1、1大型工程现代规模化供应混凝土的再认识1. 面临的课题及解决方案黄壁庄水库副坝是该水库现有建筑物存在问题最多、险象环生的一座建筑物。为了确保下游城市及国民经济设施的安全，经国务院农经1998500 号文批准立项采用坝顶组合垂直防渗进行加固处理。合计混凝土防渗墙面积 31 万，防渗墙深度大部分在 60m 以内，最大深度67m。研究认为，该项工程的难点在于防渗墙的钻孔成槽和灌注的混凝土生产与供应，这两个方面的工程质量决定了整个防渗墙工程的质量。本文仅就防渗墙混凝土的生产与供应若干问题进行论述和黄壁庄水库工程有关内容作一介绍。1.1 大型工程混凝土的生产模式问题笔者认为，大型工程的混凝土生产模式至少
2、有传统作坊式的生产模式和现代化生产模式之分。它们的特点可概述如下：传统作坊生产模式特点，以手工操作为主进行混凝土生产，人、机分散，规模小，技术含量和生产水平低下，原材料和拌合物监测手段不完善，因而其生产具有一定的盲目性、无序性和随意性。那种人工拌合混凝土及虽然有搅拌机，但靠人工加料加水，检测手段不完善的生产混凝土模式当属于这一类。现代化生产模式特点，是掌握相应技术的人、机、信息和科学试验有机联动的现代生产发展模式。原材料称量、运输、加料、搅拌机运转和出料全部由计算机控制，有原材料称量误差控制、有完善的设备检测率定制度和队伍。如黄壁庄水库副坝 1#、2 #混凝土拌和站当属此类。两种生产模式得到的
3、产品质量差异十分明显，早已为工程界熟知。黄壁庄水库副坝防渗墙的混凝土工程量大，工程位置极为重要，只有用现代化生产模式才能确保整个工程质量。建设黄壁庄水库副坝防渗墙混凝土生产和供应基地 1#站和 2#站是必然的选择。1.2 运距远、混凝土流变损失大的问题黄壁庄水库副坝渗漏严重的坝段计长 6左右，在渗漏特别严重段 0+8405+700 采用坝顶组合垂直防渗加固。在如此长的坝轴线上进行施工，混凝土的运距均在 5003000m 。混凝2土的流变特性主要决定于其物质构成。试验表明，外界气温条件和时间的延续性对其亦有影响，一般温度越高、耽搁时间越长混凝土的流变性明显损失。夏季浇筑及接近 3000m 的运距
4、所提出的问题正好印证了前述试验结论。需由今后进一做试验获得解决。1.3 混凝土供应突发性强问题因为黄壁庄水库防渗墙规模大、施工面广、施工队伍多达 5 个，200 台套钻机和抓斗同时运作施工。尽管工程地质复杂，各个槽孔完成时间会有长有短，但同时出槽率还是很高，同时出槽率高将提出供应量大和突发性的混凝土需求。解决此问题的方案，第一要根据实际可能，将混凝土生产能力提高到 200m3/h，第二要靠监理工程师的参与调控。1.4 具有“肚子大、喉咙小”特点众所周知的深基防渗墙的浇筑特点就是浇筑量大，而仓面仅有 3.27.0，俗称“肚子大、喉咙小” 。它给混凝土生产与供应以及其施工特性的影响是明显的。工程量
5、很大，你想加快进度，又难以实现，是一对很难解决的矛盾。人们在黄壁庄水库经历了 749 个防渗墙槽孔浇筑，至今也没有找到更好的解决办法。1.5 涉及众多子系统运转设备的完好保障问题为保证黄壁庄水库副坝防渗墙混凝土的化生产与供应，涉及到 15 个子系统运转和具有相关技术状况人员组成的大系统完好保障，它包括各子系统的设备完好可靠、人员技术状态到位、材料物资供应到位和相应管理制度到位并按规程安全运转。这是实现化生产与供应和确保副坝防渗墙工程质量的系统工程问题，必须特别重视。对于上述五个方面问题必须有正确的认识。2. 建立人、机、信息和科学试验有机联动的防渗墙混凝土生产与供应系统2.1 建立以人为本的广
6、义人的运行体系为完成黄壁庄水库副坝防渗墙工程而建立的混凝土生产与供应系统，主管领导对参与此项工程的“人”极为重视。挑选责任心强、有实践经验、具有较高职称的专业技术人员负责系统3的规划设计、施工和运行，对各个岗位也配备有相应技术能力的干部。在工程局内部，指定一名副总工程师带领工程处、质检处和物资处的干部参与系统的运行，发现问题及时处理。根据混凝土生产与供应系统是一个多专业生产系统，工程局调集安装工程处负责系统机电设备安装和运行、调集第八工程处负责系统的供水与供气系统安装与运行、调集机械工程处负责砂、石料的运输和供应、调集第三工程处负责系统的土建及混凝土生产与供应的质量检测和全程控制。与此同时，工
7、程局制定了关于副坝 1#、2 #混凝土拌和站系统混凝土生产管理的暂行规定、 混凝土拌和站管理制度和运行规则 、 混凝土拌和站岗位责任制和奖惩办法等，并建立了黄壁庄水库副坝防渗墙混凝土拌和生产与供应系统质量保障体系。从实施过程可见，黄壁庄水库副坝防渗墙混凝土生产与供应系统针对确保工程质量的总目标，首先解决人员调入、人员素质、人的岗位职责和制定管理人的制度办法。上述举措是向化生产迈出的第一步。2.2 建立相对完善的自动化混凝土生产系统，实行广义“机”的完好运行保障本文专称的广义机实际就是混凝土生产系统中的机电设备及相关配套设施的总称。建立这样一个混凝土生产系统，使原材料存储取料、称量和传输投料、混
8、凝土拌和、供水、供电、供风等各个子系统能实现联动和连续运行，并具有联动可控性、运行检测和率定成果反馈程序（制度）化、检测（或率定）成果与国家有关标准挂钩等功能，是实现化生产与供应大型工程混凝土的必备手段。随着黄壁庄水库副坝防渗墙工程的展开，一个符合国家标准高强度大容量并具有突发性的混凝土需求必然到来，为此大系统的机拟选择结构比较完善的河北省水利工程局自行研制，曾获河北省科技进步三等奖的 21.5m3 强制式混凝土拌合系统，按连续生产要求重新设计了储料、取料系统。在此基础上又增加了原材料称量及系统的输入输出计算机管理。此时混凝土生产与供应系统经过试生产验证，已经达到了原计划的设定目标使混凝土生产
9、从原材料自动称量、搅拌自动控制、成品装卸的各个环节实行机械化，尽量减少人为因素的影响。实践证明，上述机的配置相对完善是重要的。然而，再好的设备，如果缺乏保养维修措施4和检测率定制度，用不了多长时间，机械运行就会变样，甚至会导致无法运行而停产。为了防止此类现象发生，建设单位在副坝 1#、2 #混凝土拌和站分别建设了维修车间，建立了一套拌和站管理运行制度，使检修设备制度化。机械检测除每次开盘投产前实行自检报现场总工审定制度外，并每半年邀请河北省石家庄市技术监督局到现场检测，特别是各种原材料的称量显示系统的率定均需达标才能发放合格证，设备才能重新投入生产。由于配套相对比较完善，各个子系统的工艺界面函
10、接，使整个系统连续运行成为可能。称量系统的计算机管理和投料误差显示，混凝土生产在这条生产线上按国家标准，按给定配合比安全运行了副坝防渗墙整个施工期 4 年。工程质量符合规范和设计要求。2.3 建立科学试验和检测机制水泥混凝土是一定组分的胶凝材料与砂、碎石骨料通过水化作用实现的随机集料体，结构复杂，它的抗压、抗拉、弹性模量、流变性和固态体时的裂缝分布等物理力学特性无不与其构成有关，若干特性还与塑性状态时所处环境密不可分。我们的实践表明，当得到一种混凝土配合比，在对其试验条件没有了解清楚之前切不可用到混凝土生产中去。因为室内环境与现场环境不尽相同，材料样本大小不同，生产出来的混凝土会出现特性上的差
11、异，特别是大工程更得慎而又慎。黄壁庄水库副坝防渗墙工程施工，1999 年 3 月中旬接到主管部门下达的副坝防渗墙混凝土配合比，没有立即按其生产混凝土，而是组织力量首先考察料场并取样检测，确定原材料料场后又进一步全面做原材料的物理力学和化学成分分析，接着在现场拌和系统中正式试验。现场试验发现主管部门下达的混凝土配合比存在若干缺陷，例如一般力学特性现场试验与原配合比没有大的差异尚能满足要求，而混凝土拌和物在施工特性方面，现场试验发现按原配合比生产的混凝土的坍落度和扩散度损失相当大，不能满足施工要求。应当讲，这个试验结果是正常的。为了使这个配合比能够适应施工生产，生产单位联合配合比原试验单位在现场进
12、行调整各种原材料组分的集料试验。经过反复试验，终于找到了 既满足物理力学特性要求，又满足现场施工特性的防渗墙浇注的混凝土配合比。用这个调整后的配合比生产出来的混凝土的流变性比较稳定和易性也好。完全满足现场防渗墙浇筑要求，使长途运输出现骨料分离、坍落度和5扩散度损失大的问题获得解决。这个配合比经主管单位批准后正式投入生产。通过现场试验，还获得了试验室无法获得的黄壁庄水库地区自然界气温、湿度、日照对原材料和混凝土特性指标的影响参数。这类现场试验在黄壁庄水库副坝防渗墙工程中共进行了两次，即 131 配合比和Y110 配合比现场试验。每次试验后都对原配合比进行材料含量调整。现场试验与原始试验相结合，现
13、场试验进一步完善原始试验提出的配合比，是黄壁庄水库副坝防渗墙混凝土生产与供应的慎密预警措施的一部分，它有力地支持了整个工程施工的顺利进行。2.4 建立开放型工程质量检测制度黄壁庄水库副坝防渗墙混凝土的生产与供应承建单位一开始就公开向用户承诺“按国家标准生产混凝土” “按协议要求和经监理工程师确认的工程质量和时间供应混凝土” ，将工程质量和服务质量定格在建设目标上。考虑到黄壁庄水库副坝防渗墙工程规模大，地位重要，确保工程质量的任务重。同时由于工程规模大，施工队伍多，同时出槽率大，易出现争先恐后浇筑现象，再者“眼看”质量误差很大，易造成纷争等因素。早在 1998 年副坝防渗墙混凝土生产与供应系统筹
14、建时，承建单位就一手抓系统的建设，抽调有关专业技术队伍到位就职，尽快形成生产与供应能力；一手抓质量控制检测队伍组建和培训。决定实施一切质量以检测数据为判定标准的原则。明确现场检测由质控组负责，经理部中心实验室对每个防渗墙槽孔混凝土作试验，加上监理部派驻混凝土拌和站的现场监理和防渗墙槽口施工现场监理联合控制，做到不合格的混凝土不出站，不合格的混凝土不浇筑到防渗墙里去。业主还委托河北省水利科学研究院定期或不定期对混凝土原材料及拌和站生产的混凝土拌和物进行抽测。就这样，黄壁庄水库副坝防渗墙的混凝土生产与供应已经全程置于上述三层检测机构和二层监理工程师的联合监控中。实践证明，施工中实施的前后检测，坝上
15、坝下同时监理，内部和外部机构同时抽测，对确保混凝土生产与供应的科学性和公正性起到了积极作用。它标志着一个开放型的工程质量检测制度已经建立起来，对今后工程建设具有现实意义。3. 黄壁庄水库副坝防渗墙浇筑槽口成型试件质量统计分析 黄壁庄水库副坝防渗墙工程的混凝土生产与供应，在实施过程中面临许多新课题和困扰，6然而在主管部门的大力支持下，承建单位选择了现代规模化生产模式，走人、机、信息和科学试验联动生产发展道路，获得了满意的工程质量管理效果。4. 结语黄壁庄水库副坝防渗墙工程规模空前，地理位置极为重要。混凝土生产与供应质量直接影响该项工程质量。有关方面为解决面临的新课题，选择了现代规模、化生产模式，走人、机、信息和科学试验相结合联动的生产发展道路，从而获得满意的工程质量管理效果，其经验对大型工程建设或能有积极意义。
