斜層碾壓施工工藝在西溪電站大壩工程中的應(yīng)用

趙杰

【摘要】碾壓砼筑壩是當(dāng)今壩工建設(shè)的一個(gè)發(fā)展趨勢，斜層碾壓施工工藝的出現(xiàn)，推動(dòng)著碾壓砼筑壩技術(shù)向更快的方向發(fā)展。本文主要介紹全斷面碾壓混凝土斜層碾壓的施工工藝流程、應(yīng)用情況，并提出了斜層碾壓工藝在施工中還存在需要解決的問題，斜層碾壓的施工程序及坡腳處理，斜層碾壓施工工藝在西溪水電站大壩碾壓混凝土中的應(yīng)用。西溪大壩碾壓混凝土斜層鋪筑施工經(jīng)驗(yàn)表明，斜層碾壓施工工藝具有極大的推廣應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】斜層碾壓;坡腳處理;二次污染

一、斜層碾壓的產(chǎn)生

碾壓砼保證施工質(zhì)量的二大控制指標(biāo)是：①從拌和機(jī)出料口至倉面碾壓完畢控制在2h以內(nèi);②碾壓砼層間間隔時(shí)間控制在砼初凝時(shí)間以內(nèi)。對于全斷面碾壓砼壩由于其倉面過大，如果按傳統(tǒng)的平層碾壓，必須采用如下施工方案：a、分倉澆筑：將整個(gè)壩面分解成若干澆筑倉塊分開澆筑，以滿足二大控制指標(biāo)的要求。b、增加設(shè)備：碾壓砼的澆筑必須按最大澆筑倉面配制砼的拌和、運(yùn)輸、平倉、碾壓所需的設(shè)備。

如采用分倉澆筑，則大大增加了倉面處理的工作量，必須增加工期，并且為汽車的進(jìn)倉卸料帶來一定的難度;如按最大澆筑倉面配備一整套的機(jī)械設(shè)備，則需要投入大量的資金，并且很大部分設(shè)備在大部分時(shí)間里處于閑滯狀態(tài)，設(shè)備利用率低，還需要投入資金進(jìn)行設(shè)備的保養(yǎng)，造成資金周轉(zhuǎn)的困難。碾壓砼筑壩技術(shù)在發(fā)展中出現(xiàn)如此“兩難”的局面，國內(nèi)壩工界同行一直在尋找其克服的有效辦法，斜層碾壓工藝由此而生，并且首先在湖南江埡電站得到實(shí)踐應(yīng)用，西溪大壩碾壓砼施工在吸取江埡大壩斜層碾壓成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，首先在下游圍堰進(jìn)行斜層碾壓工藝試驗(yàn)，在試驗(yàn)成功后，應(yīng)用于主體大壩施工全過程。

二、斜層碾壓的施工工藝

斜層碾壓一般的工藝過程與平層碾壓工藝要求是一樣的，關(guān)鍵在于斜層的三個(gè)要點(diǎn)“坡度、厚度及坡腳處理”的控制。西溪大壩斜層碾壓施工工藝，斜層坡度為I≥10%，碾壓層厚為30cm，碾壓砼攤鋪厚度為34～36cm。斜層碾壓工藝為：

1、澆筑要領(lǐng)圖：澆筑要領(lǐng)圖描述詳細(xì)的施工方案，每一倉塊由工程技術(shù)人員繪制，倉面指揮長、指揮員、質(zhì)檢員等均必須在開澆前熟悉澆筑要領(lǐng)，并按澆筑要領(lǐng)圖的要求組織實(shí)施。

2、RCC運(yùn)輸方式：采用汽車直接入倉方式或負(fù)壓溜槽輸送方式，但汽車在澆筑倉內(nèi)的行走不得在已收倉的砼面行走，即必須在老砼中行駛，經(jīng)坡腳后退至卸料點(diǎn)進(jìn)行卸料，并且應(yīng)選擇倉塊上下游方向的中部（應(yīng)力較小處）作為爬坡點(diǎn)。

3、卸料：卸料由倉面指導(dǎo)員指揮，采用退鋪法依次卸料，且宜按梅花形依次堆放，先卸1/3，移動(dòng)1m左右位置后卸2/3。為了減少骨料分離，自卸汽車將混凝土料卸于鋪筑層攤鋪前沿的臺(tái)階上，再由平倉機(jī)將混凝土從臺(tái)階上推到臺(tái)階下進(jìn)行移位式平倉。卸料盡可能均勻，料堆坡腳如出現(xiàn)的小部分已分離的骨料，由人工將其均勻地?cái)備伒轿茨雺旱幕炷撩嫔稀?/p>

4、平倉厚度及坡度的控制：澆筑前在周邊模板和底部老砼面上測量畫出各層的平倉線。每層平倉厚度為34～36cm左右，經(jīng)檢查若超出規(guī)定值的部位必須重新平倉，局部不平的部位用人工輔助鋪平。平倉方向由坡頂向坡底進(jìn)行，坡比i≥10%，在斜層坡腳、坡頂處形成的尖角，用小型振動(dòng)碾碾壓密實(shí)。平倉過程出現(xiàn)在兩側(cè)集中的骨料由人工均勻分散于條帶上。

5、碾壓：采用進(jìn)口BM202AD型雙輪高頻振動(dòng)碾，采用搭接法碾壓，搭接寬為20cm，振動(dòng)碾的行走速度為（1～1.5）km/h，碾壓遍數(shù)按“無振+有振+無振”方式為：“2+8+2”遍，如果有振6遍后砼仍不泛漿，應(yīng)開啟振動(dòng)碾自帶的水箱灑水進(jìn)行水份補(bǔ)償，如因VC值偏大但仍無法泛漿，應(yīng)在下一層砼覆蓋前鋪灑1.5mm厚的水泥粉煤灰凈漿。卸料、平倉、碾壓三道工序是施工關(guān)鍵，必須協(xié)調(diào)合作，根據(jù)澆筑要領(lǐng)圖合理安排時(shí)間和操作順序，實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)，才能使各機(jī)械發(fā)揮最高效率。

6.斜層碾壓坡腳處理

6.1斜層碾壓施工程序?yàn)椋合葦備伳雺菏┕て履_3 m寬的平層，后攤鋪碾壓施工斜面砼。

6.2按大于1：10坡度放樣的碾壓層底腳寬度3m攤鋪砂漿（坡度變化時(shí)底腳寬度相應(yīng)調(diào)整）。

6.3在底腳范圍內(nèi)水平攤鋪RCC料，攤鋪厚度約為35cm。

6.4底腳平層碾壓，碾壓遍數(shù)按“2+8+2”實(shí)施。

6.5斜層攤鋪碾壓施工，攤鋪時(shí)下坡腳不得超出平層外邊緣，斜層碾壓時(shí)同平層外邊緣部位一起碾壓，但碾壓機(jī)不得超出平層外邊緣線。

6.6切腳處理

下一層卸料前對坡腳進(jìn)行切除（挖除高度約10cm），如局部切出的砼底部無砂漿時(shí)，應(yīng)繼續(xù)向后切，直至切出的砼底部出現(xiàn)砂漿。切除時(shí)采用切縫機(jī)進(jìn)行切斷，將切下的砼予以挖除，并立即攤鋪砂漿進(jìn)行下一層RCC的澆筑。

三、西溪大壩斜層碾壓應(yīng)用情況

1、西溪大壩碾壓砼從2005年12月30日開始碾壓砼澆筑，2006年5月30日第一枯水期澆筑完畢，完成15萬m3砼的碾壓，2006年9月24日開始第二枯水期碾壓砼澆筑，2007年4月19日完成，大壩1#、2#壩段澆至EL67，3#～6#壩段澆至EL65，二枯完成碾壓砼33萬m3。

2、大壩碾壓砼澆筑在下游砼圍堰碾壓試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，大壩直接采用斜層碾壓施工工藝，并且打破以往斜層碾壓只能左右岸方向傾斜的貫例，壩基EL37～EL47采用從下游往上游方向斜層碾壓，EL47～EL57采用從右岸向左岸斜層碾壓，EL57～EL67采用從左岸向右岸斜層碾壓。EL67以上，1#、2#擋水壩段采用從右岸向左岸斜層碾壓，5#、6#壩擋水壩段采用從左岸向右岸方向斜層碾壓。

3、斜層碾壓坡腳處理的試驗(yàn)

斜層碾壓在西溪水電站大壩已全面應(yīng)用，為了檢驗(yàn)斜層碾壓坡腳施工工藝的成功性，以便于給斜層碾壓坡腳施工予以定論，使斜層碾壓更為全面廣泛應(yīng)用，作了簡易的試驗(yàn)方法：用觀測方法準(zhǔn)確測量斜層坡腳的樁號(hào)和高程。通過對斜層坡腳砼鉆孔取芯、壓水試驗(yàn)檢查與非坡腳處的芯樣、壓水檢查相比較。

4、砼取芯、壓水試驗(yàn)檢查效果

2006年汛期，對第一枯水期澆筑的碾壓砼進(jìn)行了鉆孔取芯、壓水試驗(yàn)，其中最長的芯樣達(dá)8.38m，每30cm碾壓層面無法看出，每3m澆筑層面可看見一層細(xì)細(xì)（約3mm）厚的砂漿層，證實(shí)碾壓砼層面結(jié)合緊密。

四、斜層碾壓在施工中存在的問題

1、倉面污染問題

1.1因采用斜層碾壓，自卸汽車進(jìn)倉卸料，坡頂剛碾壓完畢的砼不得行駛汽車，汽車的行走路線必須從老砼面上行走，在行走過程中，汽車輪胎會(huì)將砼中的漿液帶入已沖洗的老砼面上，使倉面受到污染。

1.2利用斜層澆筑，RCC連續(xù)快速施工的特點(diǎn)，倉面二次污染在RCC施工中表現(xiàn)得較為突出。一是由于氣溫條件較低，砼間歇時(shí)間短，砼強(qiáng)度低，倉面砼運(yùn)輸汽車等機(jī)械設(shè)備不斷行走，砼層面受到破壞較為明顯嚴(yán)重，特別是遇到雨天氣候或氣溫低條件下，進(jìn)行倉面二次污染處理的工作量大大加大，不但影響RCC澆筑速度，人力、物力的投入也大大增多。

2、上游二級配層面凈漿有一定程度的流失、人工鋪灑難以確保均勻，斜層的坡腳一般漿液較豐富，而坡頂漿液較貧乏。

五、結(jié)束語

斜層鋪筑最大的優(yōu)點(diǎn)就是在一定的資源配置情況下，可以澆筑大倉面，把大倉塊轉(zhuǎn)換成小碾壓層面，這樣可大大縮短碾壓砼層間間隔時(shí)間，提高混凝土層間的結(jié)合力，節(jié)省機(jī)械設(shè)備、人員的配制，同時(shí)也便于雨季、次高溫施工等。

經(jīng)過西溪水電站二個(gè)枯水期約48萬方斜層碾壓砼的實(shí)踐證明，只要克服斜層施工中存在的一些問題，斜層碾壓是一種具有較大推廣價(jià)值的碾壓砼施工技術(shù)。

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