上水庫(kù)副壩碾壓混凝土(RCC)施工技術(shù)

張俊陽

(葛洲壩集團(tuán) 第二工程有限公司，四川 成都610091)

1 工程概況

江蘇宜興抽水蓄能電站上水庫(kù)副壩為碾壓混凝土(RCC)重力壩。壩高36.7 m，長(zhǎng)216 m 分為8 個(gè)壩段，混凝土總方量為8.6 萬m3，其中常態(tài)混凝土1.54 萬m3，碾壓混凝土6.8 萬m3;上游防滲層采用變態(tài)混凝土，壩體內(nèi)部及下游面碾壓混凝土為R90100#W4F50 三級(jí)配，壩體上游防滲體碾壓混凝土為R90200#W8F100 二級(jí)配，其中上游迎水面50 cm 為變態(tài)混凝土，壩基為常態(tài)混凝土R90200#W8F100。

2 施工工藝簡(jiǎn)述

2.1 原材料及混凝土施工配合比

采用海螺牌普硅42.5 級(jí)水泥，I 級(jí)粉煤灰，人工砂巖骨料，JG3 緩凝高效減水劑，引氣劑為DH9。副壩混凝土施工配合比見表1。

表1 碾壓混凝土施工配合比表

2.2 混凝土拌制

混凝土采用3 m3強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌制，攪拌時(shí)間75～90 s。機(jī)口及倉(cāng)面VC 值分別控制在4～8 s 和5～10 s。

2.3 混凝土運(yùn)輸

混凝土運(yùn)輸有兩種方式:①自卸車直接入倉(cāng)。②自卸車倉(cāng)外水平運(yùn)輸，負(fù)壓溜槽垂直運(yùn)輸入倉(cāng)，倉(cāng)面采用自卸汽車轉(zhuǎn)運(yùn)到填筑作業(yè)面。

2.4 攤鋪

混凝土攤鋪采用1 臺(tái)D80 推土機(jī)以進(jìn)占法平倉(cāng)攤鋪，松鋪層厚33～35 cm，碾壓層厚30 cm。

2.5 碾壓

采用12.3 t 雙筒振動(dòng)碾碾壓，起振力140 kN、振動(dòng)頻率30～45 Hz、振幅0.8 mm。按無振2 遍+有振6 遍進(jìn)行碾壓。

2.6 層面結(jié)合處理方法

Ⅰ型冷縫，其倉(cāng)內(nèi)混凝土間歇時(shí)間為9 h，一般為混凝土供料出現(xiàn)異常，使倉(cāng)內(nèi)已鋪混凝土接近初凝時(shí)的層面處理可直接繼續(xù)填筑上升，層面是否增鋪砂漿，應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)天氣和層面具體情況決定。

Ⅱ型縫，其倉(cāng)內(nèi)混凝土間歇時(shí)間為36 h，一般為分倉(cāng)施工縫。通常按常規(guī)沖毛后層面鋪砂漿再進(jìn)行上一層混凝土施工，其處理效果較好。

2.7 變態(tài)混凝土施工工藝

采用人工挖槽注漿，槽深為鋪填厚度的1/2。注漿后再用被挖出的混凝土覆蓋，振搗密實(shí)，注漿量為45 L～50 L/m3，注漿漿液在現(xiàn)場(chǎng)就近攪拌。

2.8 成縫工藝

壩段橫縫采用“先碾后切”方法形成，國(guó)產(chǎn)手持式振動(dòng)切縫機(jī)切縫，切刀長(zhǎng)200 mm，厚16 mm，切縫深為250 mm，將裁切好的條狀彩條布隨切刀插入混凝土，形成連續(xù)縱縫。

2.9 質(zhì)量控制與檢測(cè)

壩體碾壓混凝土主要是進(jìn)行碾壓參數(shù)的控制。采用核子密度儀檢測(cè)碾壓層混凝土的壓實(shí)密度，同時(shí)對(duì)出機(jī)口和倉(cāng)面混凝土的性能進(jìn)行檢測(cè)。其檢測(cè)項(xiàng)目有:VC 值、混凝土含氣量、溫度等，并現(xiàn)場(chǎng)制作試件進(jìn)行28 d、90 d 的抗壓強(qiáng)度、劈拉、抗凍、抗?jié)B及極限拉伸值的檢測(cè)。

3 施工技術(shù)探討

3.1 骨料中石粉含量

1)由于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)砂的石粉含量為6.8%～10%左右，業(yè)主要求在混凝土拌制投料時(shí)采用人工投放外購(gòu)的袋裝石粉。經(jīng)對(duì)外購(gòu)石粉進(jìn)行檢測(cè)，其顆粒粒徑全部在0.08 mm 以下，摻入量約為5%～8%，使石粉含量達(dá)到10%～16%。

2)關(guān)于砂石骨料中的石粉對(duì)碾壓混凝土性能的影響，試驗(yàn)證明當(dāng)保持水泥和粉煤灰用量不變的條件下，一定含量的石粉可以增加混凝土的可碾性，而對(duì)混凝土的VC 值影響不大，有利于提高混凝土的抗?jié)B性與抗凍性。但是，如果石粉中細(xì)小顆粒(＜0.08 mm)含量過大，會(huì)導(dǎo)致用水量增加，不僅現(xiàn)場(chǎng)碾壓性能得不到改善，還會(huì)增加碾壓混凝土的干縮值，而且人工投料強(qiáng)度大，不利于現(xiàn)場(chǎng)操作。

3.2 VC 值的控制

1)本工程設(shè)計(jì)要求碾壓混凝土拌和物VC 值控制在5 s～10 s。實(shí)際施工中現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師在進(jìn)行該項(xiàng)目控制時(shí)裁定，當(dāng)VC 值＜5 s 時(shí)即作為棄料處理。由于各種原因，砂石骨料的含水量難以控制在6%以內(nèi)，即使不加水所拌制的混凝土VC值也＜5 s，造成大量混凝土拌和物浪費(fèi)，經(jīng)濟(jì)損失較大。

2)實(shí)際上，有關(guān)規(guī)范規(guī)定的碾壓混凝土VC 值經(jīng)歷了20 s±5 s(86 版)、5～15 s(94 版)、5～12 s(2000 版)三個(gè)不同范圍的變化。據(jù)統(tǒng)計(jì)，九十年代后期至今，大多數(shù)工程碾壓混凝土VC 值已經(jīng)明顯低于5～12 s 的規(guī)定，VC 值明顯減小，各工程控制范圍不盡相同，當(dāng)氣溫較高時(shí)(高于25℃)大都采用0～5 s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的5～12 s。

3)施工實(shí)踐證明，對(duì)碾壓混凝土拌和物的VC 值應(yīng)實(shí)行動(dòng)態(tài)控制，機(jī)口VC 值可根據(jù)施工時(shí)的氣溫適當(dāng)調(diào)整，調(diào)整方法為VC 值+1 s，用水量?1.5～2.0 kg/m3，倉(cāng)面VC 值控制以不陷碾、碾壓后混凝土表面泛漿稍具“彈性”則有利于保證碾壓混凝土的質(zhì)量。

3.3 斜層碾壓施工技術(shù)

實(shí)際上該項(xiàng)技術(shù)已在多個(gè)工程中得到應(yīng)用。通過本工程施工實(shí)踐，這種新的碾壓技術(shù)可以用較小的澆筑能力覆蓋較大面積的壩體澆筑倉(cāng)面。使同層Ⅱ段立模工序可與Ⅰ段澆筑工序重疊，提高施工工效，加快施工進(jìn)度。同時(shí)，由于倉(cāng)面面積減小，碾壓層間間隔時(shí)間縮短，有利于提高碾壓混凝土層間結(jié)合質(zhì)量。斜層部位為施工通道，其碾壓混凝土的芯樣獲得率、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)略優(yōu)于通倉(cāng)薄層鋪筑法，二者壓水試驗(yàn)成果接近。因此，斜層平推鋪筑法是碾壓混凝土筑壩施工中值得推廣的一項(xiàng)新方法。

3.4 岸坡壩段基礎(chǔ)常態(tài)混凝土與碾壓混凝土間接縫止水

本工程由于壩基廊道常態(tài)混凝土與碾壓混凝土分開澆筑，二者之間形成了一道施工逢。施工逢按照鑿毛后鋪砂漿的方法進(jìn)行處理。從最終效果來看，水平施工逢處理較好，但岸坡段基礎(chǔ)常態(tài)混凝土與碾壓混凝土之間的施工縫存在明顯的滲水痕跡，因此建議該施工縫設(shè)置一道止水或者斜坡基巖面常態(tài)混凝土與碾壓混凝土同時(shí)上升。

3.5 下游壩坡面模板

本工程下游壩坡面采用預(yù)制混凝土梁作為模板。預(yù)制梁斷面為高60 cm×寬44 cm、長(zhǎng)3 m。從施工應(yīng)用情況來看，采用預(yù)制梁作為模板，施工簡(jiǎn)單，節(jié)省工期和成本，但難以滿足作為混凝土永久外露面的外觀質(zhì)量要求。故對(duì)464.2 m 高程以上部分壩體永久外露面采用多卡大平面模板，獲得了較好的外觀質(zhì)量。

4 取芯及壓水試驗(yàn)成果

4.1 芯樣獲得率及外觀評(píng)定

碾壓混凝土芯樣獲得率達(dá)95.13%，見表2，取出單根芯樣最大長(zhǎng)度為8.36 m。

表2 副壩碾壓混凝土芯樣獲得率統(tǒng)計(jì)及外觀評(píng)定表

4.2 壓水試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)

壓水試驗(yàn)透水率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)成果，見表3，試驗(yàn)結(jié)果表明，二級(jí)配混凝土透水率＜0.5 Lu，三級(jí)配混凝土透水率＜1 Lu，均滿足設(shè)計(jì)要求。

表3 副壩碾壓混凝土壓水試驗(yàn)透水率統(tǒng)計(jì)表

5 結(jié)語

宜興抽水蓄能電站副壩碾壓混凝土(RCC)重力壩施工質(zhì)量?jī)?yōu)良，通過工程實(shí)踐，工程技術(shù)應(yīng)用取得了成功，施工技術(shù)可供同類工程借鑒。