碾壓混凝土高壩斜層鋪筑施工技術(shù)研究

摘 要：碾壓混凝土高壩斜層鋪筑法施工，在不過多增加資源配置的前提下，有效縮減了倉面鋪層面積，實(shí)現(xiàn)了全壩段通倉連續(xù)澆筑，大大加快了澆筑速度，有效縮短工期、并提高和保障了層間結(jié)合質(zhì)量，節(jié)省了施工成本，而且為高壩碾壓混凝土施工技術(shù)方面進(jìn)行有益的探索與研究。

關(guān)鍵詞：高壩；斜層鋪筑；探索與研究

中圖分類號：TV642.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）17-0128-02

1 前 言

朱昌河水庫工程位于北盤江二級支流朱昌河上（一級支流為烏都河），工程任務(wù)是以供水為主，兼顧發(fā)電。工程水庫正常蓄水位為1460.0m，校核洪水位1461.29m，總庫容4420萬m3。朱昌河水庫大壩為碾壓混凝土重力壩，最大壩高102.1m，壩頂全長264.9m，由右岸擋水壩段、電站進(jìn)水口壩段、溢流壩段及左岸擋水壩段組成。

總體布置從左岸至右岸依次為：左岸擋水壩段3段（1#～3#壩段），共長77.45m；溢流壩段為4#壩段，長27m；電站進(jìn)水口壩段為5#壩段，長22m；右岸擋水壩段5段（6#～10#壩段），共長138.45m，總共10個壩段?；緣纹拭鏋樯嫌螇纹聻榇咕€，下游壩坡1：0.75，碾壓混凝土澆筑高程段為1362.5～1453.4m，共計澆筑混凝土459128m3（含碾壓及變態(tài)混凝土）。

2 施工重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）夏季高溫時間長、雨季多，倉面面積較大，覆蓋困難，平層鋪筑無法層間結(jié)合質(zhì)量。

（2）壩體左右岸長，碾壓混凝土與變態(tài)混凝土同時進(jìn)行，四周變態(tài)混凝土影響施工進(jìn)度。

（3）夏季高溫、倉面大，平層鋪筑噴霧降溫難度大。

（4）由于大壩主體廊道布置較多，碾壓混凝土快速施工難度大。

3 施工方案選定

通過對國內(nèi)類似工程碾壓混凝土施工情況調(diào)研，目前國內(nèi)碾壓混凝土鋪筑施工主要采用平層鋪筑和斜層鋪筑施工。由于斜層鋪筑縮減了倉面鋪層面積，有效的保證了層間結(jié)合質(zhì)量，降低工程成本。根據(jù)本工程碾壓混凝土工程量大、工期緊的特點(diǎn)，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，對碾壓混凝土鋪筑采用斜層鋪筑方式。

4 斜層鋪筑工藝原理

（1）斜層鋪筑施工采取由入倉口相反的一側(cè)端頭開始，以斜面形式向另一端平推碾壓（沿倉面長度方向平推鋪筑，但不能形成傾向下游的斜面），具體方式為：起始段先平層鋪筑，且鋪筑層自下而上依次遞加，使新澆筑的混凝土表面形成一個不陡于1：10的斜面，至收倉端大部分混凝土按此斜面鋪筑，收倉段通過幾個依次加長的平層收倉，即平層段、斜層段、平層段三部分組成（見圖1～2）。

（2）斜層鋪筑施工工藝流程包括：開倉前的準(zhǔn)備、澆筑過程各工序?qū)嵤┖蜐仓蟮酿B(yǎng)護(hù)管理等，碾壓混凝土的澆筑是一項(xiàng)連續(xù)反復(fù)循環(huán)的一個過程。

5 關(guān)鍵技術(shù)質(zhì)量控制

（1）在澆筑能力能滿足規(guī)劃的最大鋪層面積及時覆蓋所需澆筑強(qiáng)度的前提下，兩端水平段寬度應(yīng)盡可能寬些，通常按不小于10m考慮（尤其是起始端要盡可能寬點(diǎn)）。

（2）斜層鋪筑平推方向應(yīng)沿長度方向，并在滿足推土機(jī)、振動碾正常作業(yè)條件下選擇盡可能陡的斜面坡度，同時層面不能傾向下游。

（3）避免斜面坡腳部位形成薄層尖角和嚴(yán)格清除倉面二次污染是保證斜層鋪筑法施工質(zhì)量的兩個主要問題。

（4）砂漿鋪設(shè)范圍應(yīng)以每個斜層向前平推的寬度進(jìn)行控制，并宜超出不少于50cm的寬度，以保證攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時混凝土料不超出砂漿鋪設(shè)范圍。

（5）壩體迎水面3～5m范圍內(nèi)，平倉及碾壓方向應(yīng)平行于壩軸線；碾壓作業(yè)采用搭接法，條帶搭接寬度要控制在10～20cm，端頭部位搭接寬度宜為1m左右；碾壓條帶邊緣、斜層鋪筑時的坡腳邊緣，碾壓時預(yù)留20～30cm寬度與下一條帶同時碾壓。

（6）在滿足現(xiàn)場正常攤鋪碾壓作業(yè)的前提下，應(yīng)盡可能地減小VC值（倉面一般控制在3～5s為宜）；同時，采用高效緩凝減水劑來保證足夠的緩凝時間，并輔助噴霧保濕等人工氣候措施，以期獲得盡可能長的層間間隔時間，從而保證層間結(jié)合質(zhì)量。

6 施工方法

6.1 平倉攤鋪

攤鋪使用濕地推土機(jī)推離卸料位置向前平倉，每個卸料堆按“一堆三推”的要求進(jìn)行平倉作業(yè)，先推兩邊，后推中間，以消解卸料堆周邊的骨料分離。攤鋪后局部的骨料集中，由倉面處理人員將其均勻散布到未碾壓的混凝土層面上。根據(jù)朱昌河水庫大壩碾壓混凝土碾壓試驗(yàn)成果，擬定攤鋪厚度按35cm控制。平倉攤鋪方向均按平行于壩軸線控制，以固定方向逐條帶平倉攤鋪，并應(yīng)嚴(yán)格按照倉面設(shè)計擬定的斜層坡度進(jìn)行控制。

6.2 碾壓作業(yè)

采用振動碾進(jìn)行碾壓作業(yè)，碾壓方向平行壩軸線方向，按照朱昌河水庫大壩碾壓混凝土碾壓試驗(yàn)成果確定的“靜壓2遍+帶振碾壓6遍+靜壓1～2遍收面”參數(shù)控制碾壓遍數(shù)（振動碾的兩個輪子均壓過倉面同一部位記作碾壓1遍，即單趟為1遍），工作行駛速度控制在1.0～1.5km/h，振動頻率45Hz、振幅符合0.35mm。碾壓采用采用搭接法，碾壓條帶間搭接寬度為10～20cm，端頭部位搭接寬度為100cm左右，不得漏振、欠振。碾壓條帶邊緣斜層鋪筑時的坡腳邊緣，碾壓時預(yù)留20～30cm寬度與下一條帶同時碾壓，且這些部位最終完成碾壓的時間應(yīng)控制在直接鋪筑允許時間內(nèi)。

碾壓后應(yīng)按要求采用核子密度儀進(jìn)行現(xiàn)場壓實(shí)度檢測，檢測合格的方可繼續(xù)鋪筑上層混凝土。碾壓過程中，對混凝土表面不泛漿的壓實(shí)密度檢測不合格的部位采取淋灑水泥漿后再補(bǔ)壓實(shí)的方法處理，補(bǔ)壓實(shí)用靜壓法不少于兩遍；如壓實(shí)密度符合設(shè)計要求可灑漿后繼續(xù)鋪筑上層混凝土。對作為水平施工縫或冷縫的施工面，在達(dá)到規(guī)定的振動碾壓遍數(shù)和壓實(shí)容重后，宜再進(jìn)行1～2遍的無振碾壓，以整平表面。

6.3 變態(tài)混凝土澆筑

壩體上下游模板周邊及左右岸坡接觸部位均采用變態(tài)混凝土，變態(tài)混凝土料的平倉攤鋪隨碾壓混凝土同步進(jìn)行，攤鋪應(yīng)輔助人工和小型機(jī)械；采用現(xiàn)場挖槽注漿方式、并按壓實(shí)后碾壓混凝土體積的5%注入灰漿后，采用常規(guī)振搗工藝振搗密實(shí)。為防止陷碾，宜采用先碾后振的方式，將變態(tài)區(qū)預(yù)留，在碾壓完畢后進(jìn)行變態(tài)混凝土振搗作業(yè)；結(jié)合部位形成變態(tài)混凝土下壓碾壓混凝土的一個斜面，振搗時通過將振搗棒斜插入碾壓后的混凝土內(nèi)，形成交叉振搗，保證變態(tài)混凝土與碾壓混凝土的結(jié)合質(zhì)量。

6.4 層、縫面處理

（1）施工縫或冷縫必須進(jìn)行縫面處理，縫隙面可采用刷毛、沖毛等方法，混凝土縫面沖、刷毛時間按溫度條件由現(xiàn)場確定，宜控制在混凝土終凝后3h內(nèi)完成，但不得過早沖毛。

（2）基礎(chǔ)墊層混凝土、渡汛層混凝土等長間隔的混凝土表面宜采用人工鑿毛。

（3）完成沖（鑿）毛后，及時清除混凝土表面的浮漿及松動骨料，層面處理完成并清理干凈，經(jīng)驗(yàn)收合格后，先鋪縫面砂漿，然后立既鋪筑上一層混凝土繼續(xù)施工。

（4）縫面砂漿標(biāo)標(biāo)號M20，砂漿應(yīng)采取逐條帶鋪筑法，鋪筑面積以滿足混凝土條帶鋪筑速度要求為準(zhǔn)，砂漿攤鋪厚度宜控制在1～2cm內(nèi)，應(yīng)均勻連繼。砂漿鋪筑后應(yīng)立既進(jìn)行碾壓混凝土的鋪筑，并應(yīng)在砂漿初凝前完成碾壓作業(yè)。

（5）碾壓混凝土鋪筑層面在收倉時要基本上達(dá)到同一高程或下游側(cè)略高上游側(cè)（i=1%）的斜面，因施工計劃變更、降雨或其他原因造成施工中斷時，應(yīng)及時對已攤鋪的混凝土進(jìn)行碾壓，停止鋪筑處的混凝土面宜碾壓成不大于1：4的斜面。

（6）對于壩體誘導(dǎo)橫縫采用切縫機(jī)按“先碾后切”方式進(jìn)行切制，控制縫隙面位置準(zhǔn)確，5m長直線偏差不大于±2cm；切縫深度不小于25cm，成縫面積每層應(yīng)不小于設(shè)計面積的60%；縫隙內(nèi)填充材料飽滿，采用2～4層彩條布進(jìn)行充填；切縫時應(yīng)先切縫再用切縫機(jī)裝隔縫材料切入縫內(nèi)，隔縫材料切入縫內(nèi)時必須保證平順，不能褶皺在縫內(nèi)。

6.5 質(zhì)量檢查

每層碾壓混凝土施工完成，試驗(yàn)檢測人員根據(jù)每200m2利用核子密度儀進(jìn)行現(xiàn)場壓實(shí)度檢測，檢測結(jié)果均大于等于89%，各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

7 結(jié)束語

貴州朱昌河水庫樞紐工程碾壓混凝土大壩設(shè)計為高壩、左右岸長受氣候、高度方向、倉面大、噴霧養(yǎng)護(hù)等施工干擾多，針對本工程大壩特點(diǎn)，在吸取斜層鋪筑成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，斜層鋪筑法的利用在保證層間結(jié)合質(zhì)量的前提下成功實(shí)現(xiàn)全壩段通倉澆筑。該技術(shù)的應(yīng)用有效縮減了倉面鋪層面積，實(shí)現(xiàn)了全壩段通倉澆筑，大大加快了澆筑速度，節(jié)省了施工成本，而且為高壩碾壓混凝土施工技術(shù)進(jìn)行有益的探索研究，對類似工程具有很好的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-5-13

作者簡介：黃小英（1981-），女，遼寧沈陽，工程師，主要從事水利水電工程施工技術(shù)管理工作。