水利工程中的碾压混凝土施工技术分析

陈 曦

（中国水利水电第十六工程局有限公司科研设计院，福建福州 350000）

1 碾压混凝土施工技术与优势

碾压混凝土施工技术具有含砂率高、水泥用量少、无流动性等特点，普遍被应用在水利水电工程施工过程中。碾压混凝土施工过程中，普通机械可以完成运输以及振实等施工流程，有效、全面地提高现场机械设备的投入使用效率。采用高效复合外加剂、优化施工配合比，可以在满足混凝土质量的前提下，最大限度地降低单位体积的水泥在碾压混凝土中的掺和比例，降低水化热。可以通过自然散热以及混凝土薄层浇筑等方式进行人工自然冷却，简化复杂的施工程序，降低成本。

2 掌控施工材料质量

检查混凝土施工时掺入的使用水水质时，需要对养护混凝土以及拌和混凝土的用水情况进行严格检查。水源改变或对使用的水质有异议时，需要按现场监理人的要求对水的质量进行相关检测。砂浆强度检测对比法是经常使用的检测方法之一，使用现场抽取的检测水样制作砂浆试块，在检测试验的过程中，其抗压强度比原合格水源制成的28 d龄期的试块抗压强度低，表明该水源的施工用水应停止使用，不可用作混凝土的搅拌用水。

3 施工技术

3.1 模板施工技术

（1）悬臂翻升钢模板。

碾压混凝土大坝采用3.0 m×3.0 m悬臂翻升钢模板，直立面模板用于电梯井，尺寸可相应做出调整，但工作原理与基本的结构不改变。面板采用δ=5 mm的钢面板，骨架型钢根据设计尺寸工料制作。使用聚氨酯硬质泡沫填充面板后胁板的夹缝，起到较好的保温作用。单块模板重约1.22 t，模板采用梯形桁架作为支撑体系，桁架由角钢组成，可调式连杆可以对上、下块模板进行连接，调节模板之间的距离，相邻的面板采用U形卡连接。

模板安装采用索道吊入仓面或汽车直接运至仓面，采用8 t汽车吊和仓面吊对模板进行拆除与安装。在安装施工过程中，将下层模板各位置的紧固件全部松除，使用汽车吊将下层模板调运至上层模板上，两层模板尽量对齐，连接连杆，使用连杆调整内外向倾角，使用U形卡固定相邻模板面板。在施工前设置其结构类型，上报监理部门备案。

（2）廊道模板。

廊道内的美观性在大坝施工中极为重要，根据本工程要求，廊道模板全部采用预制混凝土模板。

（3）门槽二期模板。

使用搭设脚手架和崭新木模板立模的方式处理门槽二期混凝土模板，为后续的门槽混凝土凿毛施工和金属结构安装提供便利。

3.2 卸料摊铺碾压技术

以设计的要求为基础，确保碾压混凝土的平铺厚度满足设计标准。平仓条带卸料摊铺施工过程中，应与水流方向保持垂直。每个碾压层分两次摊铺，每层铺料厚度约17 cm，压实后的层厚控制为30 cm。压实厚度接近30 cm时，采取两次铺料一次碾压的施工方法，每次铺料厚度保持为17 cm以上，总平仓厚度保持为34 cm以上。安装激光找平仪在平仓机上对平仓厚度进行控制，在模板的面层画出分层高度线，辅助作为控制平仓厚度手段。铺筑施工时，主要使用斜层平推法，坡度控制为1∶10，坡脚位置设置水平铺筑层，宽度设置为2 m，可以防止部分区域出现大骨料聚集和摊铺薄层尖角的问题。处理坡脚前，先向监理部门申报，监理部门审批后进行施工。在施工缝面铺浆施工前，将二次污染物清理干净，铺浆施工结束后，使用覆盖材料将其表面覆盖严实，开始碾压混凝土，防止清洁以后被再次污染。

3.3 层间结合

（1）严格管理碾压混凝土的拌和物，拌和到碾压施工的整个过程控制在2 h内，采取一切措施压缩时间。

（2）在碾压混凝土的生产过程中，采用入场检验合格的原材料以及高效复合型外加剂，优化碾压混凝土的配合比。根据外界环境条件的变化，动态化调整碾压混凝土的VC值和拌和物，使碾压混凝土配合比达到最佳状态，有效保证施工质量不受影响。

（3）自卸汽车接料与卸料应为时多点接料以及分多点卸料，可以有效控制堆料高度，减轻骨料分离情况。碾压混凝土可以卸料到已平仓的碾压混凝土面上，使用人工与装载机（机械）配合作为辅助，对骨料堆积较为集中的地方进行分散铺平。

（4）天气晴朗风大时，应为运输混凝土的机械设备设置遮盖顶棚，避免阳光直接照射设备；覆盖碾压混凝土仓面时最好使用彩条布施工，采取喷雾降温的方法处理仓面。迎水面防渗层的碾压混凝土需要采取措施控制环境温度，防止混凝土表面出现失水情况，可以采取汽水喷雾等方式处理。发现局部发白失水现象时，施工前将水泥粉煤灰净浆铺洒在上一层碾压混凝土，确保碾压混凝土后，表面有光泽。

已建的福建棉花滩水电站、广西百色水利枢纽工程以及在建的贵州光照水电站、安徽白莲崖水库工程大坝碾压混凝土取芯情况良好，取芯最大长度超过10 m。

3.4 施工缝处理

使用高压冲毛机将施工缝面处理干净，将黏合不够的骨料和混凝土表面浮浆清理干净。依据施工设备型号、混凝土强度和施工季节确定缝面冲毛时间，清理干净缝面杂质和浮浆。监理部门验收合格后，做好垫层拌和物铺垫施工，进行上一层混凝土铺筑，在垫层拌和物初凝前完成碾压施工。

对监理人指定的部位铺设垫层拌和物，针对上游防渗区内每个碾压层面，铺厚2～3 cm水泥净浆或水泥掺合料浆。通过试验确定水泥砂浆以及水泥掺和料浆的配合比和从拌和完毕到仓面被覆盖的时间，为保证胶结的效果和质量，需要通过监理人的批准。

受天气原因、施工计划改变以及施工工序改变等因素的影响，可能导致施工任务中断，此时应尽快碾压已经摊铺完成的混凝土仓面，停止施工的混凝土面坡度保持为约1∶4，切除掉坡脚位置处厚度小于15 cm的部分。能够继续施工时，依据中断的时间，采取积极的措施处理混凝土缝面，确保施工质量与前路段施工质量相同。

对于已处理好的层面和缝面，在浇筑工程中应保持洁净和湿润，不得造成二次污染。

3.5 灌浆施工技术

（1）先钻孔再将孔内杂泥清洗干净，埋设灌浆管。

（2）沿着裂缝凿一个梯形槽，将槽内杂质清洗干净，在槽内壁涂刷基液，使用丙烯酸盐类的充填材料嵌填封堵。

（3）检查压水情况时，孔口压力要保持为约70%，灌浆压力设置为0.3 MPa。

（4）处理垂直和倾斜裂缝时，遵循从下而上、从深至浅原则。在水平状裂缝灌浆施工时，需要从吸浆量大或低端位置处开始施工，灌浆压实设置为0.4 MPa。进浆施工顺利时，应采取措施控制好灌浆压力。

（5）灌浆完成后，封孔施工吸浆量控制为0.02 L/5 min。

（6）灌浆浆材的固化强度满足设计标准后，采取钻孔检查的方式检测孔内压实试验情况，检查孔的单孔吸水量保持在0.01 L/min内。存在不合格的情况时，需要补充灌浆。

（7）在水泥灌浆施工的过程中，遵循《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148—2012）的标准。

（8）灌浆施工宜在低温季节或裂缝开度大时进行。

3.6 碾压混凝土钻孔取芯质量检查

混凝土质量综合检验时，主要使用钻孔取样检验法，检验结果可以直接反映混凝土各项指标合格程度。试验项目、钻孔数量以及孔位由发包人、设计、监理及施工各方讨论确定。金刚石钻头钻孔取样是碾压混凝土试验取样的重要手段之一。钻孔提取芯样必须由专业化队伍负责施工，钻取的混凝土芯样，必须孔号与芯样编号对应并按顺序编号装箱送检，送交实验室，同时向实验室提供钻孔取样时间、孔号、孔深、孔位、混凝土芯样获得率等资料。

实验室对被送检的混凝土提取芯样进行拍照，对其外观特性进行文字描述，对芯样进行后续加工并加以试验，对已做试验的试模出具相关试验报告并呈报给有关领导和单位。

3.7 养护施工技术

（1）仓面覆盖养护。

大面积仓面养护可以使用材料覆盖保水养护，针对大于28 d或长时间停工歇仓的混凝土仓面也可以使用此法养护。在已经施工完成的混凝土仓面上覆盖风化砂、风化土、隔热被等养护材料，将覆盖材料全部打湿后覆盖至混凝土仓面，养护期间，覆盖材料始终保持湿润状态。

夏季高温季节施工的碾压混凝土施工工作面或大面积混凝土施工，可以使用覆盖材料全浸泡的保水养护法。高温季节工作面水分快速蒸发，洒水或喷淋等小手段养护不能满足大面积混凝土施工工作面的养护标准。

（2）低温高温季节表面保护。

低温天气应停止施工，适当调整混凝土强度。气温急剧下降后时，碾压混凝土表面温度随之降低，需要采取高效的措施保护混凝土表面，可以在大模板背部贴5 cm厚泡沫板的保温塑料泡沫。此种方法可以在冬季施工时推广，效果较好。混凝土模板的拆模时间应满足混凝土的强度要求，应根据混凝土的内温度与环境温度的差值决定，尽量避免在气温急剧骤降时拆模。

翻升模板为二层受力时，拆模时间应比普通悬臂模板延长一半。必须拆模时，需要征得现场监理员的同意，拆模后立即在混凝土表面加盖聚苯乙烯泡沫板等保温材料，防止养护水弄湿保温材料。

夏季高温天气施工时，碾压混凝土仓面平均温度>30 ℃后，停止浇筑施工。温度≥25 ℃时，缩短各个层间施工的间隔时间，采取喷淋等措施防止碾压混凝土仓面表面水分迅速蒸发散失。

4 结语

在水利水电工程中使用碾压混凝土施工技术时，严格管理每一道施工工序，把控进场的施工材料，认真钻研并攻克施工中的技术要点和难点，改善技术水平，有序完成各项施工项目，切实提高并深入钻研碾压混凝土施工上的技术及各个施工环节，在已有的技术成果上积极吸取和引进各方先进的施工技术，取长补短。