浅析苫背水库大坝碾压混凝土施工工艺

摘 要：苫背水库碾压混凝土施工借鉴了国内外先进的混凝土施工经验，并在相关专家的指导、建议下，根据苫背水库自身的地理、水文等条件，因地制宜，采取了一系列有效的措施，从浇筑混凝土性能来看，这些措施取得了非常良好的效果。在此基础上，笔者对苫背水库碾压混凝土大坝施工工艺进行了总结、提炼，以期对同类工程碾压混凝土施工质量的提高做出贡献。

关 键 词：水利工程；碾压混凝土；施工工艺；苫背水库大坝；

0 前 言

随着我国社会经济的不断增长与工程技术的日趋完善，水利设施的修建量逐年增加，在我国的社会生产建设中起着越来越重要的作用[1]。其中，碾压混凝土坝是一种常见形式，该类坝型在施工过程的工艺是重点与难点[2]，本文将结合湖北省苫背水库碾压混凝土大坝，对其施工工艺进行分析、探讨。

1 工程概况

苫背水库位于湖北省北票市上园镇境内的汉江干流，上距北票市约46.2km，下距义县45.8km，水库拦河坝为碾压混凝土重力坝，防洪标准为五十年一遇，最大坝高达50.3m，水库为多年调节水库，控制流域面积达17649平方千米，投资总额约22.08亿元，是湖北省“九五”期间水利水能资源开发建设的重点工程项目，其主要功能是防洪、灌溉、城市供水，并兼顾发电、养鱼等综合利用。苫背水库大坝的坝型经过综合比选和采用了碾压混凝土弧形重力坝，整个大坝坝轴线长为242.8m，主要建筑物包括左岸溢流坝部分（75.8m）、右岸溢流坝部分（84.6m）以及河床处溢流坝部分（82.4m）。整个大坝最大坝高达74.8m，大坝碾压混凝土工程约62.5万m3，其中，常态混凝土约9.2万m3。

2 大坝碾压混凝土施工配合比

2.1 主要原材料供应

大坝主要原材料包括水泥、粉煤灰、骨料、外加剂等。其中，水泥供应考虑就地取材，选择湖北北票市当地唯一的一家水泥厂供应，经抽检其强度可达到GB175-2007规范中的P.I 42.5等级。粉煤灰供应主要由山西运城产的Ⅰ级粉煤灰以及湖北丹东产的Ⅱ级粉煤灰，粗骨料主要以砂岩为主，细骨料主要选择湖北本地生产的河砂。考虑到水泥的性能以及混凝土质量要求，外加剂主要使用混凝剂、引气剂以及减水剂，各添加剂的型号依次选择TG-2、TG-1A、TG-5E，添加剂的使用量见表1。

2.2大坝碾压混凝土施工配合比

大坝碾压混凝土施工配合比的确定经场地内试验初步拟定，并经现场混凝土碾压试验校核后，最终选定，将选定后的大坝碾压混凝土施工配合比列于表1。

表1 苫背水库碾压混凝土大坝施工工艺

混凝土标号 水灰比 外加剂/% 粉煤灰掺量/% 混合砂量/% 混凝土配合比（kg/m3） VC/s

TG-2 TG-1A TG-5E 水泥 水 粗骨料 细骨料 粉煤灰

C18015F50 0.6 0.55 1.46 0.152 65 29.8 46 85 1428 765 82 5.2～6.4

C18020F50 0.55 0.55 1.76 0.166 62 31.6 58 86 1420 780 85 5.5～6.8

C18030F50 0.5 0.6 1.95 0.185 55 34.5 76 102 1368 800 90 6.0～7.2

3 碾压混凝土施工工艺

3.1 混凝土模板工程

考虑到减少模板间的缝隙面，保证模板整体结构的稳定性，并尽量减小渗透，大坝上游（背水面）直立面模板采用的是3m×3.5m（宽×高）的大模板，每套模板采用三块模板连续翻转方式，模板之间交替上升，大坝下游（背水面）台阶面处采用正方形（2.5m×2.5m）的双层翻升模板，并在模板顶面边缘区域设置修饰角钢护面，以保证翻升模板具有足够的刚度。

3.2 混凝土入仓浇筑

（1）自卸汽车入仓

考虑到混凝土入仓的操作性，在本项目中，高程在120m以下的混凝土浇筑（约16.8万m3）全部采用自卸汽车入仓的方式，其中，载重汽车以东风日产20吨级皮卡车为主，在入仓前，为保持浇筑面清洁，避免杂质干扰，必须对汽车轮胎与车面进行冲压水枪清洗，清洗后，要设置100m的脱水路段，并设置路表排水沟，以避免污水进入浇筑仓内。

（2）负压溜槽入仓

对于高程在120m以上的区域，受场地条件限制，无法使用自卸汽车运输入仓，因此要使用负压溜槽入仓的方式，在大坝坝肩左侧区域设置三条负压溜槽，每条溜槽断面（1.5m×1m）面积为1.5m2，输送能力最高可达260m3/h，为保证仓内安全以及仓内混凝土温度，仓内落料最大垂直高度为30m，并在出料口采取抗分离装置，以保证浇筑混凝土的整体性。

3.3 混凝土平仓碾压

混凝土平仓设备主要采用D31P湿地推土机，仓面碾压以振动碾压为主，设备选用美国BW-7S振动碾，碾压效果测量主要检测密实度、孔隙率、VC值，对应检测的仪器分别选用DN-40中子仪、TS-600VC值测量仪。

为保证压实度，混凝土碾压采用斜层平推碾压，以上游为斜面高点，从上游向下游倾斜，坡度控制在1：10左右，根據现场试验结果，混凝土集料松铺厚度一般在35～42cm之间，碾压压实后控制在30cm±0.2cm，碾压过程依次为无振碾压、振动碾压、无振碾压，碾压次数依次为2次、8次、3次。在高温天气下作业时，碾压过程中要根据气温与蒸发量适当进行补水处理。

每层混凝土碾压结束后，应取适当的检测点对碾压质量进行检测，通常，碾压检测点间距横向（大坝轴向）取30m、竖向间距取20m。将检测结果与目标值进行对比，对达不到目标值的区域进行补碾，此外，若某层混凝土密实度合格率低于95%，应对该层混凝土进行重碾处理。

3.4 混凝土层间结合处理

在混凝土浇筑前进行碾压混凝土现场工艺试验及剪切试验，根据试验结果，确定混凝土层间结合处理措施：

（1）混凝土拌合后至碾压完毕之间的间隔控制在2h以内；

（2）混凝土层间间隔时间最大不得超过8h，混凝土层间间隔时间如果能控制在6h以内，则下层混凝土可直接上升铺筑，若混凝土层间间隔时间控制在6h-8h，在下一层混凝土铺筑前，必须先喷洒一层2mm厚的水泥粉煤灰净浆，以增强混凝土层间的分子结合力，保证浇筑混凝土的整体性；

（3）如果因为气候、工序等不可调节因素，混凝土层间间隔时间超过8h，则混凝土层间结合按照施工缝处理。

4 结论

根据该工程62.5万m3施工后的性能检测以及投入使用多年后的结构功能来看，其各项性能指标都能很好的满足设计要求，可见本文所述的工艺设计合理得当，起到了良好的效果。本文研究结论，可为水利工程中碾压混凝土大坝施工工艺设计、实施提供良好的参考与借鉴，具有十分重要的意义。

参考文献

[1] Anderson， T.L.， P.J. Hill. The evolution of property rights： A study of the American west. Journal of Law and Economics， 2005（18）： 163-79

[2] 顾志刚.碾压混凝土坝施工技术[M].北京：中国电力出版社，2007.

作者简介：覃荣（1987-），男，广西玉林人，大学本科，主要从事港口航道的设计研究工作和航道整治的施工工作