大型水電站碾壓混凝土施工探索

吳緒亮　王建寧

摘 要：碾壓混凝土憑借其施工快、強(qiáng)度高、縮縫少、水泥用量少、造價(jià)低、減少施工環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)大中型水電站的建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。本文通過(guò)總結(jié)向家壩水電站二期工程左岸導(dǎo)流缺口加高壩段碾壓混凝土施工工藝的改進(jìn)措施，對(duì)碾壓混凝土壩在高強(qiáng)度、高升層條件下的快速施工工藝進(jìn)行了探索。

關(guān)鍵詞：碾壓混凝土；快速施工；工藝改進(jìn)

碾壓混凝土在大型水利水電工程中已有了廣泛的應(yīng)用，并積累了諸多豐富經(jīng)驗(yàn)，隨著機(jī)械設(shè)備不斷的改進(jìn)和更新、施工工期縮短、地域及氣候條件的差異性較大等因素的影響，其碾壓混凝土的施工工藝及要求也隨之有些變化，碾壓混凝土如何在高升層快速施工中保證質(zhì)量要求或達(dá)到更高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，這是我們?cè)谑┕r(shí)遇到的也是急待解決的問(wèn)題，由于施工進(jìn)度和施工質(zhì)量在很大程度上是個(gè)矛盾體，所以在解決這一問(wèn)題時(shí)不能僅從單方面去處理，而要從兩者的根源入手，換而言之就是要解決施工工藝問(wèn)題，一套成熟的施工藝源自對(duì)施工經(jīng)驗(yàn)和施工技術(shù)的有效結(jié)合，在向家壩水電站二期II標(biāo)左非加高壩段施工時(shí)，通過(guò)不斷的技術(shù)改進(jìn)和施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，在碾壓混凝土高升層、高強(qiáng)度的施工中取得了一套較為有效和完善的施工工藝。

1 工程概況

向家壩水電站二期工程左岸導(dǎo)流缺口壩段（左非①～左非⑥壩段）高程280.00m以上壩體混凝土加高部分，其施工采用碾壓混凝土施工工藝，由于受蓄水、發(fā)電等節(jié)點(diǎn)工期和汛期防洪的影響，加高壩段的施工工期非常緊迫，在2012年6月份汛期到來(lái)之前，必須澆筑至高程325.00m，10月完成封頂準(zhǔn)備蓄水。

左岸導(dǎo)流缺口加高部分壩體前緣寬115m，其中左非①～⑤壩段寬20.00m，左非⑥壩段寬15.00m，加高壩體高度104m，壩體加高部分基本斷面為：上游起坡點(diǎn)高程295.00m，高程295.00m以下上游坡比1：0.2，高程295.00m以上上游面鉛直；下游基本三角形頂點(diǎn)高程386.00m，下游坡比1：0.75，加高部分范圍為0-19.50m～0+079.50m，最大壩寬99.00m；為和岸坡段下游壩面平順相接，在左非⑥壩段，下游基本三角形頂點(diǎn)高程由386.00m漸變至380.00m，坡比不變。壩頂寬由于交通要求最寬設(shè)置為40.00m。部分壩頂寬度同沖沙孔壩段一樣通過(guò)設(shè)置在壩頂下游與大壩整體澆筑的實(shí)體拱來(lái)實(shí)現(xiàn)。壩頂內(nèi)在高程281.00m、287.00m、322.00m和350.00m分別設(shè)置有廊道。

左非加高壩段于2011年11月開始施工至2012年10月基本實(shí)現(xiàn)全壩段封頂，其中碾壓混凝土于2012年9月份完成施工，左非①～⑥壩段完成混凝土方量49.6萬(wàn)m3，碾壓混凝土47萬(wàn)m3，常態(tài)混凝土2.6萬(wàn)m3，月平均澆筑方量達(dá)到6.2萬(wàn)m3，其中單日最高強(qiáng)度1萬(wàn)m3。

2 施工難點(diǎn)分析

左非加高壩段存在壩體較高、結(jié)構(gòu)變化頻繁、異形結(jié)構(gòu)多、施工工期短、施工強(qiáng)度高、入倉(cāng)措施較多等因素，對(duì)碾壓混凝土的質(zhì)量形成了很大的影響。

2.1 需保證在快速安裝模板時(shí)，能滿足剛度和強(qiáng)度的要求，其中如何保證多套模板工藝之間有序銜接，是應(yīng)對(duì)高升層時(shí)結(jié)構(gòu)變化頻繁的關(guān)鍵因素。

2.2 如何控制好高升層大體積混凝土溫度，對(duì)碾壓混凝土的質(zhì)量影響很大。

2.3 在出現(xiàn)極端天氣或機(jī)械故障時(shí)，最大化的減小對(duì)碾壓混凝土施工的影響。

3 施工工藝改進(jìn)

針對(duì)上述施工難點(diǎn)，對(duì)左非加高壩段施工工藝進(jìn)行了多次改進(jìn)，通過(guò)總結(jié)和分析將各工藝做了如下的梳理。

3.1 模板工藝。由于施工工期較緊采用高升層施工是唯一的解決辦法，施工分層為▽281～▽287～▽300～▽320～▽332～▽340～▽350～▽360混凝土連續(xù)高升層上升關(guān)鍵的制約條件是模板安裝和加固，為此改進(jìn)了模板施工工藝并使用特制模板。

左非加高壩段施工主要采用翻轉(zhuǎn)模板，該模板工況屬于懸臂結(jié)構(gòu)，主要通過(guò)水平方向預(yù)埋的4根錨筋固定，無(wú)需在倉(cāng)內(nèi)設(shè)置拉筋，模板受力條件好，不易變形走樣，便于碾壓混凝土機(jī)械化、快速施工作業(yè)，保證混凝土連續(xù)、不間歇。夏季碾壓混凝土澆筑時(shí)對(duì)胚層覆蓋時(shí)間要求較高，需提高碾壓澆筑強(qiáng)度。

3.2 冷卻水管施工工藝。由于高升層碾壓混凝土水化熱較高，若溫控措施不當(dāng)對(duì)混凝土質(zhì)量影響較大。鑒于每層所鋪設(shè)冷卻水管較多、上引管部位過(guò)于集中、高升層混凝土內(nèi)部升溫過(guò)高等問(wèn)題做出了如下的改進(jìn)。

3.2.1 上引部位的冷卻水管制作專用上引架子，以保證冷卻水管間排距，避免出現(xiàn)引管集中現(xiàn)象。

3.2.2 改用硬塑管為上引冷卻水管，防止上引管部位出現(xiàn)超冷現(xiàn)象，在施工時(shí)亦便于調(diào)整間排距。

3.2.3 針對(duì)溫差效應(yīng)與混凝土水化熱冷卻做出了相應(yīng)的調(diào)整，在混凝土澆筑后1～7天通水25～30L，第4天溫度最高，加強(qiáng)該時(shí)段的通水換向工作，7天以后開始降溫，在15天以內(nèi)溫度降幅較小流量可調(diào)至20～25L，當(dāng)溫度在16～25已基本穩(wěn)定，通水15～20L即可。

3.3 極端天氣及機(jī)械故障施工措施。在澆筑▽332.6m～▽350m層時(shí)正處值高溫多雨季節(jié)，澆筑期間多次出現(xiàn)小雨、大雨天氣影響到正常的混凝土澆筑，由于是高升層施工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，發(fā)生了多次機(jī)械、設(shè)備故障的現(xiàn)象，直接影響到混凝土的正常澆筑。針對(duì)這些狀況采取了一些積極的防犯和補(bǔ)救措施。

3.3.1 雨季施工措施調(diào)整。據(jù)統(tǒng)計(jì)在施工期間單倉(cāng)降雨次數(shù)多大6次、平均每28h一次，在此期間每班積極與氣象中心聯(lián)系，若預(yù)報(bào)有雨時(shí)及時(shí)準(zhǔn)備和檢查防雨資源，具體措施如下：①分區(qū)域分次序合理充足的按碾壓條帶布置防雨布、水泵、吸管等。②根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況聯(lián)系實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行對(duì)出機(jī)口混凝土VC值進(jìn)行調(diào)整。③突發(fā)情況應(yīng)急機(jī)動(dòng)人員不低于30人，并分組安排好負(fù)責(zé)人。④當(dāng)雨停時(shí)先將防雨布上積水排除干凈，再分條帶拉開防雨布并對(duì)混凝土積水進(jìn)行排除，若發(fā)生混凝土間歇時(shí)間超過(guò)8h但仍有重塑性時(shí)可對(duì)該部位進(jìn)行接縫混凝土（砂漿或二級(jí)配混凝土）覆蓋處理，對(duì)未碾壓密實(shí)混凝土進(jìn)行復(fù)碾直至合格。

3.3.2 高溫天氣澆筑措施。高溫一般持續(xù)時(shí)間在10點(diǎn)～16點(diǎn)之間，相比雨天的澆筑高溫天氣的防護(hù)措施反應(yīng)較為迅速，主要措施：①高溫時(shí)段及時(shí)打開噴霧機(jī)或沖毛槍進(jìn)行噴霧，使?jié)仓}(cāng)內(nèi)形成霧氣，減少布料、平倉(cāng)、碾壓時(shí)混凝土VC值損失。②提高澆筑強(qiáng)度或調(diào)整胚層厚度，以減少胚層覆蓋時(shí)間，及時(shí)用保溫被對(duì)混凝土面進(jìn)行覆蓋。③加強(qiáng)對(duì)混凝土VC值的檢測(cè)，及時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整出機(jī)口混凝土的VC值。④當(dāng)因高溫造成碾壓混凝土表面泛漿不足或混凝土可塑性降低時(shí)，先潑灑凈漿再進(jìn)行鋪料碾壓。

3.3.3 機(jī)械故障應(yīng)急措施。由于施工周期較長(zhǎng)，過(guò)程中碾壓澆筑設(shè)備故障頻發(fā)，對(duì)碾壓混凝土的正常澆筑影響很大，據(jù)統(tǒng)計(jì)單倉(cāng)澆筑機(jī)械故障高達(dá)5次之多，故障時(shí)間2～4小時(shí)，對(duì)常態(tài)和變態(tài)部位的影響最大，當(dāng)確定故障檢修時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，及時(shí)采用通倉(cāng)覆蓋防雨布措施進(jìn)行層面防護(hù)，并進(jìn)行噴霧降溫防止混凝土表面干硬，及時(shí)對(duì)接茬部位的混凝土進(jìn)行復(fù)振，在恢復(fù)澆筑時(shí)對(duì)常態(tài)、變態(tài)區(qū)域的混凝土進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)有初凝現(xiàn)象時(shí)，根據(jù)初凝面積和區(qū)域確定措施，優(yōu)先對(duì)間歇時(shí)間較長(zhǎng)部位覆蓋澆筑。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著碾壓混凝土在各領(lǐng)域不斷的應(yīng)用和發(fā)展，其施工工藝也將勢(shì)必通過(guò)各專業(yè)之間的相互滲透，而得到更深層次的改進(jìn)和創(chuàng)新。