为水利水电工程的持续发展贡献力量[2]。
问题挑战 | 具体分析 | 对策建议 |
质量控制不到位 | 施工过程中存在疏漏,质量难以保障 | 强化质量管理,制定详细施工方案 |
材料选用不合理 | 材料质量参差不齐,影响施工效果 | 严格把关材料选用,确保质量可控 |
施工工艺不规范 | 施工操作不规范,影响施工进度 | 制定施工工艺规范,加强培训指导 |
表一:混凝土施工现状分析表
三、水利水电工程中混凝土施工关键技术
(一)大体积混凝土施工技术
大体积混凝土施工技术是水利水电工程的重要组成部分。为保证混凝土质量与耐久性,在施工过程中应采取一系列关键技术措施。在大体积混凝土施工中,必须采取温度控制和防裂措施,施工时应合理布置冷却水管,采用循环冷却水对混凝土温度进行控制,防止因温差过大而产生裂缝,为进一步改善混凝土隔热性能,需对混凝土表面进行保温,以减小温度变化对混凝土的影响,保证施工质量。在混凝土结构施工过程中,应对应力进行控制和监测,为防止施工时混凝土内应力过大而产生裂缝,需在混凝土中设置一定位置的裂缝,以释放混凝土收缩时的应力,减小内应力积聚,通过温度应力的计算及监测,及时发现隐患并采取措施,从而保证水利水电工程混凝土结构的质量与可靠性。
(二)水下混凝土施工技术
导管法、沉箱法是水利水电工程建设中,较为普遍的水下混凝土结构施工技术。导管法就是利用管道将混凝土从水下输送到施工地点,通过管道压力将混凝土排至指定位置,适合小型水下混凝土施工。沉箱法就是将预制混凝土结构体用沉箱沉入水中,并对其进行定位、连接及固定,适合于大型水下混凝土结构的施工,该方法在水下环境中施工时,既要考虑混凝土的流动性、固化时间,又要克服水压等问题,对施工人员提出了更高的要求。在水下混凝土施工过程中,混凝土配合比的设计,要根据具体工程的需要,将混凝土的抗压强度、耐久、抗渗性等方面的要求,对水泥、骨料、外加剂等原材料的配比进行合理的确定,以保证混凝土的质量符合设计要求。在质量控制方面,主要包括原材料的质量检验、施工过程的监测与检查、混凝土结构的竣工验收等,以保证工程的质量与安全[3]。
(三)预应力混凝土技术
预应力混凝土是指在混凝土内部引入预拉力来抵消施加在混凝土上的拉力,从而提高结构的稳定性和耐久性。预应力系统设计是预应力混凝土结构施工的一个重要环节,其布置方式及张拉方案应根据工程要求及设计要求来确定。为保证结构的安全稳定,应合理布置预应力筋,确保张拉力的准确控制,考虑预应力体系与混凝土结构整体的协调。张拉技术与预应力系统的设计有着密切的关系,预应力筋的张拉是施工过程中的关键环节。为保证混凝土受力及结构整体稳定,在张拉过程中应严格控制张拉力的大小与速度,避免预应力混凝土结构在服役期间发生意料之外的损伤与变形,需对张拉过程中的应力与变形进行实时监测与控制。在水利水电工程中,混凝土结构因长期受水侵蚀、温度变化及外部荷载等因素的影响,其耐久性要求越来越高,必须对混凝土进行防腐处理,如加入防腐剂、做好防水处理、定期检测与维修保养等,延长混凝土结构的使用寿命[4]。
(四)碾压混凝土施工技术
在碾压混凝土施工过程中,应先根据设计要求,结合现场实际情况,选择合适的碾压机型号及规格,以保证设备能满足工程需要,并做好场地清理工作,确定施工区域,设置施工标志。碾压混凝土施工过程中,为保证混凝土充分密实,达到设计要求的强度、密实度,必须严格控制碾压速度及振动频率。注意保持合适的碾压速度,防止混凝土硬化过早或过迟而影响工程质量。对混凝土坍落度、密实度、强度进行实时监测,及时调整技术参数,确保施工质量。特殊添加剂的选择与级配设计也是一项关键技术,通过添加适量特殊添加剂,可提高混凝土工作性能、耐久性能、提高施工效率与质量。在级配设计上,应结合工程需要及原材料特性,选择合适的配合比,以保证混凝土在碾压过程中具有较好的流动性。
四、施工缝处理与质量控制
(一)施工缝设置原则
施工缝的设置应遵循一定原则,包括结构力学原理、变形控制原理和施工技术原理。施工缝位置的选取要根据混凝土收缩变形条件,尽量避免出现开裂、变形过大等现象。施工缝位置的确定要充分考虑结构受力及变形规律,合理设置缝宽、缝深,以保证结构整体稳定、耐久。在此基础上,合理设置施工缝,以减小结构内应力集中,提高结构抗震性能。为了保证结构的安全与耐久性,必须对施工缝进行严格的控制。施工缝处理时,要注意保证施工质量的一致性和密实程度,防止出现松散、起砂、开裂等质量问题,及时清除施工缝内的杂物、浮渣,保证混凝土浇筑均匀、密实,提高结构整体质量及稳定性。
(二)施工缝处理技术
施工缝处理技术主要是清理接缝与使用密封材料。混凝土凝固前,必须彻底清理施工缝,及时清除接缝周围的浮浆、杂物与积灰等杂物,保证缝面清洁无杂物,从而有效地防止了接缝出现空鼓、开裂等质量问题,从而提高了工程的整体质量与稳定性。密封材料应具有较好的黏结性、耐水性和耐候性能,能有效防止水、污等侵入混凝土内部,保持混凝土结构的完整性及耐久性。在密封材料的选用上,既要考虑与混凝土的相容性,又要考虑施工的方便性,以保证施工缝处的质量与效果。施工缝处理是水利水电工程施工中的重要环节,通过对接缝进行仔细清洁,选用合适的密封材料,有效提高工程质量,延长使用寿命[5]。
(三)施工缝质量控制
在控制混凝土施工缝质量时,应采取一系列行之有效的措施。混凝土浇筑前,对施工缝进行表面处理,应及时将接缝处的浮浆、杂物清理干净,确保接缝面平整、干净,施工缝的处理也要保证接缝的一致性、平整度,防止出现凹凸、开裂等质量问题。注重混凝土养护方法,混凝土初凝后,应及时覆盖湿布、洒水养护等养护措施,保证混凝土的充分水化,确保混凝土的强度发展,尤其要特别注意施工缝的养护,防止因养护不当而产生裂缝或强度不够。利用超声波探伤和X射线探伤等先进的检测技术,及时检测出施工缝的缺陷与不足,保证施工缝质量满足设计要求,并定期对施工缝进行质量检测与评价,及时发现问题,采取有效措施加以纠正,保证水利水电工程混凝土施工质量达到设计要求。
五、案例分析
在国内外有代表性的水利水电工程中,混凝土施工技术的应用已成为决定工程成败的一个重要因素。以中国三峡工程为例,作为世界上最大的水利水电工程之一,其混凝土浇筑技术在世界上具有代表性。三峡工程充分利用当地岩石资源,选用优质混凝土,采用先进的浇筑技术,保证工程的耐久性和稳定性。在施工过程中大量采用了国外先进技术,如预应力混凝土、超高性能混凝土等,大幅提高工程的整体质量与安全性。然而,在水利水电工程中,并不是每一项混凝土工程都是一帆风顺的。国外一些工程施工中,由于对混凝土配合比、浇筑技术等方面的控制不严,导致了工程质量问题的发生,也有些工程因混凝土强度达不到标准,出现质量事故,给工程造成重大经济损失及信誉风险。总结其成功与失败的经验,对我国社会主义现代化建设具有重要的借鉴意义。严格按照设计、规范施工技术,保证混凝土配合比、浇筑技术的质量,采用先进的施工技术、设备,提高施工效率与施工质量,加强对施工全过程的监督与检查,及时发现并解决存在的问题,以保证项目的顺利实施。混凝土施工技术作为水利水电工程建设的重要组成部分,只有在总结成功与失败经验的基础上,不断完善施工技术与质量控制,才能保证工程的安全、可靠、长期稳定运行[6]。
六、技术创新与发展趋势
随着社会的不断发展,科学技术的不断进步,混凝土在水利水电工程建设中的应用也在不断地创新和发展。绿色混凝土技术是其中的重要发展方向,该技术采用环保材料和节能减排的施工方法,既环保又符合可持续发展思想,降低施工过程对环境的影响,达到资源高效利用的目的。建筑数字化、智能化也是目前建筑发展的一个方向,BIM技术的应用,使施工过程更精确、更高效,能及时发现问题并调整,提高建设质量与效率,通过引入智能监测系统,实现施工过程的实时监测与分析,为施工管理提供有力的依据与支撑。一些新的补强修复技术也被广泛应用于水利水电建设,碳纤维加固技术能有效地提高混凝土的强度、耐久性能,延长工程寿命,自愈合混凝土具有自修复功能,当混凝土出现微裂纹时,可自动修补,降低维修费用,延长使用寿命。混凝土在水利水电工程建设中的应用技术创新和发展趋势是向绿色环保、数字化、智能化和新型的加固修复技术方向发展,提高项目建设的效率与质量,推动水利水电领域的持续发展。
七、结束语
综上所述,混凝土施工技术在水利水电施工中有着十分广泛的应用,在提高工程稳定性与耐久性的同时,还为工程施工提供了更多的选择与可能性。在水利水电工程中,混凝土施工技术的应用将不断深化与扩展,为我国水利水电事业的发展注入新的活力,建设更安全、高效、可持续的水利水电工程。
参考文献:
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