淺析白石水庫大壩碾壓混凝土施工工藝

劉福玉

（遼寧省白石水庫管理局 遼寧 朝陽 122000）

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷增長與工程技術(shù)的日趨完善，水利設(shè)施的修建量逐年增加，在我國的社會生產(chǎn)建設(shè)中起著越來越重要的作用[1]。其中，碾壓混凝土壩是常用的一種形式，該類壩型在施工過程的工藝是重點與難點[2]，根據(jù)以往經(jīng)驗，大壩碾壓混凝土施工應(yīng)遵循的原則有：

（1）在已具備的條件下，保證其施工質(zhì)量高、速度快、進度效率達到設(shè)定目標；

（2）控制各工序之間的間隔時間，如確定合理的層間間隔時間[3]（常常以先澆筑層的初凝時間作為判斷標準）；

（3）確保面層質(zhì)量并嚴格控制，等等。本文將結(jié)合遼寧省白石水庫碾壓混凝土大壩，對其施工工藝進行分析、探討。

1 工程概況

白石水庫位于遼寧省北票市上園鎮(zhèn)境內(nèi)的大凌河干流[4]，上距北票市約46.2km，下距義縣45.8km，水庫攔河壩為RCD碾壓混凝土重力壩，設(shè)計洪水標準為500年一遇，最大壩高達49.3m，水庫為多年調(diào)節(jié)水庫，控制流域面積達17649km2，投資總額約22.09億元，是遼寧省“九五”期間水利水能資源開發(fā)建設(shè)的重點工程項目，其主要功能是防洪、灌溉、城市供水，并兼顧發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合利用。白石水庫大壩的壩型經(jīng)過綜合比選和采用了RCD碾壓混凝土重力壩，壩頂長513m，主要建筑物包括左岸11孔溢流表孔（弧形閘門），12孔泄洪排沙底孔（平板閘門），3條發(fā)電引水鋼管及壩后式地面廠房，3臺發(fā)電機組。整個大壩最大壩高達49.3m，大壩碾壓混凝土11.27萬m3，其中，常態(tài)混凝土44.34萬m3。

2 大壩碾壓混凝土施工配合比

2.1 主要原材料供應(yīng)

大壩主要原材料包括水泥、粉煤灰、骨料、外加劑等[5]。其中，水泥供應(yīng)考慮就地取材，選擇遼寧撫順硅酸鹽大壩525號水泥，經(jīng)檢測符合GB200—89要求。粉煤灰為省內(nèi)元寶山電廠供應(yīng)Ⅰ級粉煤灰，粗骨料采用混合料，其中天然骨料：粒徑5mm～20mm占40%、粒徑20mm～40mm占25%、粒徑40mm～80mm占5%，其余為人工骨料混合而成，各項指標均符合規(guī)定要求（SDJ207—82、SDJ17—78）。砂為現(xiàn)場天然砂，細度模數(shù)F.M=2.4～2.8，經(jīng)檢測符合規(guī)定（SDJ207—82)。外加劑主要使用緩凝劑、引氣劑（AEA202）及減水劑（木鈣）。

2.2 大壩碾壓混凝土施工配合比

大壩碾壓混凝土施工配合比的確定經(jīng)場地內(nèi)試驗初步擬定，并經(jīng)現(xiàn)場混凝土碾壓試驗校核后，最終選定，選定后的大壩碾壓混凝土施工配合比見表1。

3 碾壓混凝土施工工藝

3.1 混凝土模板工程

考慮到減少模板間的縫隙面，保證模板整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并盡量減小滲透，大壩上游（背水面）直立面模板采用的是3m×3.5m（寬×高）的大模板，每套模板采用三塊模板連續(xù)翻轉(zhuǎn)方式，模板之間交替上升，大壩下游（背水面）臺階面處采用正方形（2.5m×2.5m）的雙層翻升模板，并在模板頂面邊緣區(qū)域設(shè)置修飾角鋼護面，以保證翻升模板具有足夠的剛度[7～8]。

表1 白石水庫碾壓混凝土室內(nèi)試驗配合比

在各層混凝土的接觸面以及橫縫面處設(shè)置懸臂模板，以方便安裝并保證混凝土澆筑時分層錯縫的穩(wěn)定，溢流堰采用異型寬尾敦方式，采用滑模方式。對于其余的特殊結(jié)構(gòu)，如排水廊道、排水孔等，根據(jù)其實際平面尺寸采用預(yù)制混凝土。

3.2 混凝土入倉澆筑

由于白石水庫碾壓混凝土澆筑量較大，因此混凝土的入倉方式采用自卸汽車入倉的方法。

考慮到混凝土入倉的操作性，在本項目中，碾壓混凝土全部采用自卸汽車入倉的方式，在入倉前，為保持澆筑面清潔，避免雜質(zhì)干擾，必須對汽車輪胎與車面進行沖壓水槍清洗，清洗后，要設(shè)置100m的脫水路段，并設(shè)置路表排水溝，以避免污水進入澆筑倉內(nèi)。

3.3 混凝土平倉碾壓

混凝土平倉設(shè)備主要采用日本D31p—18A及D65P—8濕地推土機，倉面碾壓以德國BW200、BW202AD和BW75S振動碾壓為主，碾壓效果測量主要檢測密實度、孔隙率、VC值，對應(yīng)檢測的儀器分別選用DN-40中子儀、TS-600VC值測量儀。

為保證壓實度，混凝土碾壓采用平推碾壓，施工中自卸汽車倒退發(fā)直接入倉，先從遠端開始下料，分三層薄層攤鋪，每層27cm共81cm，碾壓后達到75cm。濕地推土機平倉，人工處理料堆旁的分離骨料。沿條塊攤鋪方向，采用BW200震動碾進行碾壓，嚴格按照無震2遍，有震8遍再無震2遍碾壓，碾壓速度不大于1.1km/h，最后再用BW 75型手扶震動碾找平，是表面平整。在高溫天氣下作業(yè)時，碾壓過程中要根據(jù)氣溫與蒸發(fā)量適當(dāng)進行補水處理。

每層混凝土碾壓結(jié)束后，應(yīng)取適當(dāng)?shù)臋z測點對碾壓質(zhì)量進行檢測，通常，碾壓檢測點間距橫向（大壩軸向）取30m、豎向間距取20m。將檢測結(jié)果與目標值進行對比，對達不到目標值的區(qū)域進行補碾，此外，若某層混凝土密實度合格率低于95%，應(yīng)對該層混凝土進行重碾處理。

3.4 混凝土層間結(jié)合處理

在混凝土澆筑前進行碾壓混凝土現(xiàn)場工藝試驗以及剪切試驗，根據(jù)試驗結(jié)果，確定混凝土層間結(jié)合處理措施：

（1）混凝土拌合后至碾壓完畢之間的間隔控制在2h以內(nèi)；

（2）混凝土層間間隔時間最大不得超過8h，混凝土層間間隔時間如果能控制在6h以內(nèi)，則下層混凝土可直接上升鋪筑，若混凝土層間間隔時間控制在6h～8h，在下一層混凝土鋪筑前，必須先噴灑一層2mm厚的水泥粉煤灰凈漿，以增強混凝土層間的分子結(jié)合力，保證澆筑混凝土的整體性；

（3）如果因為氣候、工序等不可調(diào)節(jié)因素，混凝土層間間隔時間超過8h，則混凝土層間結(jié)合按照施工縫處理。

3.5 縫面處理

在混凝土終凝后，為保證混凝土表面的整潔性與光滑度，需要對混凝土縫面做沖毛措施處理，該道工序采用的儀器為國內(nèi)常用的HVW-MI型，該臺機器能保證足夠的平整光滑度與工作效率，機器購置費用較低，使用能耗較小，非常適合本工程的應(yīng)用。

4 結(jié)論

白石水庫碾壓混凝土大壩在碾壓混凝土施工過程中借鑒了國內(nèi)外先進的混凝土施工經(jīng)驗，同時聘請了相關(guān)領(lǐng)域的專家作為技術(shù)顧問給予技術(shù)指導(dǎo)，在此背景下，本項目采用了許多有效的工程措施，對碾壓混凝土許多領(lǐng)域進行了研究探索，并反映到具體的工程措施里去。根據(jù)該工程62.5萬m3混凝土施工后的性能檢測以及投入使用多年后的結(jié)構(gòu)功能來看，其各項性能指標都能很好的滿足設(shè)計要求，可見本文所述的工藝設(shè)計合理得當(dāng)，起到了良好的效果。本文研究結(jié)論，可為水利工程中碾壓混凝土大壩施工工藝設(shè)計、實施提供良好的參考與借鑒，具有十分重要的意義。陜西水利

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