吊洞水庫大壩碾壓混凝土施工中的質(zhì)量控制

【摘 要】吊洞水庫工程的壩體混凝土用量約23.77萬m3，壩型為碾壓混凝土拋物線變厚雙曲拱壩，壩高為90m的高壩，其施工難度大，技術(shù)復(fù)雜。混凝土施工組織及質(zhì)量控制是本工程的重點。本文結(jié)合吊洞水庫工程實例，研究分析該工程碾壓混凝土施工中涉及的主要問題，為類似工程提供技術(shù)參考。

【關(guān)鍵詞】碾壓混凝土拋物線變厚雙曲拱壩；施工組織；質(zhì)量控制；施工措施；

一、工程概況

吊洞水庫位于貴州省丹寨縣興仁鎮(zhèn)點烈村，所在河流為擺泥河，屬長江流域沅江水系清水江一級支流，距丹寨縣約19km。工程的主要任務(wù)是工業(yè)供水、城鎮(zhèn)供水和農(nóng)田灌溉。水庫總庫容2210萬m3，壩頂高程746.00m，壩頂總長234.55m，壩頂寬6m，壩底寬20n，最大壩高90m，大壩壩型為C20碾壓混凝土拋物線變厚雙曲拱壩。大壩右左兩側(cè)為非溢流壩段，河床段為溢流壩。

壩體主要建筑材料為90d齡期的C20三級配碾壓混凝土，抗?jié)B等級為W6，抗凍等級為F50；設(shè)計平均濕容重r=24KN/m3。大壩底部為厚3m的C20二級配常態(tài)混凝土，抗?jié)B等級為W8。壩內(nèi)廊道采用C25預(yù)制混凝土（厚40cm）。壩體內(nèi)部用C9020三級配碾壓混凝土，迎水面為50cm厚的C20二級配變態(tài)混凝土。

二、原材料質(zhì)量控制

1、砂石料質(zhì)量控制

工程所選的砂石料場位于大壩右岸下游約1.5km，基巖基本裸露，巖性為寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)群的塊狀細晶體白云巖，巖體較堅硬，質(zhì)量較好。砂石加工系統(tǒng)集中布置在料場附近，該系統(tǒng)承擔(dān)約23.77萬m3混凝土所需砂石骨料的生產(chǎn)。因?qū)Π自茙r特性缺少認識，施工單位在系統(tǒng)設(shè)計時參照石灰?guī)r的特性，骨料生產(chǎn)流程設(shè)計和設(shè)備選型上采用“一破到底”的工藝，造成骨料成品級配極不平衡，質(zhì)量較差的現(xiàn)象。即大石和中石料偏少，小石和人工砂偏多含泥量大且石粉含量較高，細度模數(shù)滿足不了規(guī)范及設(shè)計要求。為了解決以上問題，在砂石料生產(chǎn)中采取了以下措施：一是在原料開采時，徹底清除料源的覆蓋層，減小原料的含泥量；二是避開雨天生產(chǎn)砂石料，減小砂石料在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生裹粉現(xiàn)象而造成石粉量偏高；三是重新改造砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)備及生產(chǎn)工藝，并增設(shè)骨料沖洗設(shè)備。通過以上措施處理后，生產(chǎn)的砂石料取樣實驗論證，滿足設(shè)計要求。

2、水泥、粉煤灰、外加劑質(zhì)量控制

大壩碾壓混凝土和水泥粉煤灰漿均使用P.O42.5中低熱水泥，水化熱盡可能低，采用的水泥均應(yīng)符合國家和行業(yè)的現(xiàn)行標(biāo)準。通過對周邊水泥廠考查及產(chǎn)品取樣試驗，將都勻豪龍水泥廠生產(chǎn)的水泥作為本工程P.O42.5水泥供應(yīng)廠，其產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)量滿足工程要求。粉煤灰要求用Ⅱ級及Ⅱ級以上灰，工程采用貴州安順惠海粉煤灰開發(fā)有限公司生產(chǎn)的料煤灰，其產(chǎn)品符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2005、《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準》 GBJ146-90、《水工混凝土摻用粉煤灰技術(shù)規(guī)范》DL/T50055-2007的要求。通過對原料進行多次取樣實驗滿足相關(guān)要求后、對不同品牌的水泥分罐儲存，禁止混裝。不同等級的粉煤灰裝不同的罐，同等級不同品牌的粉煤灰盡量分罐儲存。所有減水劑、引氣劑、氧化鎂等外加劑需在保質(zhì)期內(nèi)使用，禁止使用過期、失效的外加劑、添加物。材料入庫前做好水泥和粉煤灰的入庫標(biāo)識工作。材料使用前試驗室根據(jù)材料情況及時調(diào)整施工配合比，并對原材料按規(guī)范的有關(guān)要求進行及時抽檢。

三、碾壓混凝土拌制

1、混凝土拌和溫控措施

根據(jù)本工程施工總進度計劃，大壩絕大部份混凝土都安排在每年的10月至次年4月份施工，其中10月份仍然安排部分壩體混凝土澆筑，但該部分混凝土的澆筑量小，故不考慮設(shè)置骨料預(yù)冷系統(tǒng)，但為降低混凝土出機口溫度，可在現(xiàn)場設(shè)置簡易制冷設(shè)備，加工40C冷水，用于拌和10月份澆筑的混凝土。為了控制碾壓混凝土出機口溫度，在混凝土拌和生產(chǎn)中采取加冰片或加冷水拌和混凝土 ，拌和混凝土冷水溫度控制在40C左右。對澆筑強度大、氣溫高時出機口溫度控制在120C以內(nèi)，并隨澆筑強度和氣溫等情況調(diào)整出機口溫度，確保澆筑溫度滿足設(shè)計要求。

2、混凝土拌和投料順序及時間控制

拌和樓拌制碾壓混凝土的投料順序、拌和時間必須按試驗室報經(jīng)監(jiān)理工程師批準的參數(shù)進行。對于強制式拌和系統(tǒng)，結(jié)合白云巖特性，通過現(xiàn)場多次碾壓試驗最終確定的投料順序及拌和時間如表1

四、混凝土澆筑施工質(zhì)量控制

1、混凝土入倉

本工程混凝土入采用汽車入倉、負壓溜管入倉、塔吊及纜機入倉。

（1）汽車入倉?；炷吝\輸過程中不得發(fā)生分離、漏漿，嚴重泌水等現(xiàn)象。當(dāng)室外氣溫≥250C，混凝土運輸途中設(shè)置遮陽防曬及保溫設(shè)施，以減少運輸途中混凝土溫度回升。運送混凝土汽車入倉前，必須沖洗輪胎和汽車底部所粘的泥土、污物。沖洗汽車時需走動1～2次，未沖洗干凈不得強行進倉。

（2）負壓溜管入倉、塔吊及纜機入倉。負壓溜管入倉、塔吊及纜機入倉出料口距自卸車車廂內(nèi)混凝土面的高度小于100cm。負壓溜管運輸混凝土前需檢查槽身及蓋帶的磨損情況，局部破損處應(yīng)及時修補或更換；檢查受料斗弧門運轉(zhuǎn)是否正常；管內(nèi)的殘渣是否清理干凈；出料口處的臨時支撐是否牢固。負壓溜管在運輸混凝土過程中要加強巡視和維護，且一般不要將受料斗放空，只有來料間隔時間大于20min時才需要將受料斗放空。

2、卸料與平倉質(zhì)量控制

平倉厚度由壓實厚度決定，本工程碾壓混凝土的壓實厚度采用30cm，平倉厚度為30～35cm。混凝土施工縫面在鋪漿后立即覆蓋碾壓混凝土。為減少骨料分離，卸料平倉后，料堆周邊集中的大骨料用人工分散至料堆上，不允許繼續(xù)在不處理的料堆附近卸料。平倉機推料宜采用先兩側(cè)后中間的方法，平倉倉過程中出現(xiàn)兩側(cè)骨料集中，由人工分散于條帶上。平倉后的混凝土料口保持斜面，讓汽車在新平倉的混凝土層上卸料，避免直接卸在已碾壓的層面上。

3、混凝土碾壓

振動碾作業(yè)參數(shù)（碾遍數(shù)、行走速度、振頻、振幅）按施工工藝試驗成果確定。振動碾行走速度為1.0～1.5km/h，大型振動碾作業(yè)采用程序按無振2遍→有振4遍→無振2遍進行（見表2）

由碾壓遍數(shù)與壓實度關(guān)系曲線可知，二級配混凝土在有振碾壓6遍時壓實度>98%（設(shè)計要求相對壓實度不小于98%），且在碾壓8遍、10遍時壓實度變化不大；三級配混凝土在有振碾壓8遍時的壓實度>98%，當(dāng)碾壓6遍時壓實度滿足不了設(shè)計要求，在碾壓10遍時壓實度變化不大。

對變態(tài)混凝土施工按以下工藝要求進行：①變態(tài)混凝土應(yīng)隨碾壓混凝土澆筑逐層施工，一般宜采用底部或中部加漿法；變態(tài)混凝土的鋪層厚度宜與平倉厚度相同。②變態(tài)混凝土施工的工序為：平倉→碾壓→挖槽→加漿→填槽→振搗→復(fù)碾。③碾壓時，變態(tài)混凝土振搗部位不得碾壓，其它部位仍按要求的密實度碾壓。目的是為了防止?jié){體擴散到變態(tài)混凝土區(qū)域之外，保證變態(tài)混凝土施工質(zhì)量。④加漿量應(yīng)經(jīng)試驗確定，嚴格按規(guī)定用量控制。宜采用能計量的專用加漿器具，加漿量應(yīng)通過計算控制（如：上游壩面振搗寬度為30cm，碾壓層厚30cm，加漿量（加漿量按6%）為每米加入3×10×3×0.06=5.4升）。視碾壓混凝土的VC值的變化，可適當(dāng)調(diào)整加漿量。⑤變態(tài)混凝土振搗應(yīng)使用高頻振搗器，振搗時間宜大于常態(tài)混凝土1～2倍。保證漿體翻至表面。同時振搗器應(yīng)插入下層混凝土5cm，保證均勻性。⑥在變態(tài)混凝土與碾壓混凝土的接合部，用振動碾復(fù)碾。復(fù)碾的范圍應(yīng)進入變態(tài)混凝土20cm以上。碾壓遍數(shù)為倉面碾壓遍數(shù)的二分之一。⑦止水片周圍是變態(tài)混凝土施工的關(guān)鍵部位之一，應(yīng)嚴格按設(shè)計要求施工，采取措施支撐和保護止水材料，確保振搗密實。

碾壓遍數(shù)與壓實度關(guān)系曲線

4、層間結(jié)合與縫面處理

（1）及時覆蓋。連續(xù)上升鋪筑的碾壓混凝土，在層間允許間隔時間表內(nèi)碾壓完成和層面允許停歇時間內(nèi)完成混凝土覆蓋；在高溫和次高溫季節(jié)內(nèi)對已碾壓完畢的混凝土用保溫被進行覆蓋。

（2）控制時間。本工程大壩絕大部份混凝土都安排在每年的10月至次年4月份施工，避開了高溫季節(jié)（4～9月）澆筑。

連續(xù)上升鋪筑的碾壓層面停歇時間在次高溫季節(jié)（3月、10月）應(yīng)為8～16h，低溫季節(jié)（11月～次年2月）應(yīng)為10～24h。

對于三級配，將層面松散物及積水清除干凈，鋪一層厚度為1.5cm強度與混凝土高一級砂漿，并立即攤鋪上一層碾壓混凝土，在砂漿初凝以前碾壓完畢；對于防滲區(qū)二級配混凝土，將前述方法中的砂漿改為水泥+粉煤灰漿，厚度為2mm。

若層面停歇時間超過以上控制時間，按施工縫處理。

（3）壩身段上游防滲區(qū)（二級配碾壓混凝土）內(nèi)每個碾壓層面，鋪2mm厚水泥粉煤灰凈漿，以提高層間結(jié)合及防滲能力。

五、混凝土質(zhì)量檢驗

鉆孔取樣是檢驗混凝土質(zhì)量的綜合方法，對評價混凝土的各項技術(shù)指標(biāo)十分重要。

由于碾壓混凝土中存在較多層面，其滲透特性是評價混凝土質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，如庫水沿層縫面或薄弱部位進入壩體，則會增加壩體的孔隙水壓力及揚壓力，降低壩體的抗滑穩(wěn)定。

其次，滲透水還會將結(jié)構(gòu)中的Ca（OH）和其他成份帶走，影響混凝土的強度和耐久性，規(guī)范中明確指出，現(xiàn)場鉆孔壓水試驗是評定碾壓混凝土大壩抗?jié)B性的一種方法。

六、結(jié)束語

通過對碾壓混凝土的原材料、拌合、倉面施工各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，可形成質(zhì)量優(yōu)級良的碾壓混凝土壩體。

經(jīng)過對施工完成的碾壓混凝土進行現(xiàn)場試驗和檢驗，其抗?jié)B性能及層間結(jié)合優(yōu)良，各項指標(biāo)均滿足設(shè)計和規(guī)范要求，質(zhì)量控制效果顯著。以上所得技術(shù)成果可供類似工程參考。

參考文獻：

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