高寒地區(qū)水電工程碾壓混凝土壩施工要點(diǎn)分析

杜青海（內(nèi)蒙古呼倫貝爾市鄂倫春旗諾敏水利樞紐項(xiàng)目籌備辦公室，內(nèi)蒙古 鄂倫春旗 165450）

高寒地區(qū)水電工程碾壓混凝土壩施工要點(diǎn)分析

杜青海
（內(nèi)蒙古呼倫貝爾市鄂倫春旗諾敏水利樞紐項(xiàng)目籌備辦公室，內(nèi)蒙古 鄂倫春旗 165450）

摘要：本文主要針對高寒地區(qū)特殊的氣候環(huán)境，從碾壓混凝土壩施工過程中的原材料、施工配合比、施工工藝三方面進(jìn)行了重點(diǎn)分析，通過對施工過程中的要點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，從而提高混凝土的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：高寒地區(qū)；碾壓混凝土壩；原材料；配合比；施工工藝

碾壓混凝土壩通過將常態(tài)混凝土的結(jié)構(gòu)、材料與碾壓土石壩的優(yōu)越性相結(jié)合，具有節(jié)約水泥原料、施工速度快，工期短，降低工程投資等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)今壩工建設(shè)中最有競爭力的壩型之一。高寒地區(qū)特殊的氣候條件，使得高寒地區(qū)的大中型水力樞紐大壩建筑物的耐久性、耐裂性等性能面臨著巨大挑戰(zhàn)，如何提高混凝土材料的質(zhì)量是迫切需要解決的問題。

1　原材料控制

原材料的性能直接影響著高寒地區(qū)碾壓混凝土壩的強(qiáng)度、抗裂性、耐久性，施工過程中選中的原材料如水泥、外加劑、砂石骨料等的質(zhì)量必須滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)技術(shù)要求。

1.1水泥。目前國內(nèi)外多使用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，同時(shí)摻用較大比例的摻合料。每批水泥進(jìn)庫后，都應(yīng)對其進(jìn)行檢驗(yàn)。每次抽取300t左右水泥，對其細(xì)度、安全性、需水量、凝結(jié)時(shí)間、標(biāo)號等內(nèi)容進(jìn)行檢測。如發(fā)現(xiàn)在儲存期內(nèi)出現(xiàn)質(zhì)量下降問題，應(yīng)查明原因并及時(shí)處理。

1.2外加劑。在混凝土中添加適量的外加劑，可以有效的促進(jìn)混凝土層間結(jié)合情況，從而達(dá)到減水、延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間，提高耐久性能。如為提高碾壓混凝土壩的可碾性，可通過摻雜高摻粉煤灰（摻量50%~65%）方式來改善；添加緩凝劑、引氣劑等可以提高建筑物的抗凍性能。對購買來的外加劑應(yīng)放在通風(fēng)干燥處儲存，避免日曬、雨淋。

1.3砂石骨料。應(yīng)對購買來的砂石骨料的含水率、含泥量、表現(xiàn)密度等進(jìn)行檢測。石粉在碾壓混凝土中起到微集料的作用，對節(jié)約水泥、降低水化熱、改善混凝土性能都有明顯效果。由于碾壓混凝土用水量少，對砂石料的含水量極為敏感，因此骨料在使用前進(jìn)行脫水過程。石子表面含水率的波動(dòng)若超過±0.2%，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。此外細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)每天至少檢測1次，因?yàn)槲⒘：康母淖儠?huì)引起碾壓混凝土稠度的變化。此外，各級石子的超遜徑應(yīng)控制在允許范圍內(nèi)。

2　高寒地區(qū)碾壓混凝土配合比研究

2.1水膠比對碾壓混凝土性能的影響。碾壓混凝土拌合物的水膠比直接影響著碾壓混凝土物理性能和耐久性。為篩選合適的水膠比，一般按水灰比定則試驗(yàn)，結(jié)果表明：當(dāng)水膠比增大時(shí)，碾壓混凝土的工作度Vc值減小，混凝土強(qiáng)度及耐久性也隨之降低。原因是隨著水膠比的增大，體系中的自由水分增加，而碾壓混凝土本身對水分敏感。若固定水泥用量不變，可通過采用摻雜較多的摻料，使水膠比降低，從而提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性。在高寒地區(qū)中，更應(yīng)加強(qiáng)對混凝土水膠比的控制。

2.2粉煤灰摻量對混凝土性能的影響。在碾壓混凝土中一般采用增加粉煤灰摻量，可以降低混凝土水化熱，節(jié)約水泥用料，降低成本。一般情況下，粉煤灰越細(xì)，碾壓混凝土的Vc值越??；粉煤灰摻量在一定范圍內(nèi)時(shí)，Vc 值隨粉煤灰摻量的增大而增大；但當(dāng)粉煤灰摻量超過一定值后，Vc 值隨粉煤灰摻量的增大而減小。在實(shí)際碾壓混凝土的生產(chǎn)中，應(yīng)結(jié)合水泥強(qiáng)度、人工砂石粉含量等因素來確定粉煤灰最終的摻量。

2.3砂率比對混凝土性能的影響。砂率即石子空隙被填充的程度，它直接影響拌合物的施工性能、硬化混凝土的強(qiáng)度及耐久性。由于超干硬松散混凝土拌合物在運(yùn)輸及攤鋪過程中容易分離，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度等下降，此時(shí)應(yīng)避免砂率值過大。但砂率比過小會(huì)使混凝土的密實(shí)度降低，這是因?yàn)樯皾{不足以填充粗骨料間的孔隙并包裹粗骨料顆粒所致。

在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)通過具體試驗(yàn)綜合考慮，確定最優(yōu)砂率。結(jié)果顯示：用水量和膠凝材料用量不變時(shí)，隨著砂率增加，碾壓混凝土Vc 值先減小后增大。當(dāng)碾壓混凝土Vc 值最小時(shí)的砂率即為最優(yōu)砂率。

總之，在混凝土拌和生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對配合比進(jìn)行調(diào)整，從而保證碾壓混凝土的質(zhì)量。

3　高寒地區(qū)碾壓混凝土施工工藝研究

3.1 澆筑方式。大壩碾壓混凝土施工采用全斷面通倉澆筑方法，上游為二級配防滲區(qū)，壩體為三級配碾壓混凝土。大壩上下游貼近模板面的部位、澆筑倉周邊以及廊道周邊采用變態(tài)混凝土澆筑方式。

3.2混凝土拌和及運(yùn)輸。碾壓混凝土拌和過程中需對拌和時(shí)間、投料順序進(jìn)行試驗(yàn)，以確定出滿足混凝土拌和物試驗(yàn)要求。運(yùn)輸過程中在混凝土自卸汽車上設(shè)遮陽蓬以此來防雨和防曬；同時(shí)在運(yùn)輸汽車入倉前，需將汽車輪胎清洗干凈，防止將泥土等雜物帶入倉內(nèi)。為避免造成嚴(yán)重的骨料分離現(xiàn)象，汽車需在拌和站下分兩次接料，第一次接運(yùn)量的一半左右，第二次接完其余的混凝土料。

3.3 倉面作業(yè)

3.3.1卸料攤鋪。（1）碾壓混凝土采用大倉面薄層連續(xù)間歇施工方式，當(dāng)大壩倉面面積不超過5000m2時(shí)，鋪筑方法按平倉碾壓方式施工；當(dāng)倉面面積超過5000m2后采用斜層平推法施工。（2）為了減少骨料分離和骨料集中，需對每一碾壓層進(jìn)行二次攤鋪。具體方法為第一次攤鋪厚17cm左右，第二次攤鋪層厚控制在34cm~35cm，一次性攤鋪為宜。（3）卸料和平倉均按平行壩軸線方向進(jìn)行，條帶寬度控制在5m左右。

3.3.2 碾壓工藝。（1）保持碾壓的條帶方向與平倉條帶方向一致，從而保證按平行于壩軸線方向進(jìn)行碾壓。（2）當(dāng)鋪料厚度為34cm~35cm時(shí)，碾壓行駛速度控制在1km/h~1.5km/h，振動(dòng)頻率控制在43Hz以上。（3）碾壓混凝土從拌和加水時(shí)至碾壓完畢，要求在2h內(nèi)完成，不允許入倉或平倉后的碾壓混凝土拌和物長時(shí)間暴露。（4）對于攤鋪好的混凝土面，需進(jìn)行噴霧增濕過程，旨在對混凝土進(jìn)行增濕保水作用，防止混凝土表面因缺水而導(dǎo)致碾壓混凝土質(zhì)量下降情況。

3.3.3 減輕骨料分離。由于混凝土拌合物的骨料成分性質(zhì)不同，當(dāng)它們相互混合制成的碾壓混凝土容易在運(yùn)輸、卸料過程中容易發(fā)生骨料分離。骨料分離將會(huì)直接影響碾壓混凝土的質(zhì)量，使其強(qiáng)度、耐久性等受到影響。在倉面作業(yè)中應(yīng)采取有效措施來減輕骨料分離現(xiàn)象。

結(jié)語

綜上所述，在高寒地區(qū)實(shí)施碾壓混凝土壩工程，只有加強(qiáng)對碾壓混凝土質(zhì)量的控制，通過改善其原料性能，合理調(diào)控混凝土的水膠比、粉煤灰摻量等，同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況采取與之相適應(yīng)的施工工藝，從而提高碾壓混凝土的強(qiáng)度、耐凍性、耐久性，保證了工程建筑質(zhì)量的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]郭迎旗．高寒地區(qū)碾壓混凝土壩施工工藝研究[D]．西安理工大學(xué)，2005．

中圖分類號：TU74

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A