水利水电碾压坝施工工艺分析

2012-08-15陈本厚

黑龙江水利科技 2012年7期

关键词：仓面坝体水利水电

陈本厚

(贵阳市鱼剑河水库管理处，贵阳 550011)

随着我国西部大开发战略的深入推进，水利水电工程数量也逐年增加，不但为西部开发提供了良好的水电资源，也使这些地区的经济得到了快速发展。碾压坝施工技术也广泛应用于其中，而这种技术的低成本、短工期的特点也使其具备相当广阔的应用前景。

1 碾压坝施工工艺概述

将大型机械施工技术应用于混凝土坝铺筑上，并利用混凝土断面的紧凑性与整体性特点，从而使大面积碾压施工得以实现的技术，即碾压坝技术。碾压坝技术的最大优点是:

1)合理降低了项目成本。一般来说碾压坝技术应用的对象体积较小，因此能够将使用的原材料成本降低，而且这种技术将基础挖掘的范围减小，从而使泄洪长度与施工导流缩短，导流量的减少同样降低了导流的成本。

2)合理缩短了工程项目的工期。使用碾压施工技术的坝体相对来说，其整体结构较为简单，其使用的混凝土也与常规混凝土基本上是相同的，因此纵缝可以不设置，同时能够利用土石坝的机械设备实现施工，从这个角度上来说，不仅对成本有了合理的控制，而且也大大提高了施工速度。

碾压坝施工工艺具体流程中包括了六方面的内容，分别是模板、灌浆、混凝土的使用、成缝、连续上升碾压以及摊铺碾压。

1)模板施工。模板在其中所起到的作用是保证碾压混凝土能够连续上升，是整个施工流程中的关键部分，它对碾压坝的整体质量起着决定性的影响与作用。相较于常规的连续上升式的台阶模板与全悬臂式钢模板，专为水利水电坝体而设计的收缝式的双向可调连续翻升式的模板更具适用性，它不但有着传统模板的优点，而且还能够对坝体坡度、形状在复杂环境下的问题进行很好地解决。

2)灌浆施工。这里指的灌浆是重复灌浆工艺，拱坝整体在施工刚结束时，其凝结温度尚未稳定下来，如果这时对其施加外力，就会拉开灌浆缝面，这时就必须利用重复灌浆工艺对其进行处理修补。

3)混凝土。混凝土的质量是水利水电工程的基础，目前在我国水利水电坝体工程中，所使用的混凝土都是经过严格设计的水灰比并加入一定的添加剂而成的，其具备可振性，从而能够在振捣过程中保证其密实度。这种特殊的混凝土同时还能利用在坝面与岩面的垫层，使坝体工程质量得到进一步保障。

4)成缝施工。在水利水电碾压坝的施工中，使用的成缝方式一般预埋分缝板、切缝机成缝、诱导缝成缝法。但是这些方法都不同程度地存在着缺陷，因此目前有新的成缝方法被成功应用，即结合诱导成缝方法并设置重力混凝土预制件的方法来实现成缝。这种方法不仅简便，而且质量能够得到保证，可使工期有效缩短。

5)连续上升碾压施工。利用连续上升碾压能够将浇筑层高度得到提升，同时使坝体坚实性能得到保证。需要注意的是连续上升碾压施工应在混凝土入仓、温控、模板以及整体施工工艺得到保证的基础上才能实施。

6)摊铺碾压施工。一般利用专业的推土机或平仓机设备实现此阶段的施工，而选择的方法则是串链摊铺法，结合叠压式卸料，从而减少或防止混凝土骨料分离的现象出现。如果出现骨料分离问题，则可通过人工对其进行处理。

2 水利水电碾压坝施工工艺的实际应用

2.1 概况

位于贵阳市息烽河上游的某水库，其组成包括水库周边山岭、溢洪道与大坝，水库总库容与有效库容量分别为1 040万m3与896万m3。主坝为碾压式混凝土双曲拱坝，根据施工条件以及环境条件的限制，主坝体的施工方法根据其部位的不同而不同，即坝体中上部狭长仓面施工利用斜层碾压方法、其他仓面施工则是自卸车进行直接入仓的方法、台阶面施工为一次成型方法、预制廊道则是先浇块方法。

2.2 具体施工流程与施工要点

本文主要介绍坝体混凝土斜面碾压的方法与关键点。

2.2.1 施工方法

在高程1 025 m以上的水库主坝部分升层仓面面积＞1 000 m2，这就意味着将有＞400 m3的每层混凝土使用量，而仓面呈狭长状，左右两侧岸的长度均＞60 m。常规的完成每层中间混凝土碾压后的常态施工或是分段对混凝土碾压与常态施工分别进行的方式，都会使每一层接头部位的长度＞120 m，就不能以预期的施工速度进行，同样不能对及时覆盖中部碾压混凝土与上下游混凝土间的接头进行保证。另外还要综合考虑碾压混凝土的凝结时间因素，以本工程前期试验的结果显示，其初凝时间在8 h左右。针对工程仓面狭长且面积大的特点，选择的施工方式为斜层碾压，此方式为典型仓面斜层碾压。其每个斜层的坡脚平铺段的宽度范围则在4.5～6 m内，而斜层坡度范围在1∶10至1∶15内，碾压层的最大面积≤800 m2，混凝土的最大用量也≤280 m3，这样就保证了最大层间隔时间能够维持在约5 h。这种施工方法不仅能够保证合理的层间间隔时间，而且能够将持续生产的可靠性提高，最终使层间结合质量得到确保。

主坝左右岸的下游两侧则分别布置了入仓道路，每隔10～15 m便布置一条，同时是与坝体升高而相应加高的。轮胎冲洗平台则设于离仓口30 m的位置。将20 cm厚的洁净碎石均匀铺垫于该平台到入仓口段，从而对路面整洁有所保证。入仓口的混凝土封仓的浇筑则在每两个碾压层便进行一次，同时利用混凝土预制块实现封仓操作。除此之外，在每层中部将冷却水管埋设其中，以控制高温时的混凝土温度。每个升层为3 m的混凝土厚度，浇筑方法为斜层碾压方式，自下而上均为30 cm的压实层厚，35 cm的摊铺厚度。

2.2.2 施工关键点

1)尽可能使冷却水管的埋设保持整根，以仓面大小确定划分单元，并控制在各个单元内的冷却水管长度范围为200～300 m内，少设或不设接头。利用人工挖槽的方式埋设水管，将水管埋入12～15 cm深的槽内并利用U形插筋进行固定操作，随后回填不含大骨料的混凝土且将其碾压，每个单元的水管埋设完成后，必须及时通水试验，保证其质量完好。

2)下游向上游施工是混凝土分条带的施工方向，先对碾压混凝土施工，再对常态混凝土进行施工，不能有较大高差出现于上下游分缝的泡沫板混凝土上，以防止泡沫板出现移位挤动现象，而位于下游台阶位置的常态混凝土则应根据工程实际情况调整其厚度。

3)在施工平铺段之前，必须在新铺混凝土上分散大骨料于上一段的坡脚接头，同时将接头利用砂浆作裹头。

4)最后的冷升层与第一层必须对碾压混凝土实行先进仓操作，而其他部位的混凝土砂浆则采取同时进仓操作

5)在碾压施工之前，要进行合理有效的测量放样工作，画出相应的平斜层分层线后，严格按画出的线进行碾压。