碾壓混凝土筑壩技術(shù)問(wèn)題的探討

曹斌

（貴州省黔南州骨干水源工程建設(shè)管理局 貴州黔南 558000）

在當(dāng)前我國(guó)大中型攔河壩工程之中，絕大多數(shù)都是混凝土壩。相比較土石壩，混凝土壩的安全性能無(wú)疑更高，但是它消耗的施工材料也更多，成本更大。并且由于其采用的是分塊澆筑的施工方式，工期比較長(zhǎng)。土石壩雖然成本較低，同時(shí)施工工期較短，但是土石壩的泄洪建筑物無(wú)法和壩體結(jié)合起來(lái)，需要施工人員在土石壩的壩體之外設(shè)立專門(mén)的溢洪道，并且由于土石壩需要消耗大量的土石資源，因此會(huì)對(duì)施工當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，同時(shí)其安全性也不夠理想。在這樣的情況之下，碾壓混凝土筑壩技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

1 碾壓混凝土的特點(diǎn)

1.1 強(qiáng)度較高

高摻粉煤灰碾壓混凝土的初期水化速度比較慢，并且強(qiáng)度比較低，增長(zhǎng)速度也偏慢，在進(jìn)過(guò)28h之后特別是在90h之后其強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)非常明顯的增長(zhǎng)，和未摻過(guò)粉煤灰的混凝土比較起來(lái)，在經(jīng)過(guò)90～180h之后，摻過(guò)粉煤灰的混凝土的抗壓強(qiáng)度要明顯高于未摻粉煤灰的抗壓強(qiáng)度。

1.2 水化熱低，放熱的速度較慢

在碾壓混凝土之中，由于水泥材料用量比較少，導(dǎo)致其水化放熱也因此收到一定程度上的影響。首先就是碾壓混凝土水化熱溫升比較低，經(jīng)調(diào)查研究顯示，即使是連續(xù)進(jìn)行澆筑，碾壓混凝土壩體內(nèi)的最高溫升也維持在9～14℃之間；第二點(diǎn)就是水化速度比較慢，碾壓混凝土最高溫峰的出現(xiàn)時(shí)間大大延遲，一般在40～80h的時(shí)候才能夠達(dá)到最高溫峰。因此通過(guò)碾壓混凝土能夠有效改善壩體的溫度狀況，有效減少壩體之中的溫度應(yīng)力[1]。

1.3 抗裂性能強(qiáng)

相比較常態(tài)混凝土，高摻粉煤灰混凝土不僅后期抗拉性能要更強(qiáng)，同時(shí)其抗壓比要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常態(tài)混凝土。在一般情況下，高摻粉煤灰混凝土的抗壓比能夠達(dá)到0.12～0.14，這個(gè)數(shù)值充分說(shuō)明了高摻粉煤灰混凝土的韌性比常態(tài)混凝土更好。除此之外。由于碾壓混凝土的收縮性比較小，再加上碾壓混凝土之中用水量比較少，因此，相比起常態(tài)混凝土高摻粉煤灰混凝土的干縮率也要更低，一般在常態(tài)混凝土的一半左右。這些都使得高摻粉煤灰混凝土的抗裂性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常態(tài)混凝土。

1.4 水泥效率高

在碾壓混凝土之中摻入粉煤灰之后，粉煤灰之中蘊(yùn)含的活性氧化硅會(huì)和水泥水化的過(guò)程中產(chǎn)生的氫氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而使水泥的活性能夠有效發(fā)揮出來(lái)，大大增加水泥的強(qiáng)度。

1.5 抗沖耐磨性較強(qiáng)

在碾壓混凝土中摻入了優(yōu)質(zhì)粉煤灰之后，粉煤灰之中蘊(yùn)含的大量玻璃體微珠會(huì)有效提高碾壓混凝土的抗沖磨性能。經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究表明，玻璃體微珠的抗沖耐磨性能是常態(tài)混凝土的2～3倍左右。此外，摻入粉煤灰還能夠有效提高碾壓混凝土的密實(shí)性、防滲透性以及抗凍抗融等多方面的性能，有效提高大中型攔河壩的質(zhì)量[2]。

2 碾壓混凝土筑壩技術(shù)問(wèn)題

2.1 碾壓層面結(jié)合質(zhì)量問(wèn)題

在碾壓混凝土壩的施工過(guò)程當(dāng)中，層間結(jié)合質(zhì)量一直是施工作業(yè)人員最為關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題，這主要是因?yàn)閷娱g結(jié)合的質(zhì)量直接關(guān)系到碾壓混凝土壩的抗滑穩(wěn)定性以及抗?jié)B性，如果碾壓混凝土壩工程施工地點(diǎn)位于我國(guó)北方的話，那么層間結(jié)合質(zhì)量還會(huì)對(duì)混凝土壩體的抗凍耐久性能造成嚴(yán)重影響。碾壓混凝土層間結(jié)合的質(zhì)量主要體現(xiàn)在層間結(jié)合強(qiáng)度之上。通過(guò)結(jié)合其他碾壓混凝土壩工程的施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，要想保證碾壓混凝土壩層間結(jié)合的質(zhì)量，施工作業(yè)人員就必須要控制好層面暴露的時(shí)間，同時(shí)采取科學(xué)合理的層面處理措施。

工作人員在進(jìn)行碾壓混凝土在初凝期間的連續(xù)鋪筑工作時(shí)，通過(guò)保持層面的濕潤(rùn)，能夠有效保證層面的結(jié)合質(zhì)量。其具體操作流程如下：

在進(jìn)行碾壓混凝土相繼鋪筑工作之前，在與層面上面出現(xiàn)初凝現(xiàn)象之時(shí)，施工作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)在上面鋪設(shè)一層厚度為1.5cm的水泥砂漿，同時(shí)施工作業(yè)人員要保證層面時(shí)刻保持潔凈，不能出現(xiàn)干燥面和水塘區(qū)；在鋪筑上層之前，下層已經(jīng)完成終凝，這時(shí)施工作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)老層面進(jìn)行打毛操作，使用風(fēng)水槍將松散雜物清理到倉(cāng)外，并在上面鋪設(shè)一層厚度為1.5cm的水泥砂漿，最后鋪設(shè)上一層的碾壓混凝土。在進(jìn)行這一系列操作流程的過(guò)程當(dāng)中，施工作業(yè)人員可以通過(guò)以下三點(diǎn)內(nèi)容來(lái)判斷是否能夠直接覆蓋上層混凝土，分別是混凝土的成熟度、拌合物的出機(jī)時(shí)間以及混凝土的初凝時(shí)間[3]。

2.2 常態(tài)混凝土和碾壓混凝土的結(jié)合問(wèn)題

在進(jìn)行同一水平層面的澆筑工作的過(guò)程當(dāng)中，施工作業(yè)人員經(jīng)常會(huì)碰到不同的混凝土拌合物，其中最為常見(jiàn)的就是常態(tài)混凝土和碾壓混凝土。對(duì)此，施工作業(yè)人員可以在先澆筑常態(tài)混凝土之后再進(jìn)行碾壓混凝土鋪設(shè)工作，也可以在先鋪設(shè)碾壓混凝土之后再澆筑常態(tài)混凝土。但是因?yàn)槟雺夯炷恋某跄龝r(shí)間和常態(tài)混凝土的初凝時(shí)間不同，因此，當(dāng)施工作業(yè)人員對(duì)常態(tài)混凝土進(jìn)行振搗操作時(shí)，是否會(huì)影響到其和碾壓混凝土結(jié)合處的質(zhì)量，還需要進(jìn)行不斷的研究分析。

經(jīng)調(diào)查研究顯示，施工作業(yè)人員采用先澆筑常態(tài)混凝土后鋪設(shè)碾壓混凝土的施工方法時(shí)，主要有兩個(gè)方面的問(wèn)題：①由于常態(tài)混凝土之中蘊(yùn)含較多的水分，因此當(dāng)施工作業(yè)人員對(duì)碾壓混凝土接觸部位進(jìn)行碾壓操作時(shí)，常態(tài)混凝土中的水分會(huì)滲透到碾壓混凝土之中，導(dǎo)致出現(xiàn)橡皮土的問(wèn)題；②在拌合物生產(chǎn)能力不足的影響之下，碾壓混凝土鋪設(shè)工作進(jìn)程比較慢，經(jīng)常出現(xiàn)常態(tài)混凝土已經(jīng)初凝而混凝土鋪設(shè)工作才剛剛完成的情況發(fā)生。對(duì)于這兩個(gè)方面的問(wèn)題，可以通過(guò)以下三點(diǎn)內(nèi)容將之解決：第一點(diǎn)就是在常規(guī)混凝土之中加入緩凝劑；第二點(diǎn)就是減小碾壓混凝土的每一個(gè)鋪設(shè)層的厚度，借此讓碾壓混凝土的碾壓工作時(shí)間保持在常態(tài)混凝土的初凝時(shí)間范圍之內(nèi)；第三點(diǎn)就是加大碾壓混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸以及鋪設(shè)等機(jī)械設(shè)備的容量[4]。

先鋪設(shè)碾壓混凝土再澆筑常態(tài)混凝土的施工方法其有利之處就在于，常態(tài)混凝土?xí)艿侥雺夯炷吝吔绲南拗?，因此，其用量不?huì)擴(kuò)大。但是在碾壓混凝土邊界的松散地區(qū)，施工作業(yè)人員需要去除掉多余的部分，在這一工作環(huán)節(jié)當(dāng)中，如果施工作業(yè)人員沒(méi)有處理好，就會(huì)非常容易形成薄弱帶。對(duì)此可以通過(guò)在混凝土交界面設(shè)立定型模板將之解決，在碾壓混凝土碾壓操作完成之后，再拆模澆筑常態(tài)混凝土，有效防止交界處出現(xiàn)松散帶。

3 結(jié)束語(yǔ)

碾壓混凝土壩是在常態(tài)混凝土壩和土石壩激烈競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境之下誕生的，在經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展之后，混凝土筑壩技術(shù)已經(jīng)逐漸成為當(dāng)前我國(guó)大中型攔水壩之中使用的主流技術(shù)，但是由于碾壓混凝土才剛剛興起不久，其中依然存在著許多技術(shù)問(wèn)題，對(duì)此我國(guó)有識(shí)之士應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行不斷研究，借此將碾壓混凝土強(qiáng)度較高、水化熱低，放熱的速度較慢、抗裂性能強(qiáng)、水泥效率高以及抗沖耐磨性較強(qiáng)等多方面的優(yōu)點(diǎn)完全發(fā)揮出來(lái)，提高我國(guó)水壩工程的質(zhì)量。