碾压混凝土重力坝施工技术和施工质量的管控

吴庆筑

(黔南州黔源工程项目管理有限公司，贵州 都日 558000)

1 工程概况

高粱坝水库位于贵定县昌明镇都六社区摆耳村，坝址位于都六社区河边寨寨子上游侧河湾地段，坝址距都六社区4 km，距昌明镇10 km，距县城18 km，水库正常蓄水位1121 m，死水位1092 m，水库总库容440万m3，正常水位以下库容352.0万m3，死库容19.6万m3，即水库兴利库容为332.4万m3，供水量为580.3万m3。水库规模为小(1)型，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物按4级建筑物设计，洪水标准为30 a一遇设计(P=2%)，200 a一遇校核(P=0.5%)。

2 施工技术

2.1 混凝土配合比设计

碾压混凝土配合比设计是决定碾压式混凝土重力坝成型质量的关键因素，同时也是影响大坝耐久性的关键因素，在该工程项目当中，混凝土配合比设计重点从原材料以及配合比两个方面入手，加强了对碾压混凝土配合比的设计。

碾压混凝土的主要原材料包含：水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、外加剂等。在进行碾压混凝土搅拌之前根据相关规定对原材料进行了严格的限定。碾压混凝土中水泥采用普通硅酸盐水泥，设计强度等级为42.5 MPa,同时根据《通用硅酸盐水泥》(GB 175—2007)中相关规定加强材料进场检测[1]。掺合料采用Ⅱ级粉煤灰，粗骨料选择周边石料厂生产的卵石、砾石等，同时粗骨料的质量还需要复合《水工混凝土砂石骨料试验规程》(DL/T 5151—2001)中的相关规定。细骨料采用砂子，同时砂子粒径需要控制在0.5～5 mm以内,质地应坚硬，级配也需要相对良好。外加剂的添加应该符合初凝时间要求以及碾压混凝土对减水率的基本要求，在该工程项目当中碾压混凝土的初凝时间需要控制在7～9 h，减水率则需要控制在18%～22%。根据碾压混凝土标号的不同，在该重力坝施工过程中采用不同的混凝土配合比设计，具体配合比如表1所示。

2.2 分层浇筑

由于大部分碾压混凝土重力坝的高度都相对较高，必须要进行分层浇筑。在进行碾压式重力坝施工过程中，如何划分施工分层不仅是影响施工质量的关键因素，同时也是影响施工进度的重要原因。

在分层施工中进行上层施工之前必须要在已经成型的混凝土表面敷设一层强度等级高于已成型混凝土一个等级的砂浆，同时砂浆的坍落度需要控制在10 cm左右，厚度控制在15 mm左右，在完成砂浆铺设之后应立即进行砂浆上层混凝土浇筑，避免混凝土出现初凝或者失水现象，从而严重影响混凝土的性能。

表1 不同标号混凝土配合比设计 kg/m3

根据现阶段已有的施工经验，将本工程中重力坝的浇筑分层厚度设计为1.5 m，共计分为三个不同的浇筑仓，其中1号浇筑仓共计有19个浇筑层，2号与3号浇筑仓共计有40个浇筑层，采用湿地推土机作为平仓设备，铺料厚度为35 cm，压实厚度为30 cm。根据工程实际情况，采用斜层铺筑法时，斜层坡度不应陡于1∶15，坡脚部位应清除薄层尖角。平仓时应严格控制二级配及三级配碾压混凝土的分界线[2]。

2.3 温度控制仿真模拟

在碾压式混凝土重力坝施工当中由于总体工程量相对较大，在浇筑过程当中因为混凝土体积浇筑过大，很容易导致水泥产生大量的水化热，混凝土无法完成初凝，甚至会直接失效。基于此种情况，在工程当中除了按照已有施工经验进行分层施工之外，同时还采用了温度控制仿真模拟方法来对施工过程中坝体的温度进行仿真模拟。

在该工程项目当中采用ansys软件作为温度仿真软件，建基面高程以下基岩厚度取1.6倍坝高，离散坝体及坝基岩体采用空间8节点等参实体单元，根据ansys软件的计算结果，该大坝共计被分为78个温度控制单元。在进行温度仿真计算之前，按照既定的施工顺序，将施工方案输入到软件当中构建温度仿真计算模型，并以第三类边界条件作为仿真计算的基础条件[3]。

对模型进行温度模拟计算，所得到的温度包络图如图1所示。在该大坝施工方案中底部位置施工开始于秋季，中部施工在冬季完成，而上部结构则在春季完成，从图中的计算数据也可以发现中部施工水化温度相对较低，同时在该施工方案当中底部与上部水化热温度也可以满足混凝土初凝条件，从而进一步满足碾压混凝土施工要求。

图1 水化温度包络图(单位：℃)

3 施工质量管控措施

碾压混凝土重力坝对施工质量具有较高的要求，而导致施工质量不满足条件的原因不仅是技术条件，同时管理措施的不到位也是导致施工质量无法满足要求的重要原因。基于此种情况，还需要从质量管控方面入手，加强对施工质量的管理。

3.1 雨季施工管理

在该工程项目当中雨季施工管理主要从以下几个方面入手：

(1)针对天气预报加强对天气变化的观察。在进行施工生产安排之前根据天气预报对生产内容进行必要的调整，避免雨天施工。

(2)定期检查排水设施。在暴雨之后需要利用排水设施将雨水排出，做好排水设施管理有利于雨水的及时排除，避免对已浇筑的混凝土造成影响[4]。

(3)加强斜层平铺法的施工应用。斜层更有利于雨水的排出，可以有效避免结合层碾压混凝土失效。

3.2 碾压混凝土防抗裂管理

后期开裂是碾压混凝土重力坝常见的质量通病，导致碾压混凝土重力坝开裂的原因是多方面的，其中后期开裂管理不到位也是较为关键的因素之一。在该工程项目当中针对后期防开裂管理主要采取了以下2种措施：

(1)加强对预埋降温水管的管理，确保降温水管内部水流正常流通，确保内部温度能够及时降低。

(2)加强对表面混凝土养护，在混凝土表面成型之后，需要根据具体环境条件及时浇水、保温[5]。

3.3 整改措施

由于在该工程项目当中采用分层施工方法，分层结合处就成为影响施工质量的关键所在，同时不同分层的结合处也很容易出现各种质量问题。在该工程项目当中为了避免结合处施工质量不满足条件而对整体重力坝质量造成影响，我单位结合监理部门成立了质量检查小组，重点对分层结合处施工质量进行检查，一旦发生问题就必须要在完成上层施工之前进行整改，同时也会对整改情况进行监督与管理。

4 结 语

碾压混凝土重力坝对施工技术与施工管控措施都具有较高的要求，在碾压混凝土重力坝施工过程当中需要从这两个方面入手加强管理。本文以高粱坝水库碾压混凝土重力坝为例，对碾压混凝土重力坝对施工技术与施工管控措施进行了研究与分析，希望能对广大从业人员有所启发。