探討金安橋水電站碾壓混凝土關(guān)鍵施工技術(shù)

黃鵬飛

摘 要：碾壓混凝土施工工期緊，質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格，為了滿足電站整體施工工期及混凝土質(zhì)量要求，實(shí)際施工過(guò)程中，對(duì)碾壓混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)及工藝不斷進(jìn)行實(shí)踐及探討，從而推動(dòng)碾壓混凝土施工技術(shù)不斷進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：探討;金安橋水電站;碾壓混凝土;施工;技術(shù)

一、工程概述

金安橋水電站碾壓混凝土重力壩壩頂高程1424m，最大壩高160m，壩頂長(zhǎng)度640m。壩體共分21個(gè)壩段，從左至右依次為混凝土鍵槽0#壩段，左岸1#～5#非溢流壩段， 6#左岸沖沙底孔壩段，7#～11#廠房壩段，右岸12#泄洪（沖沙）底孔壩段，13#～15#溢流壩段， 16#～20#非溢流壩段。壩體碾壓混凝土約250萬(wàn)m3。

二、碾壓混凝土關(guān)鍵技術(shù)、工藝控制

1、碾壓混凝土施工工藝流程

2、模板吊裝施工

金安橋水電站碾壓混凝土壩體橫縫模板采用組合定型鋼模板，模板尺寸為：壩前3×3.2m（寬×高）;壩后模板采用鍵槽定型鋼模板1.5×1.5m（寬×高）;壩前模板、平直面模板采用3×3m（寬×高）爬升模板。模板采用8t倉(cāng)面吊提升，模板安裝前需對(duì)模板表面的預(yù)留混凝土等雜物徹底刮除，模板就位時(shí)應(yīng)根據(jù)測(cè)量放樣點(diǎn)控制好垂直度、坡度與平整度，調(diào)整至允許偏差后一次加固成型，模板內(nèi)涂刷隔離劑，模板安裝時(shí)調(diào)整板塊間縫隙小于3㎜，用1：2水泥砂漿對(duì)模板縫隙勾抹嚴(yán)密平整，穿設(shè)好虛設(shè)螺栓，掛好止?jié){片。用紅漆標(biāo)注混凝土收倉(cāng)線、分縫線，模板安裝完畢后要求平整、整潔，穩(wěn)定牢固。入倉(cāng)處考慮壩塊均勻上升的過(guò)車要求，設(shè)置1：6的混凝土貼角，形成過(guò)車坡面。坡面施工質(zhì)量控制同壩體砼。

3、卸料、攤鋪、平倉(cāng)

金安橋水電站碾壓混凝土考慮到壩址地區(qū)氣候影響，碾壓混凝土鋪料方式主要采用斜層碾壓方式施工，較小倉(cāng)面或受條件限制無(wú)法進(jìn)行斜層碾壓施工的采用平倉(cāng)碾壓方式進(jìn)行施工。

斜層鋪筑法具體做法是開倉(cāng)段先平層鋪筑，且鋪筑層自下而上依次縮短，從而使新澆筑的混凝土表露面形成一個(gè)斜面，至收倉(cāng)端的大部分混凝土按此斜面鋪筑，鋪筑方法與碾壓混凝土平層鋪筑法基本相同，收倉(cāng)端通過(guò)幾個(gè)依次加長(zhǎng)的平層收倉(cāng)。為提高倉(cāng)內(nèi)混凝土施工設(shè)備利用率，斜層碾壓坡度控制為不陡于1：10。

每一壩段鋪設(shè)碾壓混凝土前，施工縫鋪設(shè)水泥砂漿，變態(tài)及防滲混凝土層面鋪灑水泥粉煤灰凈漿。碾壓層的允許間歇時(shí)間，因氣溫、空氣濕度而異，一般為6-8小時(shí)。超過(guò)此時(shí)段，要經(jīng)過(guò)處理才能繼續(xù)澆筑，具體處理方式按照金安橋水電站混凝土施工技術(shù)要求確定。斜層鋪料方向根據(jù)倉(cāng)面特性，可采用左右方向或自下游向上游方向進(jìn)行的方式。

卸料攤鋪平倉(cāng)條帶可根據(jù)施工方式進(jìn)行調(diào)整，受橫向廊道切割及孔底側(cè)邊的窄條形部位，攤鋪平倉(cāng)條帶可平行水流方向，但迎水面8～15m范圍內(nèi)碾壓方向應(yīng)垂直水流方向。碾壓混凝土平倉(cāng)厚度每層34cm。

自卸汽車采用退鋪法卸料，汽車卸料要做到邊慢行邊卸，兩點(diǎn)式卸料減小堆料高度，減輕骨料分離。汽車卸料要卸在已平倉(cāng)尚未碾壓的碾壓混凝土面上，以便平倉(cāng)機(jī)攤鋪平倉(cāng)時(shí)，擾動(dòng)料堆底部，使料堆底部骨料集中現(xiàn)象得以分散。卸料后及時(shí)平倉(cāng)，原則上要求邊卸料、邊平倉(cāng)以便碾壓混凝土料始終卸在已平倉(cāng)的碾壓混凝土面上。卸料堆出現(xiàn)骨料分離時(shí)，人工配合將分離骨料均勻散鋪到未完成平倉(cāng)作業(yè)的含砂漿較多處或新混凝土面上。

4、混凝土碾壓施工

金安橋水電站碾壓混凝土充分考慮碾壓效率、起振力、滾筒尺寸、振動(dòng)頻率、振幅、行走速度后選用HAMM HD130 型號(hào)振動(dòng)碾。碾壓按照先無(wú)振碾壓，然后有振碾壓，再無(wú)振碾壓的程序進(jìn)行，直至核子密度儀檢測(cè)的碾壓密實(shí)度達(dá)到98%以上。振動(dòng)碾行走速度為1.0～1.5km/h左右，碾壓遍數(shù)為2+8+2，即先無(wú)振2遍，再有振8遍，最后無(wú)振2遍。混凝土碾壓分條帶進(jìn)行，出機(jī)后的2h內(nèi)碾壓完畢。各條帶由上游向下游與壩軸線平行進(jìn)行，碾壓作業(yè)采用搭接法，碾壓條帶間的搭接寬度10～20cm，端頭部位搭接寬度為200cm左右。對(duì)于模板、基巖周邊采用振動(dòng)碾直接靠近碾壓，無(wú)法碾壓到的50～100cm或復(fù)雜結(jié)構(gòu)物周邊，直接澆筑變態(tài)混凝土。變態(tài)混凝土與碾壓混凝土相鄰區(qū)域混凝土碾壓時(shí)與變態(tài)區(qū)域搭接寬度大于20cm。倉(cāng)面的Vc值控制在3～12s，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中心根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的氣溫、晝夜、陰晴、濕度等氣候條件不斷適當(dāng)調(diào)整出機(jī)口Vc值。

5、變態(tài)混凝土施工

金安橋水電站大壩上下游面、靠岸坡部位、止水埋設(shè)處、廊道周邊、電梯井周邊及其它孔口周邊等不能用振動(dòng)碾碾壓部位。通過(guò)在碾壓混凝土攤鋪層面注入適量的水泥凈漿或粉煤灰水泥漿后，用130型振搗器振搗密實(shí)，形成新形態(tài)混凝土，加漿量為混凝土體積的4%。變態(tài)混凝土隨著碾壓混凝土填筑逐層施工。

變態(tài)混凝土進(jìn)行注漿之前先將相鄰部位的碾壓混凝土壓實(shí)，碾壓混凝土與變態(tài)混凝土交接處振搗完后根據(jù)實(shí)際情況用振動(dòng)碾補(bǔ)碾數(shù)遍。加漿量控制采用統(tǒng)一規(guī)格加漿車注漿機(jī)計(jì)量，一次加入30cm頂部。水泥凈漿由設(shè)置的制漿站灰漿攪拌機(jī)拌制，通過(guò)專用輸漿膠管送至倉(cāng)面，自攪拌到摻和、振搗在0.5h內(nèi)完成。在止水材料埋設(shè)處的變態(tài)混凝土施工設(shè)置專門的支撐結(jié)構(gòu)，妥善保護(hù)止水材料，保證止水構(gòu)造的正確位置，止水材料周圍的二級(jí)配碾壓混凝土料攤鋪施工時(shí)，防止骨料集中，灑鋪好水泥粉煤灰凈漿后，采用軟軸振搗器仔細(xì)謹(jǐn)慎地進(jìn)行振搗密實(shí)，止水材料如有損壞應(yīng)及時(shí)加以修復(fù)，該部位混凝土中的大骨料人工予以剔除，以免產(chǎn)生滲水通道。

6、層間結(jié)合控制

配合比設(shè)計(jì)合理，施工速度、施工工藝、施工質(zhì)量控制得到保證，層間結(jié)合完全能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

金安橋水電站碾壓混凝土VC值控制在3～5S，小于10S為宜。在現(xiàn)場(chǎng)碾壓混凝土鋪筑、碾壓施工中對(duì)碾壓混凝土拌合物VC值實(shí)行動(dòng)態(tài)跟蹤，及根據(jù)氣溫、風(fēng)速、蒸發(fā)情況適時(shí)調(diào)整出機(jī)口VC值，滿足倉(cāng)面碾壓混凝土VC值的要求。高溫日照時(shí)VC值取下限，低溫陰天時(shí)VC值取上限。為確保上游面二級(jí)配防滲碾壓混凝土的層間結(jié)合，每一碾壓層層面在覆蓋上一層碾壓混凝土前，噴灑2mm厚的水泥粉煤灰凈漿。該凈漿由左、右岸EL1424m平臺(tái)制漿站按設(shè)計(jì)配合比配制，采用輸漿管路將漿液送碾壓混凝土施工倉(cāng)面，倉(cāng)內(nèi)采用漿液拉運(yùn)車輛拉至至噴灑部位噴灑。碾壓混凝土層面受環(huán)境影響較為敏感，當(dāng)氣溫過(guò)高，陽(yáng)光輻射以及風(fēng)速較大時(shí)，表面易失水，初凝時(shí)間縮短，從而影響層間結(jié)合強(qiáng)度。采取及時(shí)覆蓋彩條布，同時(shí)對(duì)倉(cāng)面進(jìn)行噴霧降溫。如局部有失水發(fā)白現(xiàn)象，則在覆蓋上一層碾壓混凝土前鋪灑水泥粉煤灰凈漿。

7、施工縫處理

金安橋水電站碾壓混凝土縫面處理主要采用高壓沖毛機(jī)沖毛，以清除混凝土表面乳皮及松動(dòng)骨料，沖毛標(biāo)準(zhǔn)是露砂微露石。沖毛時(shí)間可根據(jù)施工季節(jié)、混凝土強(qiáng)度、設(shè)備性能等因素進(jìn)行確定。下一升程碾壓混凝土攤鋪施工前，先在已澆筑混凝土面均勻刮鋪一層厚15～20mm的砂漿層（砂漿強(qiáng)度等級(jí)比碾壓混凝土高一級(jí)）。對(duì)于已達(dá)初凝的施工層面，必須攤鋪水泥砂漿后方可繼續(xù)碾壓混凝土施工。

碾壓混凝土鋪筑層面在收倉(cāng)時(shí)要基本上達(dá)到施工計(jì)劃規(guī)定的同一高程或預(yù)定的層面形狀，不得出現(xiàn)高低不平現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)降雨或其它原因造成施工中斷時(shí)，對(duì)已攤鋪的碾壓混凝土料及時(shí)進(jìn)行碾壓。對(duì)于停止鋪筑的碾壓混凝土面宜碾壓成不陡于1：4的斜面，對(duì)該斜面坡角處進(jìn)行修整并根據(jù)其繼續(xù)澆筑的間隔時(shí)間按要求處理。

8、橫縫止水安裝及伸縮縫施工

金安橋壩體碾壓混凝土倉(cāng)號(hào)周邊橫縫止水采用止水模板進(jìn)行安裝加固，施工倉(cāng)面內(nèi)部橫縫止水采用鋼筋與地錨焊接形成支架進(jìn)行止水加固、安裝。確保止水按設(shè)計(jì)位置準(zhǔn)確安裝不移位。橫縫處安裝誘導(dǎo)縫模板，防滲層內(nèi)止水采用架立鋼筋固定，橫縫切縫后根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求縫內(nèi)填充填充材料。安裝后采用儀器監(jiān)測(cè)，其偏差必須符合施工規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

碾壓混凝土壩體中的伸縮縫的位置及縫內(nèi)填充材料需滿足設(shè)計(jì)要求。采用先碾壓后切縫再騎縫補(bǔ)碾壓的順序成縫。通倉(cāng)澆筑壩段的伸縮縫采用切縫機(jī)切縫成型，縫內(nèi)填充彩條布。方法是：預(yù)先將彩條布裁割成規(guī)定大小的小塊，當(dāng)每層碾壓混凝土完成碾壓后開始切縫切縫深度大于每層碾壓厚度的2/3，切縫縫寬24mm。完成切縫后立即將已裁剪好的彩條布嵌入縫中。為了保證切縫位置的準(zhǔn)確，在碾壓混凝土倉(cāng)號(hào)準(zhǔn)備時(shí)，通過(guò)測(cè)量放線，在上、下游模板上標(biāo)定出結(jié)構(gòu)縫位置，切縫前利用標(biāo)定線在混凝土面上畫線，切縫時(shí)沿著畫線下刀，使切成的縫與設(shè)計(jì)圖相符。其施工工序?yàn)椋簻y(cè)量放線→（混凝土完成碾壓面上）畫出結(jié)構(gòu)縫位置線→切縫→填充彩條布→檢查驗(yàn)收。

9、冷卻水管施工

壩體碾壓混凝土冷卻水管水平間距為1.5m，垂直間距為1.5m或3.0m，冷卻水管采用專用冷卻塑料水管，鋪設(shè)時(shí)根據(jù)碾壓混凝土施工進(jìn)行情況由下游向上游方向順碾壓條帶進(jìn)行。每層冷卻水管均鋪設(shè)在開倉(cāng)面第一個(gè)碾壓層面上，采用ф6鋼筋卡加固在已碾混凝土上，專人負(fù)責(zé)指揮協(xié)調(diào)，未覆蓋混凝土前，防止機(jī)械碾壓。冷卻水管按要求的間排距埋設(shè)，距上游壩面2.0m～2.5m，距下游壩面2.5m～3.0m，水管距縫面、壩內(nèi)孔洞周邊1.5～2.0m，單根管路總長(zhǎng)不大于300m。冷卻水管管頭根據(jù)冷卻管路設(shè)計(jì)及引管規(guī)劃引入廊道或壩后，排列有序，作好標(biāo)記，管口應(yīng)妥善保護(hù)，防止堵塞。

10、特殊氣侯條件碾壓混凝土施工

⑴雨季施工

雨季到來(lái)前，準(zhǔn)備足量的防雨布及排水工具，當(dāng)碾壓過(guò)程中出現(xiàn)降雨，立即組織足夠勞動(dòng)力待命排水，保證雨季碾壓混凝土施工質(zhì)量。

①降雨強(qiáng)度小于0.3mm/6min時(shí)繼續(xù)施工。但需加大碾壓混凝土拌和物VC值、減小水灰比。同時(shí)加快平倉(cāng)、碾壓速度，對(duì)未攤鋪或未碾壓的拌和物利用防雨布覆蓋，暴露在雨中不能超過(guò)10min，對(duì)已攤鋪料及時(shí)碾壓。

②降雨量大于等于0.3mm/ 6min時(shí)，暫停鋪筑和碾壓施工，碾壓混凝土禁止入倉(cāng)。已入倉(cāng)的拌和物迅速平倉(cāng)碾壓，未及時(shí)碾壓的混凝土，用防雨布迅速覆蓋。如遇大雨或暴雨，來(lái)不及平倉(cāng)碾壓時(shí)，采用防雨布迅速全倉(cāng)面覆蓋，如擱置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)作廢料處理。

③大雨過(guò)后，當(dāng)降雨量小于0.3mm/6min，并持續(xù)30min以上，倉(cāng)面已覆蓋未碾壓的混凝土尚未初凝時(shí)可以恢復(fù)施工，恢復(fù)施工時(shí)要采?。号懦齻}(cāng)內(nèi)積水，混凝土運(yùn)輸車輛車箱內(nèi)積水清除干凈;適當(dāng)加大新拌制混凝土VC值;漏碾、漏振已初凝部位及被雨水嚴(yán)重侵入部位混凝土要清除;恢復(fù)施工前，要在已損失灰漿的碾壓混凝土層面上均勻鋪設(shè)2～3cm厚水泥砂漿等措施。

⑵高溫季節(jié)施工措施

氣溫等于或高于25℃時(shí)，采取溫控措施，以防止混凝土在運(yùn)輸、攤鋪和碾壓時(shí)，混凝土溫度大幅度回升及表面水分迅速蒸發(fā)散失。

新老混凝土溫控標(biāo)準(zhǔn)：在間歇期超過(guò)28天的老混凝土面上繼續(xù)澆筑時(shí)，碾壓混凝土不大于13℃。

表面混凝土溫控標(biāo)準(zhǔn)：碾壓和常態(tài)混凝土的內(nèi)外溫差控制不超過(guò)16℃。

①、原材料溫度控制

應(yīng)嚴(yán)格控制砂、石骨料的含水率滿足規(guī)范要求，主要控制砂含水率小于6%、小石含水率小于1%。通過(guò)一、二次風(fēng)冷對(duì)骨料進(jìn)行預(yù)冷，以降低混凝土的出機(jī)溫度;水泥、粉煤灰提前組織進(jìn)場(chǎng)，以降低出廠溫度，嚴(yán)格按照規(guī)定控制入罐溫度。水泥低于60℃、粉煤灰低于50℃。

②、出機(jī)溫度控制

拌和制冷系統(tǒng)在混凝土拌和前提前運(yùn)行，對(duì)大石、中石、小石骨料進(jìn)行一、二次風(fēng)冷;在混凝土生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)出機(jī)口溫度隨

③、運(yùn)輸過(guò)程中溫度控制

混凝土運(yùn)輸過(guò)程中的熱量倒灌較多，在實(shí)際施工時(shí)加快混凝土運(yùn)輸，吊罐、自卸車等混凝土的容器側(cè)壁用隔熱材料進(jìn)行保溫，頂部設(shè)防曬棚，以有效控制混凝土在運(yùn)輸途中的溫度回升;在滿管溜槽槽體上搭設(shè)遮陽(yáng)棚，防止太陽(yáng)光直接照射槽體，并在槽體上噴水，保持槽體潮潤(rùn)，以降低槽體本身溫度?？刂苹炷翜囟葟某鰴C(jī)口至振搗密實(shí)溫度回升不大于5℃。

④、倉(cāng)面溫控

倉(cāng)面碾壓施工時(shí)，設(shè)置專人進(jìn)行倉(cāng)面的噴霧工作，在倉(cāng)號(hào)周邊模板頂部架設(shè)固定式噴霧機(jī)進(jìn)行噴霧，噴霧機(jī)可擺動(dòng)機(jī)頭，另設(shè)置移動(dòng)式噴霧機(jī)巡倉(cāng)噴霧。對(duì)邊角部位，采用手持沖毛機(jī)噴射槍在倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行人工噴霧，并且及時(shí)鋪設(shè)麻袋片，使混凝土面保持濕潤(rùn)，形成倉(cāng)面小氣候，補(bǔ)償水分蒸發(fā)和降低環(huán)境溫度，噴霧時(shí)沖毛機(jī)的壓力不得小于20MP，噴槍槍口不得正對(duì)混凝土面，噴頭高出混凝土面1.5m以上，噴霧時(shí)所有供水設(shè)備密封完好，防止?jié)B漏，同時(shí)嚴(yán)禁滴狀水霧。

在壩體的上、下游壩面進(jìn)行淋水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間大于28天，以降低混凝土的溫度，間歇層面進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土面濕潤(rùn)，養(yǎng)護(hù)至下一升層混凝土施工。振動(dòng)碾在碾壓混凝土施工過(guò)程中，必要時(shí)可啟動(dòng)振動(dòng)碾的淋水系統(tǒng)，進(jìn)行淋水碾壓，自行補(bǔ)水，防止粗骨料發(fā)白、發(fā)干。每一碾壓層施工時(shí)，協(xié)調(diào)組織好，加快倉(cāng)面施工碾壓的節(jié)奏，使混凝土料在倉(cāng)內(nèi)的堆放時(shí)間不要過(guò)長(zhǎng)，并且采取分區(qū)卸料、平倉(cāng)、碾壓的方法施工。根據(jù)施工倉(cāng)面的實(shí)際情況，及時(shí)調(diào)整碾壓混凝土的VC值，掌握每個(gè)不同施工時(shí)段VC值的變化曲線，及時(shí)調(diào)整碾壓混凝土施工中的VC值。

⑤、收倉(cāng)后混凝土溫度控制

在混凝土覆蓋后48h開始通水，一期冷卻采用10℃左右制冷水進(jìn)行冷卻，有效降低混凝土早期溫度，確保壩體最高溫度在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)。通水流量為1.2m3/h～1.5m3/h，冷卻時(shí)間控制在23d。冷卻水水流方向24h調(diào)換一次。一期通水溫度與壩體混凝土最高溫度之差控制在25.0℃以內(nèi)。

混凝土養(yǎng)護(hù)主要采用人工灑水、塑料花管自流（上下游壩面及兩側(cè)橫縫面采用鉆有小孔的塑料管進(jìn)行自流養(yǎng)護(hù)）的方式使混凝土表面在滿足規(guī)范要求的時(shí)間內(nèi)保持長(zhǎng)時(shí)間濕潤(rùn)。

⑶、低溫季節(jié)施工措施

低溫氣溫驟降季節(jié)，為防止碾壓混凝土的暴露表面產(chǎn)生裂縫，新澆混凝土拆模后，壩體橫縫面必須覆蓋保溫材料，保溫材料緊貼被保護(hù)面，貼掛牢固，覆蓋搭接嚴(yán)密。所有孔、洞及廊道等入口設(shè)簾以防受到冷氣的襲擊。

11、施工效果

金安橋水電站壩體碾壓混凝土已全部完成，已取得15.73m碾壓混凝土芯樣可以看出混凝土施工效果良好。

12、結(jié)語(yǔ)

金安橋水電站工程，在充分應(yīng)用大體積碾壓混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)及工藝的同時(shí)，對(duì)相關(guān)施工技術(shù)及工藝不斷進(jìn)行試驗(yàn)、總結(jié)、探討，為壩體混凝土快速上升打下了良好的基礎(chǔ)，為同等工程建設(shè)總結(jié)了豐富的施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。