碾压混凝土重力坝施工技术要点分析

周易

（湖南省水利水电勘测设计研究总院，湖南 长沙410007）

碾压混凝土重力坝施工技术的应用，要结合施工环境选择应用自卸汽车，并通过皮带输送机将干硬性混凝土运输至仓面，利用推土机作出平仓处理，最后选择分层填筑作业的方法，在振压密实后完成坝体建设。通过控制好施工技术要点，能够保证碾压混凝土重力坝稳定性与安全性实现提升，确保与工程建设要求相符。

1 碾压混凝土重力坝施工技术优点

碾压混凝土重力坝作为应用较为广泛的筑坝技术，其优点包括以下几点：第一，施工技术简单，可以将大型机械的作用充分发挥出来，不仅施工速度很快，同时也能让工期得到可靠保障。与传统方法相比，碾压混凝土重力坝施工技术可以节约至少20%的时间，能够保证工程效益实现提升[1]。第二，能够有效减少胶凝材料的使用量，如水泥、粉煤灰和矿渣等，通常在120～150 kg/m3之间，可以实现工程总价的有效降低。第三，有效解决了坝体内部混凝土水化热问题，为施工温度控制创造了良好条件。同时也不需要设置额外的纵缝，有利于实现工程质量的提升。

2 工程实例分析

2.1 工程概况

莽山水库工程位于湖南省郴州市宜章县境内的珠江流域北江二级支流长乐水的上游，坝址控制流域面积230 km2，水库正常蓄水位395 m，设计洪水位398.50 m，校核洪水位399.43 m，发电死水位355 m。总库容1.332亿m3，防洪库容2 400万m3。是一座以防洪、灌溉为主，兼顾城镇供水与发电等综合利用的大型水利枢纽工程。

枢纽工程为二等大（Ⅱ）型工程，由主坝、副坝、引水发电洞、坝后厂房、反调节坝等建筑物组成，主要建筑物枢纽大坝为2级建筑物，厂房为3级建筑物。主坝为碾压混凝土重力坝，坝顶高程399.80 m，坝顶宽6 m，建基面高程298.5 m，最大坝高101.30 m。

2.2 碾压混凝土重力坝施工技术要点

2.2.1 材料配比

碾压混凝土通常选择发热量低的水泥，基础区混凝土要添加一定量MgO，通常在5%以下。工程中碾压混凝土强度值为180 d龄期强度，常态混凝土强度值为90 d龄期强度。本工程碾压混凝土、砂浆配合比试验采用的水泥为吉港康达（湖南）水泥有限公司生产的”吉一牌”P·O42.5水泥；采用的粉煤灰为华润电力湖南有限公司生产的Ⅱ级粉煤灰；采用老鼠坳石料场生产的人工砂和碎石；采用外加剂为山西格瑞特建筑科技有限公司生产的FDN-Ⅱ缓凝高效减水剂、GRTAE型引气剂、GR-U型抗冲耐磨剂、GRT-KCM型膨胀剂、GRT-S型速凝剂。混凝土主要技术指标参数见表1。

表1 大坝采用的混凝土主要技术指标参数表

2.2.2 混凝土摊铺与碾压

碾压混凝土铺料施工中通常采用进占法与后退法两类，工程中主要选择进占铺料法，自卸汽车在通过平仓机平整后的料层上行驶，每层填筑厚度为30～40 cm，边角部位选择人工摊铺方式。由于碾压施工将直接影响到坝体强度与稳定性，这需要加强对质量的控制，结合现场试验将碾压次数确定下来。工程中先进行2次静压，再震动碾压6次和静压2次。为了避免出现渗水通道，应按照坝体长度方向开展碾压施工，不能朝着宽度的方向碾压。在碾压过程中应该加强对速度的控制，一般情况下要低于20 m/s，碾压带在搭接宽度上应低于20 cm，并保证碾压混凝土、富胶混凝土和混凝土防渗面板高度提升保持一致。

2.2.3 层面处理

铺筑碾压混凝土层的过程中，因为存在多种影响因素，所以极易发生铺筑层间隔时间长的情况。若是上层混凝土没有初凝，可以铺筑新层，若是在2 h以上，应该采取以下的处理方式：一是选择高压水枪处理混凝土层的毛面，压力通常为0.5 MPa，并及时清理形成的所有骨料与浮皮；二是将一层水泥砂浆摊铺在毛面上，其厚度为1.5 cm，强度要超过碾压混凝土拌合料。

2.2.4 施工温度养护

在碾压混凝土重力坝施工过程中，还需要加强对施工温度的控制，这有利于提升整个坝体的防渗能力[2]。通常情况下强、弱约束区基础容许温差在15℃以内，夏季施工的过程中，需采取如下措施：

1）降低出机口的温度：①骨料场搭设凉棚避免阳光直射；②增加堆料高度；③本工程砂石骨料通过自卸汽车经皮带机输送到混凝土骨料仓，在皮带机上方设遮阳棚，并在适当位置安装喷雾装置进行喷雾降温；④水泥、粉煤灰用刷白漆的储存罐储存并用白帆布外包，减少储存罐的吸热率；用Ф38的硬质塑料管紧密缠绕且外用保温被将硬质塑料管料管严密包裹，然后在管内通人工制冷循环水降温；⑤高温时，可采用加冰拌和混凝土。

2）运输过程中对自卸汽车和缆机吊罐的顶部加盖，并对车体、罐体进行保温，以减少混凝土运输过程中的热量倒灌，加快入仓速度，缩短混凝土运输时间。

3）混凝土仓内采取温控措施：①在施工仓面上做好喷雾降温养护工作，仓面喷雾要求雾滴直径达到40～80μm，喷雾雨量强度每6 min小于0.3 mm；②在仓内配备保温被，在混凝土收仓后及时进行保温覆盖，一方面可防止外界热量倒灌，另一方面可防止气温骤降对混凝土的冷击；③在混凝土内埋设冷却水管；④提高混凝土入仓强度，缩短各个工序的间隔时间，做到混凝土及时收仓及时振捣及时保温；⑤混凝土收仓后，及时进行保湿养护，采用薄层流水养护，削减水化热温升、降低混凝土最高温度。

在冬季施工过程中，应该做好对混凝土表面的保温养护工作，主要采取铺设草帘、保温层等方法。

2.2.5 防渗施工质量控制

对坝体防渗和排水结构来说，主要选择二级配碾压混凝土，也就是采取金包银防渗结构形式，促使坝体混凝土浇筑施工质量得到提升[3]。结合有关规定可知，碾压混凝土防渗层厚度为坝面水头的1/30～1/15。对水库坝体上下游面防渗厚度来说，应从坝前水位实际情况出发，与施工要求相结合，坝上、下游面分别设置成2 m和1.5 m。完成上游防渗层设置后，孔间距要控制为3 m，排水管分别通到相应高程廊道内，从而确保坝体渗水通过廊道排水沟，能够汇流到集水井，并向坝体外排放。

3 结语

碾压混凝土重力坝施工速度较快，质量控制简单，可以取得较好的经济性，在水利工程建设中逐步得到广泛应用，并发挥出更大的作用。在本工程建设中采用碾压混凝土重力坝施工技术，最后各项指标都与要求相符，坝体防渗能力较强，实现了经济效益与社会效益的提升。对此坝体设计要从工程具体状况出发，在施工中将质量控制到位，这样才能真正发挥出碾压混凝土重力坝施工技术的作用。