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摘 要 钢筋混凝土面板作为面板堆石坝的主要防渗结构，其施工质量对水库的安全经济运行起着决定性作用。本文结合斯木塔斯水电站混凝土面板堆石坝的施工，介绍了混凝土面板施工质量控制主要方法。
关键词 面板 堆石坝 施工 质量
斯木塔斯水电站坝址位于新疆伊犁昭苏阿克牙孜河中游河段的峡谷上，挡水主坝采用混凝土面板砂砾-堆石坝。该部位河谷较窄，两岸边坡陡立，呈基本对称“V”形，主坝位于河床内。主坝坝顶高程为1 934.50 m，坝顶宽度为10 m，最大坝高106.00 m，坝顶长141.23 m，坝长386.50 m。上游坝坡1∶1.6，下游坝坡1∶1.5。上游坝坡采用0.3 m～0.55 m混凝土面板防渗；下游坝坡1 890 m高程以上采用0.25 m厚混凝土板护坡，1 890 m高程以下采用厚0.4 m的干砌石护坡。
一、面板混凝土的质量控制指标
根据《水工混凝土施工规范》《混凝土结构工程施工及验收规范》和《水电工程达标投产考核办法》，评定面板混凝土质量指标主要有：抗压强度、抗渗强度等级、抗冻强度、面板厚度及平整度等。其中前三项是反映面板混凝土的重要指标，因其需要通过检测试验才能得到数据，我们将其列为内在质量控制指标；其余指标可以通过几何测量得到数据，比较直观，我们将其列为外在质量控制指标。
二、面板混凝土的内在质量控制
面板混凝土抗压强度、抗渗强度和抗冻强度是反映面板内在质量的关键指标，通过参考大量文献和一系列试验研究工作，我们认为原材料的性能与配合比、施工方法与工艺和养护措施等是影响混凝土质量关键指标的主要因素。因此，要达到内在质量控制指标，必须对施工全过程进行控制，也就是注重从混凝土配合比试验到原材料选择及混凝土生产、振捣、养护等全过程的质量控制，使其质量始终处于高标准的受控状态。
1.精心设计混凝土配合比。依据规范，混凝土配合比应根据水灰比与强度关系曲线及经验数据进行计算和试配确定，原材料在经济适用质量指标等方面综合考虑，配合比设计应按抗压强度控制，结合以往施工经验，确定面板混凝土的技术要求如表1所示。
（1）水灰比的选择。水灰比是混凝土配合比设计中的一个关键参数，其值过小就会增加混凝土的单方水泥用量，提高混凝土的工程造价，过大则难以满足混凝土强度及耐久性等的技术要求；水泥用量少则混凝土的和易性差、易离析，水泥用量过高则会产生较大的水化热，从而产生裂缝降低面板抗渗等级。本工程试验过程中，水灰比的选定除考虑混凝土的强度、抗渗、抗冻耐久性的等级外，还充分考虑了使用的水泥品种与标号、砂石骨料的质量、外加剂的品种及掺量等影响因素。依照本项目混凝土技术要求，试验确定其水灰比为0.43，水泥用量为287 kg/m3。
（2）坍落度的选定。采用溜槽输送滑模混凝土的关键是混凝土坍落度的选定是否恰当，现场模拟试验表明：混凝土的坍落度控制在5 cm～8 cm比较合适，这样可使混凝土更富于塑性和流动性，石料与砂浆黏结牢固。当坍落度>9 cm时，混凝土的粘聚性降低，在施工中会增大混凝土的下滑速度，且在滑行过程中易造成混凝土的分离；当坍落度<4 cm时，混凝土呈干松状态，滑模滑行阻力增大，混凝土密实度得不到保证，影响施工进度和施工质量。
（3）骨料级配比例的选择。合理的骨料级配比例应是在相同体积条件下混合料的比表面积小、孔隙率小、水泥和砂子用量少、混合料密实度大、强度高。根据设计技术要求，面板混凝土为二级配，为了防止混凝土在溜槽中产生集料离析，减小模板在滑动过程中的阻力和避免面板混凝土表面产生蜂窝、麻面和裂纹，我们以紧密堆积密度最大的石子组合作为最优比例。
（4）外加剂掺量的选择。根据《混凝土面板堆石坝设计规范》的要求，寒冷及严寒地区的混凝土应有4%～6%的含气量，在面板混凝土中掺用减水剂和引气剂，可以降低混凝土的水灰比，提高混凝土强度及抗冻等耐久性。
（5）掺加聚丙烯纤维。混凝土面板最大厚度仅为0.55 m，长度达到200 m，防裂难度较大。聚丙烯纤维具有直径小、数量多和纤维间距小等特点，能减少混凝土因温度及干缩等作用因素引起的裂缝。劈裂抗拉试件破坏试验证明，普通混凝土为脆性破坏，完全断裂；而聚丙烯纤维混凝土为延性破坏，所以聚丙烯纤维能大大提高混凝土的抗裂能力和韧性，对克服混凝土的脆性有较理想的效果。经过试验最终确定面板配合比如表2所示。
2.原材料的质量控制与检测。面板混凝土原材料主要包括水泥、砂石骨料、掺和料及混凝土外加剂等，其中水泥选择伊犁南岗水泥厂黄鸭牌水泥，砂石骨料选用本工程砂石骨料加工厂生产的C2料场天然砂砾石集料，掺和料选用新疆玛纳斯电厂的I级粉煤灰，根据混凝土的具体技术要求和试验结果，外加剂选用新疆格辉科技生产的FDN型高效减水剂和CH-AE型引气剂。
（1）原材料质量控制标准。本项目采用的P.O42.5普通硅酸盐水泥，技术要求除符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）标准外，还要保证出厂28天强度不低于水泥标准抗压强度的1.18倍。
根据《混凝土面板堆石坝设计规范》（DL/T5016-1999）和工程监理部的要求，细骨料吸水率不大于3.0%，含泥量小于3.0%，细度模数在2.3～3.0范围内；粗骨料吸水率不大于2.0%，含泥量不大于1.0%。其他技术指标应符合《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2001）的有关规定。
外加剂产品质量均符合《混凝土外加剂应用规程》（GB8076-87）和《混凝土外加剂应用技术规范》（GBJ119-88）的有关规定。
（2）原材料检测程序。工地试验室充分发挥职能，首先联合物资部门对原材料进行进场验收，审查出厂合格证和质量检验报告，水泥运至工地应有除28天强度以外的各项试验结果，28天强度资料在水泥出厂32天内补报；然后是对原材料按照批次、品种和数量等进行现场抽样检测，结果报监理工程师审批，对不合格产品严禁用于本部位施工。 3.严把施工过程质量关。在施工过程中，严格按照设计与施工规程规范的要求组织实施，围绕混凝土生产和浇筑两个重点环节进行质量控制。
（1）混凝土生产。混凝土搅拌前现场测定砂石的含水量，并由工地试验室根据砂石的含水量和配合比以及气温情况，调整水砂石的用量。采用混凝土拌和楼进行生产，确保混合料的均匀，采用计算机控制的电子计重称严格控制混合料配合比，保证搅拌时间，在混凝土出机口和浇筑现场分别进行混凝土坍落度和含气量试验检测。
（2）混凝土浇筑。浇筑现场按照板边、边角和板中的顺序进行均匀布料，止水片周围辅以人工布料，振捣器在模板前沿振捣，止水片附近采用小振捣器仔细振捣，提高混凝土密实度，减少混凝土的干缩变形。
三、面板混凝土的外在质量控制
混凝土外在质量控制主要是针对相应的施工环节，并且在内在质量控制良好的基础上组织进行。
1.编制面板混凝土质量控制计划。混凝土质量控制计划的优劣将直接影响混凝土施工质量，它是指导施工质量控制的技术文件和现场施工的法规。编制详细可行的质量控制计划，明确工程设计中的关键部位和薄弱环节，分析质量控制要点和技术要求以及注意事项等，并对可能出现的意外情况进行预测，制定相应的处理措施，做到有备无患。
2.对面板外形的控制。面板施工纵缝宽度为12 m，不设横缝。依据面板分缝宽度，考虑运输与施工方便，由2节长7 m的模板用高强螺栓连接而成。滑模主要由模板部分和抹面平台两部分组成，侧面示意图如图1所示。
滑模提前三个月在工地现场金工车间焊接制作完成，通过全站仪测量作平整度校核，并将配套附件和高强螺栓等准备齐全。为降低模板安装对混凝土施工厚度的影响，滑模下部滚轮使用单列圆锥滚子轴承。
面板混凝土施工前，须先安装好滑模轨道，并用角钢焊接的三角支架固定，支架与轨道通过高强螺栓连接。高强螺栓固定前，须对轨道进行相对高程测量，以确保坡度与相应点位高程满足设计要求。轨道安装完成后，滑模方能就位。在滑模两端设有吊耳，分别用钢丝绳与大坝顶部JK-5卷扬机连接。
面板体型主要是由模板来控制的，混凝土面板的模板包括侧模和无轨滑模。侧模为松木模板和槽钢组合而成，兼作滑模支撑，按受力结构设计的，高度顺应面板厚度而渐变，分块长度为2 m，便于在斜坡面上安装和拆卸，侧模固定于钢筋网上，两块模板接头处用螺栓拧紧，保证接头平顺无台阶，施工中派专人跟踪检查，发现问题及时纠正，当然侧模安装偏差必须在规范要求的范围内；无轨滑模要有足够的强度、刚度、自重和配重，适应面板条块宽度和滑模平整度要求，并能为浇筑振捣和收光抹面提供工作平台。
3.对面板平整度的控制。严格控制滑模提升速度，滑模提升速度是由混凝土入仓速度、入仓坍落度和混凝土坍落度历时损失速度决定的。在坍落度控制稳定的情况下，每次滑升距离不大于300 mm，每次滑升间隔时间不超过30 min，以出模混凝土无光泽，用手轻按有指印，手上不粘混凝土为标准。若出模过早，混凝土会出现波纹状表面；若出模过晚，混凝土对滑模的粘结力较大，影响收光工作。
混凝土出模后立即进行人工修整和压面，待混凝土初凝结束前完成二次压面，对接缝两侧各50cm内的混凝土表面及时整平，用2 m长直尺检查，确保平整度符合设计要求。
4.养护和拆模。当面板混凝土完成二次压面，混凝土开始凝结（用手指按压无痕迹）时，及时喷洒养护液，并覆盖无纺土工布养生，均匀洒水，保持潮湿状态；遇到气温较低时，及时用塑料薄膜覆盖保温。混凝土洒水养护持续至少90天或至水库蓄水混凝土被水淹没。
5.施工期的防护。面板混凝土施工受天气影响较大，为保证面板混凝土施工质量，在混凝土浇筑前，现场必须准备必要的防雨、防晒措施。
（1）混凝土施工前，备好每台班混凝土施工宽度和必要长度的防雨、防晒工作棚，以保证突然下雨或炎热天气下有足够的遮盖工具。
（2）混凝土施工过程中，随时与气象部门保持联系，掌握天气的变化情况，避开雨天施工；如遇突降大雨，立即停止施工，对已浇筑部位用防雨棚遮盖，并及时对混凝土施工缝进行处理。
（3）在施工过程中，遇到气温太高的天气，尽量调整施工时段，保证混凝土质量。
四、质量监测
通过蓄水后对大坝按计划定时渗漏监测发现最大仅为39.505 L/S，面板防渗效果良好。见表3。
五、结束语
本文将面板混凝土质量控制分解为内在质量控制和外在质量控制两个方面，并结合斯木塔斯大坝面板工程实际情况，对施工关键工序提出了控制要求。混凝土原材料、配合比试验、生产检测、配制工艺、浇筑和养护等，任何一个环节都不能忽视，整个质量控制过程必须制度化管理。通过有效的质量控制手段和系列控制措施，斯木塔斯大坝面板混凝土各项质量指标均达到了优良，满足设计要求。
关键词 面板 堆石坝 施工 质量
斯木塔斯水电站坝址位于新疆伊犁昭苏阿克牙孜河中游河段的峡谷上，挡水主坝采用混凝土面板砂砾-堆石坝。该部位河谷较窄，两岸边坡陡立，呈基本对称“V”形，主坝位于河床内。主坝坝顶高程为1 934.50 m，坝顶宽度为10 m，最大坝高106.00 m，坝顶长141.23 m，坝长386.50 m。上游坝坡1∶1.6，下游坝坡1∶1.5。上游坝坡采用0.3 m～0.55 m混凝土面板防渗；下游坝坡1 890 m高程以上采用0.25 m厚混凝土板护坡，1 890 m高程以下采用厚0.4 m的干砌石护坡。
一、面板混凝土的质量控制指标
根据《水工混凝土施工规范》《混凝土结构工程施工及验收规范》和《水电工程达标投产考核办法》，评定面板混凝土质量指标主要有：抗压强度、抗渗强度等级、抗冻强度、面板厚度及平整度等。其中前三项是反映面板混凝土的重要指标，因其需要通过检测试验才能得到数据，我们将其列为内在质量控制指标；其余指标可以通过几何测量得到数据，比较直观，我们将其列为外在质量控制指标。
二、面板混凝土的内在质量控制
面板混凝土抗压强度、抗渗强度和抗冻强度是反映面板内在质量的关键指标，通过参考大量文献和一系列试验研究工作，我们认为原材料的性能与配合比、施工方法与工艺和养护措施等是影响混凝土质量关键指标的主要因素。因此，要达到内在质量控制指标，必须对施工全过程进行控制，也就是注重从混凝土配合比试验到原材料选择及混凝土生产、振捣、养护等全过程的质量控制，使其质量始终处于高标准的受控状态。
1.精心设计混凝土配合比。依据规范，混凝土配合比应根据水灰比与强度关系曲线及经验数据进行计算和试配确定，原材料在经济适用质量指标等方面综合考虑，配合比设计应按抗压强度控制，结合以往施工经验，确定面板混凝土的技术要求如表1所示。
（1）水灰比的选择。水灰比是混凝土配合比设计中的一个关键参数，其值过小就会增加混凝土的单方水泥用量，提高混凝土的工程造价，过大则难以满足混凝土强度及耐久性等的技术要求；水泥用量少则混凝土的和易性差、易离析，水泥用量过高则会产生较大的水化热，从而产生裂缝降低面板抗渗等级。本工程试验过程中，水灰比的选定除考虑混凝土的强度、抗渗、抗冻耐久性的等级外，还充分考虑了使用的水泥品种与标号、砂石骨料的质量、外加剂的品种及掺量等影响因素。依照本项目混凝土技术要求，试验确定其水灰比为0.43，水泥用量为287 kg/m3。
（2）坍落度的选定。采用溜槽输送滑模混凝土的关键是混凝土坍落度的选定是否恰当，现场模拟试验表明：混凝土的坍落度控制在5 cm～8 cm比较合适，这样可使混凝土更富于塑性和流动性，石料与砂浆黏结牢固。当坍落度>9 cm时，混凝土的粘聚性降低，在施工中会增大混凝土的下滑速度，且在滑行过程中易造成混凝土的分离；当坍落度<4 cm时，混凝土呈干松状态，滑模滑行阻力增大，混凝土密实度得不到保证，影响施工进度和施工质量。
（3）骨料级配比例的选择。合理的骨料级配比例应是在相同体积条件下混合料的比表面积小、孔隙率小、水泥和砂子用量少、混合料密实度大、强度高。根据设计技术要求，面板混凝土为二级配，为了防止混凝土在溜槽中产生集料离析，减小模板在滑动过程中的阻力和避免面板混凝土表面产生蜂窝、麻面和裂纹，我们以紧密堆积密度最大的石子组合作为最优比例。
（4）外加剂掺量的选择。根据《混凝土面板堆石坝设计规范》的要求，寒冷及严寒地区的混凝土应有4%～6%的含气量，在面板混凝土中掺用减水剂和引气剂，可以降低混凝土的水灰比，提高混凝土强度及抗冻等耐久性。
（5）掺加聚丙烯纤维。混凝土面板最大厚度仅为0.55 m，长度达到200 m，防裂难度较大。聚丙烯纤维具有直径小、数量多和纤维间距小等特点，能减少混凝土因温度及干缩等作用因素引起的裂缝。劈裂抗拉试件破坏试验证明，普通混凝土为脆性破坏，完全断裂；而聚丙烯纤维混凝土为延性破坏，所以聚丙烯纤维能大大提高混凝土的抗裂能力和韧性，对克服混凝土的脆性有较理想的效果。经过试验最终确定面板配合比如表2所示。
2.原材料的质量控制与检测。面板混凝土原材料主要包括水泥、砂石骨料、掺和料及混凝土外加剂等，其中水泥选择伊犁南岗水泥厂黄鸭牌水泥，砂石骨料选用本工程砂石骨料加工厂生产的C2料场天然砂砾石集料，掺和料选用新疆玛纳斯电厂的I级粉煤灰，根据混凝土的具体技术要求和试验结果，外加剂选用新疆格辉科技生产的FDN型高效减水剂和CH-AE型引气剂。
（1）原材料质量控制标准。本项目采用的P.O42.5普通硅酸盐水泥，技术要求除符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）标准外，还要保证出厂28天强度不低于水泥标准抗压强度的1.18倍。
根据《混凝土面板堆石坝设计规范》（DL/T5016-1999）和工程监理部的要求，细骨料吸水率不大于3.0%，含泥量小于3.0%，细度模数在2.3～3.0范围内；粗骨料吸水率不大于2.0%，含泥量不大于1.0%。其他技术指标应符合《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2001）的有关规定。
外加剂产品质量均符合《混凝土外加剂应用规程》（GB8076-87）和《混凝土外加剂应用技术规范》（GBJ119-88）的有关规定。
（2）原材料检测程序。工地试验室充分发挥职能，首先联合物资部门对原材料进行进场验收，审查出厂合格证和质量检验报告，水泥运至工地应有除28天强度以外的各项试验结果，28天强度资料在水泥出厂32天内补报；然后是对原材料按照批次、品种和数量等进行现场抽样检测，结果报监理工程师审批，对不合格产品严禁用于本部位施工。 3.严把施工过程质量关。在施工过程中，严格按照设计与施工规程规范的要求组织实施，围绕混凝土生产和浇筑两个重点环节进行质量控制。
（1）混凝土生产。混凝土搅拌前现场测定砂石的含水量，并由工地试验室根据砂石的含水量和配合比以及气温情况，调整水砂石的用量。采用混凝土拌和楼进行生产，确保混合料的均匀，采用计算机控制的电子计重称严格控制混合料配合比，保证搅拌时间，在混凝土出机口和浇筑现场分别进行混凝土坍落度和含气量试验检测。
（2）混凝土浇筑。浇筑现场按照板边、边角和板中的顺序进行均匀布料，止水片周围辅以人工布料，振捣器在模板前沿振捣，止水片附近采用小振捣器仔细振捣，提高混凝土密实度，减少混凝土的干缩变形。
三、面板混凝土的外在质量控制
混凝土外在质量控制主要是针对相应的施工环节，并且在内在质量控制良好的基础上组织进行。
1.编制面板混凝土质量控制计划。混凝土质量控制计划的优劣将直接影响混凝土施工质量，它是指导施工质量控制的技术文件和现场施工的法规。编制详细可行的质量控制计划，明确工程设计中的关键部位和薄弱环节，分析质量控制要点和技术要求以及注意事项等，并对可能出现的意外情况进行预测，制定相应的处理措施，做到有备无患。
2.对面板外形的控制。面板施工纵缝宽度为12 m，不设横缝。依据面板分缝宽度，考虑运输与施工方便，由2节长7 m的模板用高强螺栓连接而成。滑模主要由模板部分和抹面平台两部分组成，侧面示意图如图1所示。
滑模提前三个月在工地现场金工车间焊接制作完成，通过全站仪测量作平整度校核，并将配套附件和高强螺栓等准备齐全。为降低模板安装对混凝土施工厚度的影响，滑模下部滚轮使用单列圆锥滚子轴承。
面板混凝土施工前，须先安装好滑模轨道，并用角钢焊接的三角支架固定，支架与轨道通过高强螺栓连接。高强螺栓固定前，须对轨道进行相对高程测量，以确保坡度与相应点位高程满足设计要求。轨道安装完成后，滑模方能就位。在滑模两端设有吊耳，分别用钢丝绳与大坝顶部JK-5卷扬机连接。
面板体型主要是由模板来控制的，混凝土面板的模板包括侧模和无轨滑模。侧模为松木模板和槽钢组合而成，兼作滑模支撑，按受力结构设计的，高度顺应面板厚度而渐变，分块长度为2 m，便于在斜坡面上安装和拆卸，侧模固定于钢筋网上，两块模板接头处用螺栓拧紧，保证接头平顺无台阶，施工中派专人跟踪检查，发现问题及时纠正，当然侧模安装偏差必须在规范要求的范围内；无轨滑模要有足够的强度、刚度、自重和配重，适应面板条块宽度和滑模平整度要求，并能为浇筑振捣和收光抹面提供工作平台。
3.对面板平整度的控制。严格控制滑模提升速度，滑模提升速度是由混凝土入仓速度、入仓坍落度和混凝土坍落度历时损失速度决定的。在坍落度控制稳定的情况下，每次滑升距离不大于300 mm，每次滑升间隔时间不超过30 min，以出模混凝土无光泽，用手轻按有指印，手上不粘混凝土为标准。若出模过早，混凝土会出现波纹状表面；若出模过晚，混凝土对滑模的粘结力较大，影响收光工作。
混凝土出模后立即进行人工修整和压面，待混凝土初凝结束前完成二次压面，对接缝两侧各50cm内的混凝土表面及时整平，用2 m长直尺检查，确保平整度符合设计要求。
4.养护和拆模。当面板混凝土完成二次压面，混凝土开始凝结（用手指按压无痕迹）时，及时喷洒养护液，并覆盖无纺土工布养生，均匀洒水，保持潮湿状态；遇到气温较低时，及时用塑料薄膜覆盖保温。混凝土洒水养护持续至少90天或至水库蓄水混凝土被水淹没。
5.施工期的防护。面板混凝土施工受天气影响较大，为保证面板混凝土施工质量，在混凝土浇筑前，现场必须准备必要的防雨、防晒措施。
（1）混凝土施工前，备好每台班混凝土施工宽度和必要长度的防雨、防晒工作棚，以保证突然下雨或炎热天气下有足够的遮盖工具。
（2）混凝土施工过程中，随时与气象部门保持联系，掌握天气的变化情况，避开雨天施工；如遇突降大雨，立即停止施工，对已浇筑部位用防雨棚遮盖，并及时对混凝土施工缝进行处理。
（3）在施工过程中，遇到气温太高的天气，尽量调整施工时段，保证混凝土质量。
四、质量监测
通过蓄水后对大坝按计划定时渗漏监测发现最大仅为39.505 L/S，面板防渗效果良好。见表3。
五、结束语
本文将面板混凝土质量控制分解为内在质量控制和外在质量控制两个方面，并结合斯木塔斯大坝面板工程实际情况，对施工关键工序提出了控制要求。混凝土原材料、配合比试验、生产检测、配制工艺、浇筑和养护等，任何一个环节都不能忽视，整个质量控制过程必须制度化管理。通过有效的质量控制手段和系列控制措施，斯木塔斯大坝面板混凝土各项质量指标均达到了优良，满足设计要求。