淺談新疆SETH 水利樞紐碾壓混凝土大壩施工技術(shù)

馬棟梁

（甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅蘭州730046）

1 工程概況

新疆SETH 水利樞紐工程是國(guó)務(wù)院部署的“十三五”期間172 項(xiàng)重大水利工程之一。該工程主要任務(wù)為供水和防洪，兼顧灌溉和發(fā)電，工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大（2）型。工程主要由碾壓混凝土大壩、電站廠房及升魚(yú)機(jī)組成。最大壩高75.5 m，壩長(zhǎng)372 m，正常蓄水位EL1027m，壩頂高程EL1032m，水庫(kù)總庫(kù)容2.94 億m3，電站裝機(jī)27.6 MW。工程所在地氣溫年內(nèi)變化較大，極端最高氣溫38.4℃，極端最低氣溫-47.7℃，變幅達(dá)86.1℃，夏季6—8 月平均氣溫在18℃以上。歷年最大風(fēng)速17.3 m/s，最大凍土深度239 cm。工程建成后，可調(diào)蓄河道徑流，促進(jìn)阿勒泰地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。同時(shí)，還可以加強(qiáng)流域水資源統(tǒng)一管理和調(diào)配，為維持河道生態(tài)環(huán)境創(chuàng)造條件。

本工程于2016 年10 月10 日正式開(kāi)工，于2017 年10 月22 日通過(guò)自治區(qū)水利廳組織的截流階段驗(yàn)收并實(shí)現(xiàn)截流，計(jì)劃2020 年11 月大壩具備下閘蓄水條件，為廠房發(fā)電機(jī)組調(diào)試創(chuàng)造條件。

2 原材料選擇

SETH 水利樞紐工程選用富蘊(yùn)天山水泥有限責(zé)任公司生產(chǎn)的天山牌普通硅酸鹽水泥（專供）42.5（7天水化熱小于293 KJ/kg）、烏魯木齊乾元盛貿(mào)易有限公司生產(chǎn)的Ⅰ級(jí)（F 類）粉煤灰、蘇博特新材料股份有限公司生產(chǎn)的SBTJM-Ⅱ緩凝高效減水劑和GYQ-Ⅰ高效引氣劑以及HME-Ⅲ低堿型混凝土膨脹劑，砂石骨料采用項(xiàng)目部自產(chǎn)的灰長(zhǎng)巖破碎石和人工砂。工程原材料全部符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要求。

3 混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)

SETH 碾壓混凝土重力壩設(shè)置2 座HZS270-1Q4500 型微機(jī)控制混凝土攪拌站，攪拌機(jī)生產(chǎn)廠家是德國(guó)BHS，主站配置件生產(chǎn)廠家是鄭州水工。骨料配料稱量精度在動(dòng)態(tài)時(shí)為±2%、靜態(tài)時(shí)為±0.3%，水泥、粉煤灰、外加劑配料稱量精度在動(dòng)態(tài)時(shí)為±1%、靜態(tài)時(shí)為±0.25%。

攪拌站的布置形式為二階式：由2 個(gè)主站、制冷車間、5 個(gè)200 m3中轉(zhuǎn)預(yù)冷骨料倉(cāng)、地壟、骨料輸送系統(tǒng)及8 個(gè)400 t 粉料倉(cāng)等組成，生產(chǎn)能力常態(tài)砼為400 m3/h、碾壓砼為200 m3/h，可滿足混凝土生產(chǎn)強(qiáng)度要求。

4 碾壓混凝土施工技術(shù)

SETH 水利樞紐工程地處我國(guó)高寒干旱地區(qū)，高溫、干燥、高蒸發(fā)、風(fēng)大是該地區(qū)主要?dú)夂蛱卣?。結(jié)合之前的碾壓混凝土壩的施工經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)條件，通過(guò)SETH 水利樞紐工程現(xiàn)場(chǎng)碾壓工藝試驗(yàn)驗(yàn)證，取得了可靠的試驗(yàn)參數(shù)和碾壓工藝，施工機(jī)械設(shè)備的性能得到了驗(yàn)證，使混凝土的碾壓施工達(dá)到了優(yōu)質(zhì)、高效、質(zhì)量第一的目的。

4.1 混凝土的碾壓施工工藝、參數(shù)

4.1.1 VC 值參數(shù) 出機(jī)口的VC值應(yīng)控制在1～3s，倉(cāng)面的VC 值應(yīng)控制在3～5 s，按照VC 值動(dòng)態(tài)控制的原則并根據(jù)氣溫的變化情況，必要時(shí)進(jìn)行噴霧保濕，為倉(cāng)面施工形成小氣候創(chuàng)造條件。

4.1.2 含氣量 二級(jí)配控制在4.5%～6.5%，三級(jí)配控制在3.0%～5.0%。

4.1.3 溫度 高溫季節(jié)碾壓混凝土出機(jī)口溫度控制在12℃左右，入倉(cāng)溫度控制在14～16℃，澆筑溫度控制在18～22℃；低溫季節(jié)碾壓混凝土出機(jī)口溫度控制在10～12℃，入倉(cāng)溫度控制在12～16℃，澆筑溫度控制在15～20℃。

4.1.4 振動(dòng)碾的行走速度 該速度宜控制在1.2 km/h。

4.1.5 鋪層厚度 該厚度控制在33～35 cm。

4.1.6 碾壓遍數(shù) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)RCC 壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果，最佳碾壓遍數(shù)確定為無(wú)振2 遍＋有振8 遍，即2+8組合，另收面層可加無(wú)振2 遍收面。

4.1.7 施工方法 本次碾壓試驗(yàn)的變態(tài)混凝土采用人工現(xiàn)場(chǎng)勾槽加漿的施工方法，從現(xiàn)場(chǎng)施工效果看，控制加漿量在5%時(shí)泛漿較為充分，且后續(xù)變態(tài)混凝土施工時(shí)采用5%加漿量。

4.1.8 稠度 嚴(yán)格控制用于層間結(jié)合砂漿的稠度，按照規(guī)范要求攤鋪厚度2～3 cm，以保證層間結(jié)合的質(zhì)量。

4.2 平層通倉(cāng)法碾壓

SETH 碾壓混凝土在大壩下部一般選3～6 個(gè)壩段進(jìn)行平層通倉(cāng)法施工，上部可根據(jù)施工條件選多個(gè)壩段，倉(cāng)面面積控制在3 000 m2左右。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件提前規(guī)劃入倉(cāng)方式，采用水平入倉(cāng)或垂直加水平入倉(cāng)。開(kāi)倉(cāng)前由工程技術(shù)部提交倉(cāng)面設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括人員和設(shè)備的配置、入倉(cāng)方式、入倉(cāng)道路、混凝土分區(qū)圖、壓實(shí)度檢測(cè)點(diǎn)位分區(qū)圖、配合比、冷卻水管埋設(shè)、層間處理方式、施工作業(yè)流程圖等，開(kāi)倉(cāng)前在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)交底和安全交底，做到人人清楚崗位職責(zé)和注意事項(xiàng)。

4.3 變態(tài)混凝土施工

主要用于大壩上下游面、靠岸坡部位、紫銅止水埋設(shè)處，灌漿廊道、主排水廊道、通風(fēng)廊道周邊、大壩安全監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)周邊、10#壩段泄洪底孔設(shè)置的檢修門(mén)槽模板周邊、13#壩段引水壩段設(shè)置的疊梁門(mén)槽模板周邊、15#壩段電梯井模板周邊振動(dòng)碾碾壓不到的地方。

變態(tài)砼采用勾槽加漿的方式進(jìn)行。具體要求：在已經(jīng)攤鋪好的碾壓砼上，作業(yè)人員采用三角耙將碾壓砼掏出兩條平順筆直的溝槽，再將灰漿均勻倒入溝槽內(nèi)?；覞{的密度采用比重計(jì)測(cè)量，灰漿比重控制在1.65 g/cm3以上方可使用，使用前應(yīng)攪拌均勻，人工將灰漿均勻摻入在砼溝槽中。

4.4 碾壓混凝土層間結(jié)合

4.4.1 水泥灰漿的鋪設(shè) 迎水面各碾壓砼層間鋪設(shè)寬2～5 m、厚2～4 mm 的水泥灰漿，水泥灰漿應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證合格簽發(fā)的施工配料單配制，要求配料計(jì)量準(zhǔn)確、攪拌均勻，作業(yè)隊(duì)負(fù)責(zé)制漿和灑鋪，試驗(yàn)室對(duì)配制漿液的質(zhì)量進(jìn)行檢查。灑鋪水泥灰漿之前，作業(yè)隊(duì)?wèi)?yīng)做到灑鋪區(qū)內(nèi)干凈、無(wú)積水。灑鋪水泥漿液在該條帶卸料之前分段、分次序進(jìn)行，不允許灑鋪水泥灰漿長(zhǎng)時(shí)間未覆蓋砼。水泥灰漿鋪設(shè)應(yīng)均勻、不漏鋪，上游模板一側(cè)鋪厚一些，以增強(qiáng)層間結(jié)合效果。

4.4.2 層間結(jié)合與縫面處理 連續(xù)上升鋪筑的碾壓砼，層間間隔時(shí)間控制在混凝土初凝時(shí)間8～12 h，高溫季節(jié)控制在6～8 h，以確保層間結(jié)合質(zhì)量。高溫季節(jié)和低溫季節(jié)施工，對(duì)已碾壓完畢的砼層面應(yīng)及時(shí)覆蓋聚乙烯保溫被，防止砼因蒸發(fā)過(guò)快過(guò)早初凝來(lái)不及覆蓋和砼表層凍傷。為便于施工縫砂漿均勻攤鋪，確保施工質(zhì)量，砂漿稠度控制在90～110 mm。

4.4.3 卸料與平倉(cāng) 采用平鋪法進(jìn)行碾壓砼澆筑，碾壓砼的壓實(shí)厚度為30 cm，鋪筑厚度為33～35 cm。翻斗車在碾壓砼面上行駛應(yīng)避免急剎車、急轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎半徑不小于12 m，車速控制在5 km/h。平倉(cāng)機(jī)嚴(yán)禁在已經(jīng)平倉(cāng)或者碾壓過(guò)的砼面上急轉(zhuǎn)彎、急掉頭或急剎車。卸料點(diǎn)與模板距離不得小于3.5 m，防止砼直接沖擊模板，造成模板偏離控制設(shè)計(jì)線。三級(jí)配與二級(jí)配砼的分界線，按其誤差不得超過(guò)0.3 m。

4.4.4 碾壓與成縫 倉(cāng)面碾壓時(shí)砼的VC 值控制在3～5 s，并根據(jù)氣溫隨時(shí)調(diào)整。碾壓條帶距離平倉(cāng)條帶的最大間距控制在12 m 以內(nèi)，以確保碾壓層面完全泛漿，保證砼層面的結(jié)合質(zhì)量。振動(dòng)碾作業(yè)的行走速度為1.2 km/h。碾壓作業(yè)程序按無(wú)振2 遍+有振8遍+無(wú)振2 遍的工藝進(jìn)行，碾壓條帶應(yīng)清晰、分明，其寬度與振動(dòng)碾輪壓寬度相同。碾壓砼的允許層間間隔時(shí)間控制小于混凝土初凝時(shí)間1～2 h。層間間歇時(shí)間高溫季節(jié)（6—9 月）小于6 h，次高溫季節(jié)（4—5 月、10 月）小于8 h。通倉(cāng)澆筑的大壩施工縫用CAT75（卡特小挖機(jī)）制作的切縫機(jī)切縫形成誘導(dǎo)縫，采用先碾后切的方法，切縫下刀間距不大于12 cm，縫內(nèi)填充4 層彩條布，填充物頂部距離壓實(shí)面1～2 cm，切縫完畢后振動(dòng)碾沿縫隙碾壓2 遍。

5 其他技術(shù)措施

本工程碾壓砼澆筑時(shí)，通過(guò)縮短層間覆蓋時(shí)間，加強(qiáng)資源配置，使混凝土澆筑做到快平快碾。動(dòng)態(tài)控制碾壓混凝土VC值等措施保證了混凝土澆筑質(zhì)量。

6 結(jié)語(yǔ)

SETH 碾壓混凝土大壩技術(shù)組在施工中探索出了符合自身施工要求的施工技術(shù)，為嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土施工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。