碾壓混凝土施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

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(浙江名源龍盛建設(shè)有限公司，浙江 嵊州 312400)

1 工程概況

該工程為某市一座大型水庫(kù)大壩，該工程的主要功能為防洪和供水。大壩所處位置為U型河谷，谷底的寬度約為108m，壩頂高程處谷口寬約218m，河床覆蓋層厚28m。水庫(kù)大壩所采用的施工材料為碾壓混凝土，最大壩高為88m，壩底長(zhǎng)為116.88m，壩底寬為71m，壩頂長(zhǎng)為227.7m，壩頂寬為7.5m，大壩建基面高程為824m，大壩混凝土總量44.5萬(wàn) m3，其中碾壓混凝土的體積為36萬(wàn)m3。

在該工程中進(jìn)行碾壓混凝土的施工采用分塊施工的方式。整個(gè)壩平面總共分為5大塊，在塊體的交接處設(shè)置有導(dǎo)縫二道作為永久橫縫。壩體的中間壩段為溢流壩段，兩邊對(duì)稱(chēng)相同，從中間段到邊緣段，分別為鋼筋混凝土泄洪排沙底孔壩段以及擋水壩段。

2 混凝土的拌和

該工程進(jìn)行碾壓混凝土的拌和所采用的機(jī)械設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足大壩混凝土澆筑強(qiáng)度的要求，該工程所采用的機(jī)械設(shè)備為2座可獨(dú)立運(yùn)行的CB-2×1500型雙臥軸強(qiáng)制式混凝土拌和站，每座拌和站的生產(chǎn)能力為90m3/h。

在進(jìn)行碾壓混凝土的拌和時(shí)，應(yīng)符合以下的施工流程:首先應(yīng)將粗細(xì)骨料裝入到儲(chǔ)料倉(cāng)中，通過(guò)氣動(dòng)倉(cāng)門(mén)控制骨料的放料，采用微機(jī)稱(chēng)量適量的骨料之后即可通過(guò)水平皮帶將其運(yùn)送到轉(zhuǎn)斗內(nèi)，接著在將骨料通過(guò)上揚(yáng)皮帶運(yùn)送到集料斗中，下一步即可將骨料運(yùn)送到攪拌機(jī)中，該工程所采用的攪拌機(jī)為強(qiáng)制式攪拌機(jī)。水泥和粉煤灰是儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐內(nèi)的，同樣需要進(jìn)行微機(jī)稱(chēng)量之后運(yùn)送到攪拌機(jī)內(nèi)。外加劑是儲(chǔ)存在儲(chǔ)筒內(nèi)的，采用的是自流的方式進(jìn)入微機(jī)進(jìn)行稱(chēng)量，最后也同樣運(yùn)送至攪拌機(jī)內(nèi)。水是儲(chǔ)存在壓力水塔內(nèi)的，在經(jīng)過(guò)微機(jī)的稱(chēng)量之后，最終也是進(jìn)行入攪拌機(jī)內(nèi)。通常情況下碾壓混凝土的混合物應(yīng)進(jìn)行58～60s的拌和。

3 混凝土的上壩運(yùn)輸

在進(jìn)行碾壓混凝土的施工中，應(yīng)采用大倉(cāng)面薄層連續(xù)澆筑的方式，之后快速升高壩體。在一環(huán)節(jié)中，碾壓混凝土的上壩運(yùn)輸是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，這是碾壓混凝土施工的一個(gè)重要特點(diǎn)。在該工程的施工中，對(duì)碾壓混凝土上壩運(yùn)輸?shù)亩鄠€(gè)方案進(jìn)行分析對(duì)比之后，決定采用自卸汽車(chē)運(yùn)輸直接入倉(cāng)的方式，自卸汽車(chē)的型號(hào)為19.5t，其中還采用高架門(mén)機(jī)和真空復(fù)合溜筒進(jìn)行輔助上壩運(yùn)輸。在進(jìn)行拌和站位置的確定時(shí)，應(yīng)盡量將其靠近碾壓混凝土的澆筑點(diǎn)，該工程中拌和站設(shè)置在澆筑點(diǎn)300m左右的地方。

為了更加順利的進(jìn)行上壩混凝土運(yùn)輸，該工程在進(jìn)行基坑開(kāi)挖時(shí)，即在河床中部開(kāi)設(shè)處一條道路。此道路在進(jìn)行施工時(shí)既要滿(mǎn)足基坑出渣的要求，同時(shí)還應(yīng)滿(mǎn)足高程857m以下3大塊混凝土的上壩運(yùn)輸要求，而對(duì)于高程在857m以上的壩段采用的運(yùn)輸方式略有不同:擋水壩段的運(yùn)輸方式為在岸坡處各設(shè)置一條上壩運(yùn)輸?shù)缆罚又捎猛跈C(jī)給皮帶機(jī)喂料分別入倉(cāng);底孔壩段采用用高架門(mén)機(jī)深槽式皮帶運(yùn)輸機(jī)直接入倉(cāng)的運(yùn)輸方式;溢流壩段分高程分別采用鋼結(jié)構(gòu)斜坡道從左岸壩段入倉(cāng)和利用左岸處回填道路上壩入倉(cāng)的方式;其他各處的運(yùn)輸方式也各自不同。在施工中，汽車(chē)子入倉(cāng)前應(yīng)對(duì)輪胎進(jìn)行清洗，確保輪胎上無(wú)污染物。

4 混凝土的鋪筑

在該工程中，進(jìn)行碾壓混凝土的鋪裝主要采用兩種方式，分別為水平鋪筑和斜坡鋪筑兩種方式，每一層鋪筑的厚度應(yīng)控制在34～35cm，經(jīng)過(guò)碾壓之后每層的厚度為30cm。在鋪筑施工中，分高程采用不同的鋪筑方式。對(duì)于高程在874.5m以下的混凝土鋪筑，采用水平鋪筑跳倉(cāng)式施工即可。而對(duì)于高程在874.5～896m之間的混凝土鋪筑，采用全斷面通倉(cāng)斜坡鋪筑的方式，這樣不僅減少了運(yùn)輸?shù)缆?，同時(shí)節(jié)約了工程成本，適合應(yīng)用在該工程倉(cāng)面窄長(zhǎng)的情況下。當(dāng)進(jìn)行一個(gè)間歇層混凝土的鋪筑時(shí)應(yīng)一次性連續(xù)進(jìn)行施工，同時(shí)間歇時(shí)間應(yīng)控制在24h。

采用斜坡鋪筑的方式可以大大的減少間歇時(shí)間，同時(shí)能夠有效的提高層間結(jié)合質(zhì)量。在進(jìn)行斜坡鋪筑施工時(shí)，可以對(duì)支模和鋪筑等工序進(jìn)行流水作業(yè)，這樣不僅減少了支模工作量，同時(shí)對(duì)于開(kāi)倉(cāng)次數(shù)也得到了減少。

在進(jìn)行斜坡鋪筑時(shí)應(yīng)特別注意二次污染的問(wèn)題，以及在碾壓機(jī)械達(dá)到不了的部位可能出現(xiàn)的薄弱層問(wèn)題，同時(shí)薄弱層是位于坡角處。在進(jìn)行碾壓混凝土的施工中，應(yīng)及時(shí)對(duì)已鋪筑完成的混凝土倉(cāng)面進(jìn)行沖洗，確保干凈整潔、不留積水，這樣能夠有效的解決二次污染的問(wèn)題。對(duì)于坡角處存在的薄弱層問(wèn)題，應(yīng)在坡角處增設(shè)水平鋪筑帶，長(zhǎng)度為1～2m，寬度為15cm，同時(shí)在間歇層上鋪筑一層砂漿。對(duì)于高程在896m以上的混凝土鋪筑，應(yīng)采用水平鋪筑單倉(cāng)施工的方式。

在進(jìn)行碾壓混凝土的鋪筑施工時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足平倉(cāng)厚度和平整度的要求。通常情況下，可以采用水準(zhǔn)儀對(duì)平整度和高程進(jìn)行測(cè)量。而平倉(cāng)厚度的測(cè)量可以采用鋼筋插入法進(jìn)行，在插入時(shí)確保倉(cāng)面不出現(xiàn)凹坑，否則應(yīng)采取措施進(jìn)行補(bǔ)平。

在進(jìn)行水平鋪筑時(shí)，應(yīng)沿著壩體的軸線方向從上游壩面向下游壩面進(jìn)行攤鋪，一次攤鋪的寬條帶寬度因控制在4m。

在進(jìn)行斜坡鋪筑時(shí)，應(yīng)從坡頂向坡底進(jìn)行，而在坡角處采用水平鋪筑的方式。

在進(jìn)行汽車(chē)卸料時(shí)，應(yīng)根據(jù)指定的位置進(jìn)行堆卸，為了確保碾壓混凝土的施工質(zhì)量，在進(jìn)行堆卸時(shí)應(yīng)盡量減少骨料之間產(chǎn)生分離。

5 碾壓混凝土壓實(shí)

在該工程中進(jìn)行碾壓混凝土的壓實(shí)是采用雙輪四碾光面滾筒型振動(dòng)碾。振動(dòng)壓實(shí)的原理是通過(guò)碾壓機(jī)械的自重和振動(dòng)作用，促使砂漿進(jìn)入骨料之間的縫隙內(nèi)，從而達(dá)到振動(dòng)壓實(shí)的目的。如圖1所示為混凝土的壓實(shí)示意圖。

圖1 混凝土的壓實(shí)示意圖

(1)行走速度。該工程進(jìn)行混凝土的壓實(shí)時(shí)，應(yīng)將碾壓速度控制在1km/h，同時(shí)壓實(shí)過(guò)程應(yīng)確保速度均勻穩(wěn)定，不得突然改變行車(chē)速度和路線。當(dāng)需要在中途暫停施工時(shí)，應(yīng)緩慢的降低速度。

(2)拌和物的VC值。在碾壓混凝土拌和時(shí)是通過(guò)VC值進(jìn)行控制的，根據(jù)該工程的施工情況，該工程確定的VC值為15～20s，在經(jīng)過(guò)試驗(yàn)之后可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

(3)鋪筑厚度和碾壓遍數(shù)。根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)在碾壓混凝土的虛胖厚度控制在34～35cm之間，間隙層的厚度控制在210cm。碾壓分三階段進(jìn)行，第一階段先進(jìn)行2遍的無(wú)振動(dòng)碾壓，以達(dá)到混凝土表面密實(shí)平整的目的;第二階段進(jìn)行8遍的振動(dòng)碾壓，從而將鋪層碾壓密實(shí);第三階段在進(jìn)行2遍的振動(dòng)碾壓，最終確保混凝土表面不出現(xiàn)龜裂的問(wèn)題，保證混凝土表面平整。

在碾壓混凝土的壓實(shí)過(guò)程中，需要進(jìn)行密度的測(cè)量，在第二階段碾壓施工完成之后，即可此采用核子密度儀進(jìn)行檢測(cè)，該工程的碾壓混凝土的密度應(yīng)為2400kg/m3。如果碾壓施工未能達(dá)到設(shè)計(jì)密度的要求，則應(yīng)增加碾壓次數(shù)直到達(dá)到設(shè)計(jì)密度為止。相鄰兩邊碾壓之間應(yīng)確保有足夠的搭接寬度，通常應(yīng)控制在20～30cm。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)總結(jié)以往碾壓混凝土大壩的成功施工經(jīng)驗(yàn)，將碾壓混凝土施工技術(shù)應(yīng)用于某大型水庫(kù)大壩施工中。工程實(shí)施效果表明，碾壓混凝土具有體積小、強(qiáng)度高以及防滲性能好的特點(diǎn)，同時(shí)施工簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)效益好，因此在水利工程中得到廣泛應(yīng)用。

［1］張軍．碾壓混凝土快速筑壩技術(shù)在樂(lè)昌峽水利工程中的應(yīng)用［J］．廣東水利水電，2013(04):30-31．

［2］王彥虎，黨永平，柴景波．亭子口水利樞紐表孔壩段碾壓混凝土快速施工技術(shù)淺析［J］．福建建材，2010(07):28-34．

［3］朱傳平．樂(lè)昌峽水利樞紐工程碾壓混凝土大壩的施工程序［J］．西北水電，2011(03):28-34．