碾压混凝土坝技术的应用

2011-04-10李凌翔河南省水利第二工程局

河南水利与南水北调 2011年10期

□李凌翔(河南省水利第二工程局)

一、碾压混凝土技术

碾压混凝土技术是采用类似土石方填筑施工工艺,是基于土石坝施工方法的一种干硬性混凝土坝，将干硬性混凝土用振动碾压实的一种新的混凝土施工技术，突破了传统的混凝土大坝柱状法浇筑对大坝浇筑速度的限制,具有施工程序简化、机械化程度高、温控简单、缩短工期、节省投资等优点。

二、碾压混凝土的施工特点

（一）碾压混凝土施工的主要特点如下

1.采用VC值为5～12s的干贫混凝土。

2.大量掺加粉煤灰，减少水泥用量。

3.采用通仓薄层浇筑。

4.碾压混凝土的温控措施和表面防裂。施工程序总结为：下层铺（砂）浆→汽车（运输）入仓→（平仓机）平仓→（振动机）压实→切缝处拉线→机械对位→切缝至设计深度→拔出刀片、留铁皮在混凝土中→缝处无振碾压。

（二）原材料控制要点

在满足混凝土设计强度情况下，尽量选用水化热低的水泥，掺入适量粉煤灰，减少水泥熟料用量，各种原材料均由有资质的商家供应，并按照规范要求将原材料送试验室进行检测，不合格产品禁用。

（三）碾压混凝土配合比设计

碾压混凝土的配合比应满足工程设计的各项技术指标，掺合料的参量应综合考虑水泥、掺合料和砂子品质等因素。并通过试验确定，宜取30%～65%。水胶比应根据设计提出的混凝土强度和耐久性要求确定水胶比，其值宜＜0.7。砂率应通过试验选取最佳砂率值。使用天然砂石料时，三级配碾压混凝土砂率宜为28%～32%，二级配宜为32%～37%，使用人工砂石料时，砂率应增加3%～6%。单位用水量可根据施工要求的工作度（VC值），骨料的种类及最大粒径，砂率等选定三级配碾压混凝土，单位用水量宜为80～115kg/m3。

(四)填筑仓面清理：

1.岩石基岩面。表面清洗干净，无积水，无污染，无风化岩石，无爆破松动岩石，无污泥，无积水，无杂物。地质缺陷（断层、破碎带、裂隙密集带）必须按规范要求处理，大的断层、破碎带等开挖清理后用混凝土塞回填，小的裂隙、孔洞清理后用微膨混凝土回填。

2.碾压混凝土升程面：表面必须冲毛处理（可在上一升程结束后及时冲毛），以微露粗砂为标准，填筑前，表面冲洗干净，无杂物，无乳皮，无松动集料，无松动骨料。

3.碾压混凝土碾压层面：表面平整干净，无杂物。

（五）振动碾代替振动器对混凝土进行压实振动，振动碾在仓面上行走碾压密实，水平运输采用自卸汽车，平仓采用推土机或挖掘机，实现施工机械化，充分提高混凝土的施工强度。坝体上游面、廊道周围、止水周围以及岸坡岩基接触带等部位采用变态混凝土施工技术。变态混凝土是在碾压混凝土拌和物中铺洒一定量的水泥粉煤灰净浆，用变频振捣器振捣密实的混凝土。变态混凝土的使用，进一步简化了施工，加快了进度。

三、碾压混凝土运输质量控制要点

碾压混凝土运输的特点是要有连续性，要求速度快，所以常采用自卸汽车和胶带机，也可用负压溜管转运混凝土入仓。混凝土碾压熟料运输主要使用自卸汽车直接入仓；变态混凝土灰浆采用制浆机制浆，人工在现场按配合比量分层注入灰浆的方法。自卸汽车运输混凝土熟料前一定要清洗干净，在主坝入仓前设置专用洗车平台，使用高压水枪冲洗车轮。为更好保证混凝土拌和物的和易性，拌和物进行二次出料，运输汽车分别用前、后两半部分接料，卸料时也分多次卸料。

四、碾压混凝土温度质量控制要点

（一）雨季施工措施

当降雨量每6min＜0.3mm时，碾压混凝土可继续施工，但必须采取如下措施：

1.拌和楼生产混凝土拌和物的VC值应适当增大，一般可采用上限值，如持续时间较长，应把水灰比缩小0.03左右，由试验室值班负责人根据仓内情况和质检、仓面总指挥商定，由仓内及质控人员及时通知拌和楼质控人员。

2.卸料后，应立即平仓和碾压，未碾压的拌和料暴露在雨中的受雨时间不宜超过10min。

3.在垫层混凝土靠两岸边做好排水沟，使两岸边坡集水沿排水沟流至仓外，同时做好仓面排水，以免积水浸入碾压混凝土中。

4.当6min内降雨量达到或超过0.3mm时暂停施工，暂停通知令由仓面总指挥发布并立即通知拌和楼，同时报告施工管理部。

5.在1h内降雨量超过3mm时，不得进行铺筑和碾压施工。已碾压的仓面应采取防雨保护措施。

（二）夏季施工措施

1.由于碾压混凝土的超干硬性和大面积连续施工特点，碾压施工宜在日平均气温5～20℃下施工，当日平均气温达20～25℃甚至高于25℃时，碾压混凝土应采取适当温控措施方可施工。根据气温情况和条件，可采用高效缓凝剂延长初凝时间、冷水拌和、预冷骨料、严格控制出机口混凝土温度、减少碾压混凝土内外温差、加遮阳设施、仓面喷雾、加快施工缩短层间间隔时间等措施，强约束区的温度控制必须从严要求。

2.从降低混凝土出机口温度、减少运输途中和仓面的温度回升两方面来控制浇筑温度。采取加冷水或加冰等措施以降低拌和楼出机口温度；对混凝土运输设备设置遮阳设施，控制混凝土运输时间和仓面铺筑层的覆盖时间，采用仓面喷雾等措施来减少混凝土温度回升。

3.采用平层铺筑碾压好的条带用彩条布覆盖；采用斜层平推铺筑，可减小仓面面积，缩短直接铺筑允许间隔时间；斜层平推铺筑碾压好的条带坡脚处用湿麻袋覆盖，增湿降温，避免表层失水。

4.VC值适当减小，按下限控制。混凝土入仓温度及有关温控要求按设计要求。

5.混凝土出机口温度、入仓温度及浇筑温度，严格按经监理工程师批准的《碾压混凝土温控措施》执行。

（三）冬季施工措施

当日平均气温低于3℃或最低气温低于-3℃时，碾压混凝土施工可采取在拌和物中添加抗冻剂、预热骨料、热水拌和、覆盖保温等措施进行施工，施工过程中必须保证混凝土不冻结，否则应停工并做好已浇混凝土的过冬保温。

五、碾压混凝土的层面处理

碾压混凝土采用的碾压层厚多为30cm。对于高坝，特别是高100m以上的坝，多数达数百层面，如果处理不好，将会成为坝体的薄弱环节，轻者成为渗漏通道，影响碾压混凝土耐久性，严重时甚至会影响大坝的安全运行。因此，层面结合良好，提高层面抗剪强度已成为高碾压混凝土重力坝的关键。碾压混凝土坝一般有2种层面：一种是正常的间歇面，层面处理采用刷毛或冲毛清除乳皮，露出无浆膜的骨料，再铺厚1～1.5cm砂浆或灰浆，可继续铺料碾压；另一种是连续碾压的临时施工层面，一般不进行处理，但在全断面碾压混凝土坝上游面防渗区，必须铺砂浆或水泥浆，以防止层面漏水。