碾壓混凝土壩技術(shù)的應(yīng)用

□李凌翔(河南省水利第二工程局)

一、碾壓混凝土技術(shù)

碾壓混凝土技術(shù)是采用類似土石方填筑施工工藝,是基于土石壩施工方法的一種干硬性混凝土壩，將干硬性混凝土用振動(dòng)碾壓實(shí)的一種新的混凝土施工技術(shù)，突破了傳統(tǒng)的混凝土大壩柱狀法澆筑對(duì)大壩澆筑速度的限制,具有施工程序簡(jiǎn)化、機(jī)械化程度高、溫控簡(jiǎn)單、縮短工期、節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)。

二、碾壓混凝土的施工特點(diǎn)

（一）碾壓混凝土施工的主要特點(diǎn)如下

1.采用VC值為5～12s的干貧混凝土。

2.大量摻加粉煤灰，減少水泥用量。

3.采用通倉(cāng)薄層澆筑。

4.碾壓混凝土的溫控措施和表面防裂。施工程序總結(jié)為：下層鋪（砂）漿→汽車（運(yùn)輸）入倉(cāng)→（平倉(cāng)機(jī)）平倉(cāng)→（振動(dòng)機(jī)）壓實(shí)→切縫處拉線→機(jī)械對(duì)位→切縫至設(shè)計(jì)深度→拔出刀片、留鐵皮在混凝土中→縫處無(wú)振碾壓。

（二）原材料控制要點(diǎn)

在滿足混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度情況下，盡量選用水化熱低的水泥，摻入適量粉煤灰，減少水泥熟料用量，各種原材料均由有資質(zhì)的商家供應(yīng)，并按照規(guī)范要求將原材料送試驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)，不合格產(chǎn)品禁用。

（三）碾壓混凝土配合比設(shè)計(jì)

碾壓混凝土的配合比應(yīng)滿足工程設(shè)計(jì)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，摻合料的參量應(yīng)綜合考慮水泥、摻合料和砂子品質(zhì)等因素。并通過試驗(yàn)確定，宜取30%～65%。水膠比應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)提出的混凝土強(qiáng)度和耐久性要求確定水膠比，其值宜＜0.7。砂率應(yīng)通過試驗(yàn)選取最佳砂率值。使用天然砂石料時(shí)，三級(jí)配碾壓混凝土砂率宜為28%～32%，二級(jí)配宜為32%～37%，使用人工砂石料時(shí)，砂率應(yīng)增加3%～6%。單位用水量可根據(jù)施工要求的工作度（VC值），骨料的種類及最大粒徑，砂率等選定三級(jí)配碾壓混凝土，單位用水量宜為80～115kg/m3。

(四)填筑倉(cāng)面清理：

1.巖石基巖面。表面清洗干凈，無(wú)積水，無(wú)污染，無(wú)風(fēng)化巖石，無(wú)爆破松動(dòng)巖石，無(wú)污泥，無(wú)積水，無(wú)雜物。地質(zhì)缺陷（斷層、破碎帶、裂隙密集帶）必須按規(guī)范要求處理，大的斷層、破碎帶等開挖清理后用混凝土塞回填，小的裂隙、孔洞清理后用微膨混凝土回填。

2.碾壓混凝土升程面：表面必須沖毛處理（可在上一升程結(jié)束后及時(shí)沖毛），以微露粗砂為標(biāo)準(zhǔn)，填筑前，表面沖洗干凈，無(wú)雜物，無(wú)乳皮，無(wú)松動(dòng)集料，無(wú)松動(dòng)骨料。

3.碾壓混凝土碾壓層面：表面平整干凈，無(wú)雜物。

（五）振動(dòng)碾代替振動(dòng)器對(duì)混凝土進(jìn)行壓實(shí)振動(dòng)，振動(dòng)碾在倉(cāng)面上行走碾壓密實(shí)，水平運(yùn)輸采用自卸汽車，平倉(cāng)采用推土機(jī)或挖掘機(jī)，實(shí)現(xiàn)施工機(jī)械化，充分提高混凝土的施工強(qiáng)度。壩體上游面、廊道周圍、止水周圍以及岸坡巖基接觸帶等部位采用變態(tài)混凝土施工技術(shù)。變態(tài)混凝土是在碾壓混凝土拌和物中鋪灑一定量的水泥粉煤灰凈漿，用變頻振搗器振搗密實(shí)的混凝土。變態(tài)混凝土的使用，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了施工，加快了進(jìn)度。

三、碾壓混凝土運(yùn)輸質(zhì)量控制要點(diǎn)

碾壓混凝土運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)是要有連續(xù)性，要求速度快，所以常采用自卸汽車和膠帶機(jī)，也可用負(fù)壓溜管轉(zhuǎn)運(yùn)混凝土入倉(cāng)?；炷聊雺菏炝线\(yùn)輸主要使用自卸汽車直接入倉(cāng)；變態(tài)混凝土灰漿采用制漿機(jī)制漿，人工在現(xiàn)場(chǎng)按配合比量分層注入灰漿的方法。自卸汽車運(yùn)輸混凝土熟料前一定要清洗干凈，在主壩入倉(cāng)前設(shè)置專用洗車平臺(tái)，使用高壓水槍沖洗車輪。為更好保證混凝土拌和物的和易性，拌和物進(jìn)行二次出料，運(yùn)輸汽車分別用前、后兩半部分接料，卸料時(shí)也分多次卸料。

四、碾壓混凝土溫度質(zhì)量控制要點(diǎn)

（一）雨季施工措施

當(dāng)降雨量每6min＜0.3mm時(shí)，碾壓混凝土可繼續(xù)施工，但必須采取如下措施：

1.拌和樓生產(chǎn)混凝土拌和物的VC值應(yīng)適當(dāng)增大，一般可采用上限值，如持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)把水灰比縮小0.03左右，由試驗(yàn)室值班負(fù)責(zé)人根據(jù)倉(cāng)內(nèi)情況和質(zhì)檢、倉(cāng)面總指揮商定，由倉(cāng)內(nèi)及質(zhì)控人員及時(shí)通知拌和樓質(zhì)控人員。

2.卸料后，應(yīng)立即平倉(cāng)和碾壓，未碾壓的拌和料暴露在雨中的受雨時(shí)間不宜超過10min。

3.在墊層混凝土靠?jī)砂哆呑龊门潘疁希箖砂哆吰录嘏潘疁狭髦羵}(cāng)外，同時(shí)做好倉(cāng)面排水，以免積水浸入碾壓混凝土中。

4.當(dāng)6min內(nèi)降雨量達(dá)到或超過0.3mm時(shí)暫停施工，暫停通知令由倉(cāng)面總指揮發(fā)布并立即通知拌和樓，同時(shí)報(bào)告施工管理部。

5.在1h內(nèi)降雨量超過3mm時(shí)，不得進(jìn)行鋪筑和碾壓施工。已碾壓的倉(cāng)面應(yīng)采取防雨保護(hù)措施。

（二）夏季施工措施

1.由于碾壓混凝土的超干硬性和大面積連續(xù)施工特點(diǎn)，碾壓施工宜在日平均氣溫5～20℃下施工，當(dāng)日平均氣溫達(dá)20～25℃甚至高于25℃時(shí)，碾壓混凝土應(yīng)采取適當(dāng)溫控措施方可施工。根據(jù)氣溫情況和條件，可采用高效緩凝劑延長(zhǎng)初凝時(shí)間、冷水拌和、預(yù)冷骨料、嚴(yán)格控制出機(jī)口混凝土溫度、減少碾壓混凝土內(nèi)外溫差、加遮陽(yáng)設(shè)施、倉(cāng)面噴霧、加快施工縮短層間間隔時(shí)間等措施，強(qiáng)約束區(qū)的溫度控制必須從嚴(yán)要求。

2.從降低混凝土出機(jī)口溫度、減少運(yùn)輸途中和倉(cāng)面的溫度回升兩方面來控制澆筑溫度。采取加冷水或加冰等措施以降低拌和樓出機(jī)口溫度；對(duì)混凝土運(yùn)輸設(shè)備設(shè)置遮陽(yáng)設(shè)施，控制混凝土運(yùn)輸時(shí)間和倉(cāng)面鋪筑層的覆蓋時(shí)間，采用倉(cāng)面噴霧等措施來減少混凝土溫度回升。

3.采用平層鋪筑碾壓好的條帶用彩條布覆蓋；采用斜層平推鋪筑，可減小倉(cāng)面面積，縮短直接鋪筑允許間隔時(shí)間；斜層平推鋪筑碾壓好的條帶坡腳處用濕麻袋覆蓋，增濕降溫，避免表層失水。

4.VC值適當(dāng)減小，按下限控制?；炷寥雮}(cāng)溫度及有關(guān)溫控要求按設(shè)計(jì)要求。

5.混凝土出機(jī)口溫度、入倉(cāng)溫度及澆筑溫度，嚴(yán)格按經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的《碾壓混凝土溫控措施》執(zhí)行。

（三）冬季施工措施

當(dāng)日平均氣溫低于3℃或最低氣溫低于-3℃時(shí)，碾壓混凝土施工可采取在拌和物中添加抗凍劑、預(yù)熱骨料、熱水拌和、覆蓋保溫等措施進(jìn)行施工，施工過程中必須保證混凝土不凍結(jié)，否則應(yīng)停工并做好已澆混凝土的過冬保溫。

五、碾壓混凝土的層面處理

碾壓混凝土采用的碾壓層厚多為30cm。對(duì)于高壩，特別是高100m以上的壩，多數(shù)達(dá)數(shù)百層面，如果處理不好，將會(huì)成為壩體的薄弱環(huán)節(jié)，輕者成為滲漏通道，影響碾壓混凝土耐久性，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊懘髩蔚陌踩\(yùn)行。因此，層面結(jié)合良好，提高層面抗剪強(qiáng)度已成為高碾壓混凝土重力壩的關(guān)鍵。碾壓混凝土壩一般有2種層面：一種是正常的間歇面，層面處理采用刷毛或沖毛清除乳皮，露出無(wú)漿膜的骨料，再鋪厚1～1.5cm砂漿或灰漿，可繼續(xù)鋪料碾壓；另一種是連續(xù)碾壓的臨時(shí)施工層面，一般不進(jìn)行處理，但在全斷面碾壓混凝土壩上游面防滲區(qū)，必須鋪砂漿或水泥漿，以防止層面漏水。

六、碾壓混凝土的養(yǎng)護(hù)

碾壓混凝土養(yǎng)護(hù)像所有水泥混合料一樣，要求濕養(yǎng)。用于碾壓混凝土的養(yǎng)護(hù)程序不同，其結(jié)果也不一樣。碾壓混凝土澆筑后必須進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并采取恰當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，保證混凝土強(qiáng)度迅速增長(zhǎng)，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。在施工中應(yīng)盡量避免不利的早期干縮裂縫和其他有害影響。混凝土初凝后灑（流）水養(yǎng)護(hù)，溫度低時(shí)覆蓋混凝土保溫被養(yǎng)護(hù)。

七、小結(jié)

碾壓混凝土筑壩技術(shù)具有低水泥用量、中膠凝材料、高摻粉煤灰,薄層攤鋪，全斷面碾壓連續(xù)上升施工等特點(diǎn)。工程施工中變態(tài)混凝土的應(yīng)用和施工工藝及技術(shù)、材料的不斷改進(jìn)，使其各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)均可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。碾壓混凝土筑壩技術(shù)具有縮短工期、降低成本、節(jié)約水泥等優(yōu)點(diǎn)，因而得以大規(guī)模的推廣和應(yīng)用。