淺談水利施工中碾壓混凝土施工技術(shù)

文山縣水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì) 云南省文山 663000

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，水利工程項(xiàng)目逐漸增多，在水利施工中，碾壓混凝土施工技術(shù)為常用技術(shù)，與傳統(tǒng)石砌體砌筑技術(shù)相比，具有一定的優(yōu)越性，可坑微生物腐蝕、水流沖刷，結(jié)構(gòu)不易出現(xiàn)坍塌狀況。同時(shí)，可提高混凝土結(jié)構(gòu)的安全性，提高混凝土的可塑性、耐久性，操作簡(jiǎn)單，成為水利施工中的常用技術(shù)。本研究從碾壓混凝土施工技術(shù)現(xiàn)狀、技術(shù)及在水利施工中的應(yīng)用等方面探討了該命題。

關(guān)鍵詞：水利施工；碾壓混凝土技術(shù)；技術(shù)要點(diǎn)；現(xiàn)狀

在水利工程中，碾壓混凝土施工技術(shù)在應(yīng)對(duì)惡劣天氣上具有獨(dú)特的優(yōu)越性，成為水利施工中常用的施工技術(shù)之一。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，水利工程在農(nóng)業(yè)發(fā)展、防洪泄洪及區(qū)域用水中，均發(fā)揮了重要的作用，對(duì)施工質(zhì)量提出了更高的要求[1]。探討碾壓混凝土施工技術(shù)及其應(yīng)用，更好為水利施工服務(wù)，成為一個(gè)重要課題。本研究對(duì)水利施工中碾壓混凝土技術(shù)做了有益的分析與探討。

一、水利施工碾壓混凝土的發(fā)展

碾壓混凝土施工技術(shù)起源于國(guó)外，20世紀(jì)60年底開始應(yīng)用于小型水利工程，20世紀(jì)80年代得到了快速發(fā)展，施工技術(shù)逐步走向成熟。而我國(guó)水利施工中，碾壓混凝土施工技術(shù)應(yīng)用時(shí)間相對(duì)較短，1980年，福建省修建的某水利工程大壩56.8m，標(biāo)志著我國(guó)碾壓混凝土技術(shù)的成熟[2]。20世紀(jì)80年代后，碾壓混凝土施工技術(shù)開始推廣應(yīng)用，在各地區(qū)均有了廣泛的應(yīng)用。

碾壓混凝土屬一種新型混凝土材料，屬于硬性貧水泥混凝土，主要是由外加劑、硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)摻合料、粗骨料及水等拌合而成。而碾壓混凝土施工工藝，是一種簡(jiǎn)單易掌握的的施工工藝，運(yùn)用大型機(jī)械設(shè)備，進(jìn)而修建水利工程壩體，提高工程質(zhì)量，提高水利工程的穩(wěn)定性。

二、水利施工碾壓混凝土壩體設(shè)計(jì)

（一）配合比設(shè)計(jì)

碾壓混凝土配合比設(shè)計(jì)，需根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件與經(jīng)驗(yàn)來確定。早期碾壓混凝土壩均用膠凝材料較低的貧漿碾壓混凝土，活性摻合料+水泥<100kg/m3，而當(dāng)前，施工作業(yè)多采用的是膠凝材料含量較高的富漿碾壓混凝土，活性摻合料+水泥摻合料均>150kg/m3。后一種碾壓混凝土是未來的發(fā)展趨勢(shì)。從目前碾壓混凝土壩水平看，膠凝材料用量超過150kg/m3的碾壓混凝土占有很大比例，而<100kg/m3膠凝材料碾壓混凝土壩很少。我國(guó)水利工程碾壓混凝土壩膠凝材料用量平均為173kg/m3[3]。其中，活性摻合料平均為94kg/m3、水泥平均為79kg/m3。

（二）上游面防滲設(shè)計(jì)

層間水平縫為碾壓混凝土大壩滲水的主要通道，在施工作業(yè)中，應(yīng)采取措施，增加上游不透水性與耐久性。目前，碾壓混凝土防滲的方法較多，常用的包括以下幾種：一是在碾壓混凝土壩上游設(shè)置長(zhǎng)度為50m的土層，提高碾壓混凝土與常態(tài)混凝土強(qiáng)度與防滲性能；二是碾壓混凝土大壩，直接用碾壓混凝土防滲，并在其中摻入一定量的無黏性細(xì)粉，提高其防滲性能；三是碾壓混凝土壩用混凝土預(yù)制面案，并加入PVC膜，用于防滲；四是在碾壓混凝土壩上游，澆筑一個(gè)長(zhǎng)度在30m5～0m的改性混凝土壩面，并在上游面設(shè)置一條寬度為2～3m的水泥粉煤灰，增加混凝土的抗?jié)B性能。

（三）壩體橫縫

合理設(shè)計(jì)壩體橫縫，對(duì)于防止碾壓混凝土壩體產(chǎn)生溫度裂縫，具有重要的意義。目前，碾壓混凝土壩體橫縫縫距設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，多是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，且早期部分碾壓混凝土壩并不設(shè)計(jì)橫縫。但隨著筑壩技術(shù)的快速發(fā)展，當(dāng)前，幾乎所有碾壓混凝土壩均設(shè)置了橫縫，且橫縫間距也逐步有了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。目前，壩體分縫分為誘導(dǎo)分縫、模板分縫及機(jī)械切縫等[4]。

（四）層間接縫

在碾壓混凝土壩中，設(shè)置冷縫與施工縫是一個(gè)較為薄弱的緩解，會(huì)形成滲漏通道，影響抗滑體的穩(wěn)定性。處理水平施工縫與冷縫，通常采用機(jī)械刷毛、人工鑿毛及高壓水沖毛等方式，清理干凈混凝土表面浮漿、松動(dòng)骨料及乳皮

三、水利施工碾壓混凝土施工技術(shù)

（一）攤鋪、平倉粘液技術(shù)

在碾壓混凝土施工作惡中，通過自卸汽車進(jìn)行材料，進(jìn)行混凝土攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。而利用推土機(jī)或平倉機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的平倉施工。為了減少骨料分離現(xiàn)象，可利用疊壓式卸料方式或串聯(lián)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)方式，實(shí)現(xiàn)局部骨料分離。與此同時(shí)，配合以人工散料方式，科學(xué)有序推進(jìn)施工作業(yè)。

（二）墊層混凝土施工技術(shù)

在傳統(tǒng)施工中，碾壓混凝土壩電池呢過混凝土的施工作業(yè)，通常是利用常態(tài)混凝土澆筑，同時(shí)配置相應(yīng)的垂直運(yùn)輸設(shè)備，負(fù)責(zé)常態(tài)混凝土的運(yùn)輸。在施工前，需要分析與研究施工，在混凝土澆筑過程中，可在基巖水平面上直接澆筑，用粘碾壓混凝土代替常態(tài)混凝土，以提高施工速度。在混凝土澆筑過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)壩體溫度的控制。

（三）模板施工技術(shù)

水泥施工中碾壓混凝土連續(xù)提升的重要因素之一為模板。一般情況下，碾壓混凝土模板通常是采用普通拱壩上下交替懸臂鋼模板，上下面板可分離，同時(shí)可交替上升，對(duì)于提高施工速度具有重要意義。

在水利施工過程中，需持續(xù)改進(jìn)與優(yōu)化混凝土模板施工技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)部分壩體碾壓混凝土連續(xù)上升的基礎(chǔ)上，保證臺(tái)階模板連續(xù)上升，可實(shí)現(xiàn)一次性澆筑。當(dāng)前，多數(shù)碾壓混凝土壩均采用連續(xù)翻升懸臂模板。某水利工程碾壓混凝土未雙曲拱壩，采用的就是可連續(xù)翻升懸臂模板，單套模板高度為1.8m、寬度為3m，壩體水平方向設(shè)置了可調(diào)節(jié)系統(tǒng)，平直段為1.5m，可調(diào)節(jié)的長(zhǎng)度范圍為6～10m。由于結(jié)構(gòu)尺寸，與壩體水平曲率、豎向曲率變化，均具有變化大的特點(diǎn)，所以需單獨(dú)設(shè)計(jì)。單套模板有水平調(diào)節(jié)系統(tǒng)、桁架系統(tǒng)、面板系統(tǒng)，以及錨固系統(tǒng)、豎向調(diào)節(jié)系統(tǒng)等組成，且每個(gè)模板均由上、下兩套組成，高度為3.5m，所以使用節(jié)間調(diào)節(jié)裝置，具劇本了傳遞與調(diào)節(jié)功能。RCC自重、倒懸部分及振動(dòng)荷載、機(jī)械自重等，均可經(jīng)面板系統(tǒng)傳至桁架系統(tǒng)，然后經(jīng)豎向調(diào)節(jié)系統(tǒng)傳至下層模板桁架系統(tǒng)，最終將傳力傳至最下層模板錨固系統(tǒng)。單塊模板自重為760kg，在工程壩體上升過程中，本工程用規(guī)格為8t汽車吊裝，同時(shí)配合以人工安裝。

（四）碾壓混凝土入倉作業(yè)

目前，碾壓混凝土入倉方式包括真空負(fù)壓溜槽、塔帶機(jī)、自卸式汽車直接入倉及深槽皮帶機(jī)等方式。其中，最簡(jiǎn)單和方便快捷的入倉方式為自卸汽車直接入倉方式，不過對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的交通條件、地形地勢(shì)與入倉高度等有嚴(yán)格限制，且入倉道路也存在墊砟問題。在入倉前，需做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，比如沖洗輪胎、設(shè)置脫水路段等。通常，這種方式可直接在大壩下部入倉，如從上游入倉，則可能對(duì)上游防滲面產(chǎn)生影響。

而深槽皮帶機(jī)入倉方式，適用于小型碾壓混凝土壩，具有進(jìn)度控制難度小、方式簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，不過在速度方面稍顯欠缺。塔帶機(jī)輸送是一種快捷的運(yùn)輸術(shù)方式，可將混凝土直接從拌合地點(diǎn)運(yùn)送至倉面，不過維護(hù)成本高，且需要投入大量人員，適用于大型碾壓混凝土壩施工作業(yè)。

在碾壓混凝土輸送方面，如果壩肩坡度較陡，則可用負(fù)壓真空流槽法運(yùn)輸混凝土。這是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的碾壓混凝土運(yùn)輸方法，技術(shù)成熟，且易于操作，運(yùn)輸方式簡(jiǎn)單、成本低，維護(hù)方面，在國(guó)內(nèi)外得到了良好應(yīng)用。

（五）碾壓混凝土的溫度控制

在碾壓混凝土施工中，嚴(yán)格控制混凝土溫度，是預(yù)防溫度裂縫的關(guān)鍵措施之一。有效控制混凝土溫度的措施包括采用低熱水泥、采取保溫措施，增加活性摻合料比例，并在合適環(huán)境下進(jìn)行澆筑，埋設(shè)冷卻水管。由于碾壓混凝土澆筑倉面大，以受環(huán)境溫度影響，預(yù)冷卻效果不理想，可采用其他方法。一般而言，需將碾壓混凝土施工溫度控制在3℃～25℃。

（六）碾壓混凝土施工的質(zhì)量控制

當(dāng)前，碾壓混凝土質(zhì)量控制的方法，包括以下幾種：（1）在混凝土拌合站與倉面，用VC值測(cè)定儀，測(cè)量碾壓混凝土的VC值，從而控制碾壓混凝土VC值，適當(dāng)調(diào)整碾壓混凝土的配合比、可碾性等；（2）在混凝土碾壓過程中，可用核子密度儀檢測(cè)碾壓混凝土的壓實(shí)度、濕容重等；（3）在施工作業(yè)過程中，碾壓混凝土強(qiáng)度控制為監(jiān)測(cè)重要內(nèi)容之一，澆筑作業(yè)90d后，可通過鉆芯取樣，檢測(cè)混凝土強(qiáng)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

結(jié)語

綜上所述，在水利施工中，碾壓混凝土是一種常用的施工技術(shù)，為了提高碾壓混凝土壩的質(zhì)量，需要嚴(yán)格控制施工技術(shù)及施工工藝。為此，本文分析了碾壓混凝土技術(shù)的發(fā)展，然后探討了碾壓混凝土壩設(shè)計(jì)，最后分析了碾壓混凝土施工技術(shù)，為技術(shù)應(yīng)用提供參考與借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝娟.分析水利施工中碾壓混凝土施工技術(shù)[J].低碳世界，2014，14）125-126.

[2]馬曉輝.分析水利施工中碾壓混凝土施工技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2014，20：360-361.

[3]黎德強(qiáng).水利施工中碾壓混凝土施工技術(shù)分析[J].低碳世界，2014，11：104-105.

[4]師碩，崔浩，尹洪亮等.分析水利施工中碾壓混凝土施工技術(shù)[J].吉林農(nóng)業(yè)，2014，04：60-61.