龍華口碾壓混凝土筑壩施工技術(shù)

焦陽太

（山西省水利建筑工程局 太原 030006）

1 工程概況

龍華口水電站位于山西省陽泉市盂縣境內(nèi)滹沱河與龍華河交匯處下游滹沱河右岸，水庫大壩位于龍華河上，為碾壓混凝土重力壩，最大壩高63.2 m，壩頂長535 m，壩頂寬5 m。

大壩自左至右共劃分為14個壩段，其中1#～6#壩段為左岸非溢流壩段（長170 m）；7#、10#壩段為底孔壩段（長15 m×2=30 m），各布置一孔3 m×3 m沖沙底孔；8#、9#壩段為溢流壩段（長19 m×2=38 m），共布置3孔凈寬10 m溢流表孔；11#～14#壩段為右岸非溢流壩段（長115 m）。在壩體-16 m高度、+10 m高度（壩址處河床面為基準(zhǔn)±0 m）分別設(shè)置一條灌漿排水廊道，在右岸壩肩+45 m高度設(shè)置一條灌漿排水廊道，廊道斷面尺寸為3 m×3.5 m城門洞型。

大壩上游面-5 m高度以下為1:0.2坡，以上為垂直；下游面+38.33 m高度以下為1:0.75坡，以上為垂直。壩體混凝土分區(qū)，內(nèi)部為C9010W4F50，上游面4 m寬為C9020W8F150，上游面2 m寬為C9020W6F150。大壩常態(tài)混凝土約6萬m3,碾壓混凝土約36萬m3。

2 主要生產(chǎn)、生活設(shè)施布置

2.1 施工導(dǎo)流

本工程采用全斷面圍堰導(dǎo)流，導(dǎo)流洞位于左岸壩肩山體內(nèi)，洞身長約135 m，為無壓洞。上游圍堰基本平行于壩軸線，距大壩基坑開挖上游邊線最小距離約8 m。為便于從大壩上游修筑坡度為8%～10%的下基坑道路，將上游圍堰由直線型變更為折線型，即主河槽范圍內(nèi)左段圍堰維持原設(shè)計不變，圍堰右端向上游移位約100 m，使主河槽以右圍堰段與圍堰左段形成折線型。

2.2 生產(chǎn)、生活設(shè)施

由于征地原因，大壩生產(chǎn)、生活設(shè)施主要布置在壩前庫區(qū)。

混凝土拌和系統(tǒng)由4臺HZS75混凝土拌和站組成，建在圍堰上游庫區(qū)范圍，每兩臺一組，各配備一套PL2400配料系統(tǒng)，用裝載機(jī)喂料，皮帶輸送機(jī)往攪拌機(jī)上料。

砂、石儲料倉利用214省道和河床形成的自然高差，用漿砌石砌筑，從公路高處往下卸料，方便堆存料。

鋼木加工場布置在混凝土拌和系統(tǒng)上游，混凝土預(yù)制場布置在生活區(qū)上游。

生活營地布置在鋼木加工場和混凝土預(yù)制場之間較高臺地上。

由于主要生產(chǎn)設(shè)施和生活房屋都建在庫區(qū)較低處，在30 m寬主河道右側(cè)修筑一道頂寬8 m的縱向防洪堤，將所有生產(chǎn)和生活設(shè)施都圍擋起來，采取了可靠的安全防護(hù)措施。

3 入倉方式

根據(jù)壩址處地形條件和壩體結(jié)構(gòu)，采用自卸汽車直接上壩入倉方式，規(guī)劃和修筑以下施工道路：

（1）從上游圍堰右端為起點修筑一條下基坑道路，用于河床面±0 m以下壩基開挖和碾壓混凝土運(yùn)輸上壩。

（2）壩體±0 m～+45 m高度間上壩道路為從右岸沿岸坡隨壩體上升逐步回填形成，左岸利用上游圍堰上壩。

（3）壩上游右岸與214省道接線，利用開挖料沿右岸岸坡分別填筑至右岸壩體+25 m高度、+35 m高度和壩頂+45 m高度的施工道路，用于從右岸上壩運(yùn)輸碾壓混凝土料。

（4）在壩上游沿左岸坡修筑一條通往左壩肩+45 m高程的主干道，再以此修兩條分別通往+35 m高度和+25 m高度的支路，用于左壩肩開挖和碾壓混凝土運(yùn)輸上壩。

每個間歇層鋪筑前，先進(jìn)行左岸或右岸岸坡處20 m長壩段碾壓混凝土鋪筑，提前形成入倉道路，然后利用此通道進(jìn)倉進(jìn)行大面積壩體施工，減少封倉口模板環(huán)節(jié)，保證入倉口處混凝土施工質(zhì)量。

4 施工工藝技術(shù)

4.1 倉面準(zhǔn)備

開倉前須持有原材料貯存量、混凝土配合比料單及澆筑要領(lǐng)圖等資料，經(jīng)工程監(jiān)理驗倉，并在倉面四周標(biāo)注分層高程，將進(jìn)入倉內(nèi)作業(yè)施工機(jī)械沖洗干凈。

4.2 混凝土拌和

碾壓混凝土采用雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌和，拌和時間比一般常態(tài)混凝土長，1.5 m3容量攪拌機(jī)拌和時間約55 s左右，出機(jī)口VC值控制在5 s～10 s范圍。

4.3 混凝土運(yùn)輸

混凝土運(yùn)輸方式采用自卸汽車直接上壩運(yùn)輸方式，在入倉口處設(shè)置清洗設(shè)施，對進(jìn)入倉內(nèi)機(jī)械進(jìn)行沖洗，防止將污泥帶入倉內(nèi)。

4.4 卸料

卸料前在碾壓混凝土面上鋪設(shè)一層1～2 cm厚水泥砂漿，砂漿應(yīng)按條帶攤鋪，用人工刮板刮平，砂漿攤鋪好后應(yīng)及時攤鋪混凝土料，防止砂漿失水、風(fēng)干。當(dāng)混凝土連續(xù)正常碾壓時，層間縫不必鋪砂漿。自卸汽車卸料采用退鋪法兩點疊壓式卸料，減少骨料分離。

4.5 攤鋪

-1 m～+4 m、+9 m～+14 m、+34 m～+44 m 高度采用平層攤鋪法，將卸到倉內(nèi)的碾壓混凝土拌和料，按水平方向分條帶薄層攤鋪，將倉面從上游往下游劃分為若干條帶，條帶寬度4 m，各條帶攤鋪方向與壩軸線平行。

-17 m～-1 m、+4 m～+9 m、+14 m～+34 m 高程采用斜層攤鋪法，將卸到倉內(nèi)的碾壓混凝土拌和料，按1：15～1：30的坡度分條帶薄層攤鋪，可縮小攤鋪面積、減少每層混凝土方量、縮短每層攤鋪時間，將層間間隔時間控制在碾壓混凝土初凝時間以內(nèi)，有利于充分保證碾壓混凝土層間結(jié)合質(zhì)量。攤鋪自斜面頂部往底部進(jìn)行，斜坡腳處攤料厚度為15 cm左右，尾部20～30 cm范圍留作下一層碾壓，防止將石料碾碎。

經(jīng)試驗確定壓實層厚度為30 cm，攤鋪料層厚度為32～35 cm。碾壓混凝土料用推土機(jī)攤鋪，靠近模板處推土機(jī)攤鋪不到位的地方用裝載機(jī)和人工攤鋪。

4.6 切縫

壩體設(shè)13條橫縫，將壩體分為14個壩塊，碾壓混凝土鋪筑時一般將整個壩面作為一個大倉面或根據(jù)壩體結(jié)構(gòu)將若干個壩塊連成一起形成幾個較大倉面施工，倉面內(nèi)橫縫采用切縫機(jī)成縫。

碾壓混凝土料攤鋪后采用電振動沖擊夯改裝的手持式切縫機(jī)切縫。先用振動碾靜壓1～2遍，然后沿橫縫拉一條線，兩人抬動切縫機(jī)，另一人將彩條布放入刀片下，開啟沖擊夯將彩條布壓入碾壓混凝土內(nèi)，如此逐段前行。切縫機(jī)刀片長30 cm，高30 cm，厚1.5 cm，切縫深度25 cm左右。

4.7 碾壓

碾壓采用BW-202AD型振動碾，碾壓遍數(shù)采用2-8-2，即無振碾壓2遍、有振碾壓8遍、無振碾壓2遍收面。若振動碾壓后混凝土表面平整，可省卻后兩遍收面碾壓工序。振動碾行走速度控制在21～25 m/min范圍，采用高頻（45HZ）、低幅（35 mm）雙碾振動。碾壓方向宜垂直于水流方向，碾壓作業(yè)采用搭接法，搭接條帶寬度10～20 cm。

連續(xù)上升鋪筑的碾壓混凝土，層間允許間隔時間應(yīng)控制在混凝土初凝時間以內(nèi)，且混凝土拌和物從拌和到碾壓完畢的歷時應(yīng)不大于2 h，若歷時超過2 h應(yīng)加水泥凈漿或水泥砂漿進(jìn)行碾壓。

4.8 變態(tài)混凝土

在模板附近或靠岸坡處振動碾碾壓不到的部位，采用變態(tài)混凝土方法施工，即將碾壓混凝土料用裝載機(jī)和人工攤開后，加入一定量的水泥漿液，然后用手持式高頻振搗器進(jìn)行振搗，振搗棒應(yīng)深入下層混凝土內(nèi)5～10 cm，振搗時間以混凝土不再明顯下沉、表面泛出漿液為止，振搗器拔出時混凝土表面不應(yīng)留有孔洞。

4.9 層面處理

碾壓混凝土施工中存在許多碾壓層面，層面處理的目的是保證層間結(jié)合良好，形成一個整體，防止出現(xiàn)層面間薄弱面和滲水通道。

對未超過混凝土初凝時間的層面在保持下層混凝土表面濕潤的情況下進(jìn)行連續(xù)鋪筑。

對超過初凝時間，但未終凝的層面可在上層混凝土攤鋪前鋪設(shè)一層1～2 cm厚水泥砂漿或水泥凈漿。

對超過終凝時間的層面，若間隔時間在24 h以內(nèi)，仍可采用鋪設(shè)砂漿墊層的處理方式，若間隔時間超過24 h則按冷縫處理方式，即用高壓水沖毛機(jī)清除混凝土表面乳皮，使之成為露砂毛面，然后沖洗干凈混凝土面，均勻攤鋪一層1～2 cm厚水泥砂漿墊層，再鋪筑上一層碾壓混凝土。

間歇層是指一個倉面全部鋪筑施工結(jié)束后停置一定時間后形成的層面，一個間歇層高度一般為2～3 m，層面按施工冷縫方法處理。

4.10 養(yǎng)護(hù)

碾壓混凝土在達(dá)到齡期或覆蓋上層混凝土之前，對其層面、暴露面應(yīng)進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)。上、下游永久暴露面澆筑完成拆模后開始養(yǎng)護(hù)。氣溫較高時采用噴霧、灑水等措施保持倉面濕潤，氣溫較低時采用草袋覆蓋等保溫措施。

5 特殊季節(jié)施工措施

5.1 夏季溫控措施

夏季高溫季節(jié)為了能夠繼續(xù)進(jìn)行碾壓混凝土施工，主要采取了以下溫控措施：對料倉搭設(shè)遮陽棚，提高堆料高度，在料倉內(nèi)進(jìn)行噴霧降溫；對上料皮帶搭設(shè)遮陽板，防止皮帶機(jī)上砂石料暴曬；用冷水機(jī)將基坑開挖回填時預(yù)留的集水井內(nèi)常溫水制冷到4℃～6℃后進(jìn)入拌和機(jī)進(jìn)行混凝土拌和；在倉面進(jìn)行噴霧降溫，攤鋪料碾壓完后及時用氣墊泡沫塑料布覆蓋，防止氣溫倒灌；在混凝土運(yùn)輸車輛上方搭設(shè)遮陽布，縮短運(yùn)輸時間，避免混凝土料水分過多散失；摻加高效緩凝劑，延長混凝土初凝時間，保證混凝土攤鋪、碾壓質(zhì)量；縮小澆筑壩塊，盡量避開中午高溫時段，在下午5時至次日上午11時進(jìn)行施工。

5.2 冬季施工措施

冬季繼續(xù)施工期間，主要采取了以下溫控措施：對拌和水進(jìn)行加溫，混凝土拌和時摻加防凍劑，在白天較高氣溫時段施工，混凝土碾壓完后及時進(jìn)行覆蓋保溫；鋪筑前對混凝土層面用蒸汽沖毛機(jī)進(jìn)行沖洗，將凹坑內(nèi)積水或凍冰消融、沖洗干凈，使層面升溫；在混凝土運(yùn)輸車輛上方搭設(shè)棉被篷，縮短運(yùn)輸時間，避免混凝土料暴露受凍；在模板內(nèi)側(cè)加聚苯泡沫板，拆模后對混凝土表面進(jìn)行保溫。

6 壩肩固結(jié)灌漿

大壩左右岸壩肩設(shè)計有固結(jié)灌漿，為了避免灌漿和碾壓混凝土兩個工序產(chǎn)生干擾，施工中先進(jìn)行靠壩肩處約20 m長壩體碾壓混凝土施工，提前形成進(jìn)倉道路，然后進(jìn)行大面積壩體混凝土碾壓施工，在此期間對壩肩提前鋪筑完的混凝土上用液壓鉆快速造孔并灌漿，保證兩道工序同步進(jìn)行。

7 結(jié)語

龍華口水電站大壩碾壓混凝土施工，合理規(guī)劃施工道路，采用自卸汽車直接上壩運(yùn)輸方式，充分體現(xiàn)了碾壓混凝土快速施工特點，在入倉、碾壓、切縫、冬季施工等工藝方面進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新，使碾壓混凝土筑壩工藝進(jìn)一步提高，混凝土質(zhì)量有了更好的保證。