旭龙水电站导流洞底板裂缝成因及处理措施研究

刘常俊 兰 伟 潘俊男

（中国安能集团第一工程局有限公司，广西 南宁 530028）

1 工程概况

旭龙水电站位于云南省德钦县与四川省得荣县交界的金沙江干流上游河段，其中1#低导流洞工程洞长1308.18m，过流净断面尺寸为14m×15.5m（宽×高），属于大断面导流洞。全洞12m 为一仓分层浇筑，共计44 仓。在导流洞底板混凝土施工过程中，裂缝发生率较高，在整个施工质量控制中须引起足够重视并采取针对性对策。

2 选择课题

2.1 选题理由

小组成员对旭龙水电站导流洞底板施工过程中的质量控制要点及结果进行调查，分别从重要性、实施难点、紧迫性和效果体现等4 个方面[1]进行评价，最终小组成员一致认为“导流洞底板裂缝控制”是当前施工过程中须要重点解决的问题，小组选题理由如下：1）当前底板裂缝率高。小组现场调查发现旭龙导流洞底板混凝土现状施工裂缝发生率达到13.3%。2）公司质量标准要求高。旭龙水电站是公司的重点工程项目，公司对工程质量要求高，其中对导流洞底板裂缝发生率的要求为3%以下。3）公司同类工程底板裂缝率低。小组成员通过对公司已施工完成的导流洞底板裂缝发生率进行调查统计得知，导流洞底板裂缝发生率平均值为5%。

2.2 确定课题

基于上述理由，小组决定以“降低大断面导流洞底板裂缝发生率”为课题开展QC 小组活动。

3 现状调查

小组成员以每m2为一个单元，对已施工的D5、D6连续2 仓导流洞底板混凝土共计360m2，即360 个单元的裂缝发生率进行了现场检查。为方便统计，小组对裂缝发生率进行如下定义：裂缝发生率=有裂缝的单元数/检查总单元数。导流洞底板裂缝发生率现状调查结果见表1，底板裂缝类型统计见表2，质量问题排列[2]如图1 所示。

图1 质量问题排列图

表1 导流洞底板裂缝发生率现状调查表

表2 底板裂缝类型统计表

由表1、表2 以及图1 可以看出：“横向裂缝”条数达到178 条，占所有裂缝的66.4%，因此“横向裂缝偏多”是影响导流洞底板裂缝发生率的主要症结。

4 设定目标

4.1 目标设定依据

从小组对公司其他类似项目的导流洞底板裂缝发生率统计情况来看，裂缝发生率平均值为5%；本行业领域中，溪洛渡等工程的导流洞底板裂缝发生率为3%。

4.2 目标内容

结合该工程现场施工条件，经过小组讨论，将这次活动目标设定如下：将导流洞底板裂缝发生率由现在的13.3%降至2.2%。

5 原因分析

小组成员集思广益，运用头脑风暴法对可能导致“横向裂缝偏多”的原因，从“人、机、料、法、环、测”6 个方面进行分析与总结，并绘制原因分析关联图，如图2 所示。

图2 原因分析关联图

根据图2 所示的关联图，小组获得8 条末端原因，经过小组成员现场逐一确认，最终获得主要原因如下。

5.1 缺少专人养护

小组成员通过对照试验，设置“有专人养护”与“无专人养护”2 种情况，各自选取5 个单元，对比检查结果，见表3。

表3 底板混凝土裂缝发生率对比检查表

由表3 可以看出，2 种情况相比之下，有专人养护时出现裂缝的单元数明显低于无专人养护的情况。并且经过专人进行养护，可将已出现裂缝的单元中横向裂缝占比从26.7%降至5.3%，因此确认该条末端原因为主要原因。

5.2 混凝土浇筑间隔时间长

小组成员通过对照试验，设置“浇筑间隔0.75h”、“浇筑间隔0.5h”2 种情况，对比检查结果见表4。

表4 不同浇筑时间间隔下混凝土裂缝发生情况统计表

由表4 可以看出，随着浇筑时间间隔由0.75h 缩短为0.5h，整个底板浇筑的连续性得到增强。在30d 养护后进行观察，裂缝发生率显著降低；同时横向裂缝占比由此前的64.5%下降至23.2%，因此确认这条末端原因为主要原因。

6 制定对策

根据确定的主要原因，小组成员按照“5W1H”的原则[3]对解决方案进行挑选，最终确定了最优方案，并制定了要因对策及目标措施，见表5。

表5 要因对策表

7 实施对策

7.1 配置专职人员养护

7.1.1 加强混凝土的成品保护

对浇筑好的导流洞底板，必须在混凝士强度达到1.2N/mm2后方可上人；当混凝土连续浇筑完时，要保持钢筋的正确位置。拆除模板时混凝土强度应能保证其表面及棱角不因拆模而受损坏；施工时应注意保护定位桩、轴线桩、标高桩，防止碰撞位移。

7.1.2 控制好构件的湿润养护

覆盖薄膜或软布进行养护，养护时间为14～28 天。混凝土结硬之前，不得踩踏混凝土表面。混凝土浇筑完毕，应加强养护，对干硬性混凝土应在浇筑后1～2h 内用麻袋、苇席、草帘等进行覆盖，并及时洒水保持湿润养护[4]。

7.1.3 设置专人专岗进行混凝土养护

同时做好交底培训，24h 轮班值守，养护初期不允许重型机械进入。专人负责应当建立现场混凝土养护责任表，轮班进行。

7.2 控制混凝土浇筑时间

2 次混凝土浇筑时间不超过1.5h；2 罐混凝土下料时间间隔不超过30min，交接处用振捣棒不间断地搅动。入场混凝土需要对配合比进行确认，不符合要求的混凝土不应用于底板浇筑；当间隔时间在30min 上下波动时，后浇筑混凝土之前，需要先对前段已浇混凝土进行凿毛处理。

振捣棒要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振；采用二次振捣、二次抹面技术进行振捣，防止出现浇筑后的横向裂缝，浇筑的混凝土要做好坍落度检测。

8 效果检查

8.1 目标实现情况

对策实施后，小组成员对已施工的导流洞底板D27、D28 共计360 个单元的裂缝发生率进行了效果检查，检查结果见表6，活动目标实现情况如图3 所示。

图3 QC 活动目标实现情况前后对比图

表6 导流洞底板裂缝发生率效果检查表

由表6 及图3 可知，通过开展QC 活动并采取相应对策措施后，导流洞底板裂缝发生率由活动前的13.3%降低至1.94%，达到并超越了目标值。

8.2 与对策实施前现状对比

在小组成员检查效果中，对有裂缝的7 个单元进行进一步分析，裂缝类型频数统计结果见表7，对策实施前后症结对比如图4 所示。

图4 对策实施前后症结对比排列图

表7 底板裂缝类型统计表

由表7 及图4 可知，对策实施后“横向裂缝”仅占9.6%，已经不是主要症结，说明导流洞底板裂缝发生率的问题已经得到了解决。

8.3 经济效益

在QC 活动开展过程中，通过设置质量控制单元，每m2范围的导流洞底板混凝土的裂缝发生率降低至1.94%，不仅实现了活动目标，还节省了工程返修费用，取得了良好的经济效益。根据测算，每m2底板混凝土节省费用为220 元，导流洞单仓浇筑面积为180 m2，该次活动共计完成15 仓浇筑，共计节约成本为220×180×15=59.4 万元。

9 结语

小组严格按照PDCA 程序[5]开展QC 活动，在发现问题、分析问题和解决问题过程中均以客观事实为依据，以实测数据为根本基础，统计工具运用合理妥当。为了巩固和提高所取得的成绩，小组成员根据这次QC 活动过程及成果，整理形成了《大断面导流洞底板裂缝控制施工作业指导书》，纳入公司质量手册，作为后续导流洞底板施工的技术标准。同时还形成了《超大断面导流洞高标号底板混凝土防裂缝施工工法》，并已通过安能一局企业级工法审批，用于指导项目具体施工。