可振可碾混凝土在几内亚苏阿皮蒂水利枢纽项目中的应用

罗小平，张如军，刘加华，刘 彬

(中国水利电力对外有限公司，北京 100120)

0 前 言

苏阿皮蒂水利枢纽项目是西非几内亚共和国孔库雷河梯级开发的第二级电站，距首都科纳克里135 km。该工程水库正常蓄水位210 m，对应库容63.17亿m3，装机容量450 MW，为Ⅰ等大(1)型工程。主要建筑物有碾压混凝土重力坝、坝后厂房、进场公路及桥梁等。

苏阿皮蒂水利枢纽工程位于KONKOURE河中游，地处热带过渡性气候区，具有旱季干燥、雨季潮湿的特点。拦河坝为碾压混凝土重力坝，坝高120 m，大坝混凝土总量约340万m3，其中碾压混凝土总量约300万m3。项目合同工期58个月，工期异常紧张。

结合多年的施工实践，碾压混凝土须快速施工，国内对碾压混凝土采用低VC值施工基本上达成共识。碾压混凝土变态区域施工及层间结合在国内外均是质量控制的重难点。碾压混凝土大坝上游防渗区域可采用常态混凝土、加浆变态混凝土、机制变态混凝土、微坍落度或者零坍落度混凝土施工。从理论上讲，无论哪种混凝土及施工工艺均可满足设计要求，但均未能彻底改变混凝土常见质量问题，实际已施工完成的碾压混凝土坝大多数质量问题均出现在这一区域；项目针对这一问题及快速施工的需要决定从碾压混凝土配合比开展研究，在不增加成本的前提下，通过配合比调整，使碾压混凝土VC值降低，混凝土拌和物在施工现场既可振捣又可碾压密实，且不影响碾压设备正常施工，简化施工工序，保证变态区域混凝土施工质量及连续升层层间结合质量，提高工效，加快施工进度。

1 研究技术路线

改变碾压混凝土工作度(VC值)，在碾压混凝土与常态混凝土的基础上进行配合比调整，使碾压混凝土中有更多的自由浆体，使碾压混凝土在重力及振动作用下具有一定的流变性，且施工设备正常作业不受影响。

表1 碾压混凝土配合比参数

表2 常态混凝土、碾压混凝土、可振可碾低VC值碾压混凝土出机口性能试验结果

表3 可振可碾混凝土碾压遍数与压实度测试结果

2 可振可碾低VC值碾压混凝土配合比设计

2.1 混凝土配合比试验

碾压混凝土配合比所用材料为：水泥为几内亚CDG生产的42.5硅酸盐水泥，山东莱州Ⅱ级粉煤灰，浙江龙游ZB-RCC型高效缓凝减水剂、ZB-1G引气剂，粗、细骨料为辉绿岩人工骨料。

混凝土配合比设计依据《水工混凝土配合比设计规程》进行，拌和物性能控制要求如下：常态混凝土坍落度50～70 mm，碾压混凝土VC值3～8 s，可振可碾混凝土VC值0～3 s，含气量3%～5%。通过对常态混凝土、碾压混凝土进行试验，比较两种混凝土配合比参数的差异，根据差异调整配合比参数，设计可振可碾低VC值碾压混凝土配合比，具体配合比成果见表1。

常态混凝土、碾压混凝土、可振可碾低VC值碾压混凝土性能试验结果见表2。由表2可知，可振可碾混凝土是在同等级碾压混凝土减少砂率，提高碾压混凝土拌和物的流变性的基础上得到的。试验结果表明，可振可碾低VC值碾压混凝土性能优于常规碾压混凝土。

2.2 可振可碾混凝土碾压遍数与压实度试验

碾压设备采用BW202AD双筒振动碾，碾压混凝土拌合物出机口VC值按0～5s控制，测试 2+4、2+6、2+8遍混凝土密实度，检测结果见表3。

从表3可知，碾压混凝土碾压遍数在2+4、2+6、2+8遍3种情况下，检测结果均能满足规范压实度要求，且随着碾压遍数增加压实度无明显增加，碾压过后表面泛浆充分，液化效果良好。确定施工按2遍静压+6遍振动碾压控制，可以大大提高施工工效。

2.3 可振可碾混凝土碾压遍数与表面绒浆厚度测试

碾压过后对碾压面层表面绒浆进行测试，测试结果见表4。

表4 可振可碾混凝土碾压遍数与绒浆厚度测试试结果

表5 可振可碾碾压混凝土振捣泛浆时间与VC值测试结果

测试结果表明，绒浆厚度在碾压遍数为2+6时均在5～8 mm左右，这一绒浆的存在可保证连续升层上、下层之间良好的粘合质量。

2.4 可振可碾碾压混凝土振捣泛浆时间试验

试验采用秒表，人工手持Φ100 mm的振捣棒，插入可振可碾混凝土层50 cm，核子密度水份仪测试密度，测试混凝土振捣开始泛浆到完全密实所需时间，以振捣后混凝土表面无大气泡溢出为准，具体测试结果见表5。

从表5可知，VC值0～3 s碾压混凝土拌和物采用振捣棒振捣4 s开始泛浆，在1 min内均能达到密实。

2.5 可振可碾混凝土VC值的控制标准

拌和楼距左、右岸坝段最远运输距离不超过2.5 km。为了保证入仓碾压混凝土拌和物能够满足可振可碾混凝土性能要求，现场进行了入仓摊铺后VC值历时损失试验，在最不利工况中午高温时段及阳光直射条件下进行了拌和物VC值损失试验，试验结果见表6。

表6 可振可碾碾压混凝土VC值损失

从测试结果来看，60 min后VC值为4.6 s，满足施工需求，根据可振可碾混凝土施工性能需求及高温时段VC值损失结果，确定出机口VC值控制标准为<2 s，夜间及阴雨天VC值做动态调整，变态区域混凝土从摊铺到振捣结束要求在40 min内完成。

3 可振可碾混凝土应用成果

3.1 可振可碾混凝土抽检结果

截止到2018年7月，苏阿皮蒂水利枢纽工程大坝混凝土已施工将近完成约100万m3。混凝土含气量、VC值、强度、抗渗抗冻、现场压实度检验结果统计见表7～10。

试验检测结果表明，碾压混凝土所抽检的各项拌和物性能及硬化混凝土性能均能满足施工、设计要求。

3.2 钻孔取芯

对已施工完成到设计龄期的C9015W6F50碾压混凝土在基础廊道内钻孔取芯，累计钻孔25.0m，获取芯样24.0m，芯样获取率96%。芯样抗压强度、抗渗试验结果均满足设计要求。

4 结 论

(1)可振可碾混凝土在变态区域施工，摊铺后无需加浆直接振捣，振捣泛浆效果好，模板周边振捣时间大大缩短；碾压混凝土在2+6遍就完全满足压实度要求，提高了施工作业效率，加快了施工速度。

表7 碾压混凝土含气量、VC值抽检结果统计(控制标准含气量3～5%、VC值0～3s)

表8 碾压混凝土强度检测结果统计

表9 碾压混凝土抗冻、抗渗检测结果

表10 碾压混凝土压实度检测结果

(2)可振可碾混凝土解决了变态区域与碾压区域搭接部位因加浆引起硬包鼓包的问题；可振可碾液化泛浆效果明显，表面绒浆存在使层间结合质量更加有保证。

(3)可振可碾混凝土VC值较低，使混凝土拌和物黏聚性增强，有效地胶结了粗骨料，较好地解决了粗骨料分离，避免出现骨料架空现象。

(4)可振可碾混凝土应用解决了加浆不均匀造成混凝土强度及水化热温升在相同部位差异较大的问题，且含气量损失小，混凝土耐久性更加有保证。

(5)采用可振可碾低VC值碾压混凝土施工，极大地改善了碾压混凝土仓面的施工秩序，降低了安全风险。