碾壓混凝土重力壩施工技術(shù)要點(diǎn)分析

周易

（湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究總院，湖南 長(zhǎng)沙410007）

碾壓混凝土重力壩施工技術(shù)的應(yīng)用，要結(jié)合施工環(huán)境選擇應(yīng)用自卸汽車，并通過皮帶輸送機(jī)將干硬性混凝土運(yùn)輸至倉(cāng)面，利用推土機(jī)作出平倉(cāng)處理，最后選擇分層填筑作業(yè)的方法，在振壓密實(shí)后完成壩體建設(shè)。通過控制好施工技術(shù)要點(diǎn)，能夠保證碾壓混凝土重力壩穩(wěn)定性與安全性實(shí)現(xiàn)提升，確保與工程建設(shè)要求相符。

1 碾壓混凝土重力壩施工技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

碾壓混凝土重力壩作為應(yīng)用較為廣泛的筑壩技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：第一，施工技術(shù)簡(jiǎn)單，可以將大型機(jī)械的作用充分發(fā)揮出來(lái)，不僅施工速度很快，同時(shí)也能讓工期得到可靠保障。與傳統(tǒng)方法相比，碾壓混凝土重力壩施工技術(shù)可以節(jié)約至少20%的時(shí)間，能夠保證工程效益實(shí)現(xiàn)提升[1]。第二，能夠有效減少膠凝材料的使用量，如水泥、粉煤灰和礦渣等，通常在120～150 kg/m3之間，可以實(shí)現(xiàn)工程總價(jià)的有效降低。第三，有效解決了壩體內(nèi)部混凝土水化熱問題，為施工溫度控制創(chuàng)造了良好條件。同時(shí)也不需要設(shè)置額外的縱縫，有利于實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量的提升。

2 工程實(shí)例分析

2.1 工程概況

莽山水庫(kù)工程位于湖南省郴州市宜章縣境內(nèi)的珠江流域北江二級(jí)支流長(zhǎng)樂水的上游，壩址控制流域面積230 km2，水庫(kù)正常蓄水位395 m，設(shè)計(jì)洪水位398.50 m，校核洪水位399.43 m，發(fā)電死水位355 m。總庫(kù)容1.332億m3，防洪庫(kù)容2 400萬(wàn)m3。是一座以防洪、灌溉為主，兼顧城鎮(zhèn)供水與發(fā)電等綜合利用的大型水利樞紐工程。

樞紐工程為二等大（Ⅱ）型工程，由主壩、副壩、引水發(fā)電洞、壩后廠房、反調(diào)節(jié)壩等建筑物組成，主要建筑物樞紐大壩為2級(jí)建筑物，廠房為3級(jí)建筑物。主壩為碾壓混凝土重力壩，壩頂高程399.80 m，壩頂寬6 m，建基面高程298.5 m，最大壩高101.30 m。

2.2 碾壓混凝土重力壩施工技術(shù)要點(diǎn)

2.2.1 材料配比

碾壓混凝土通常選擇發(fā)熱量低的水泥，基礎(chǔ)區(qū)混凝土要添加一定量MgO，通常在5%以下。工程中碾壓混凝土強(qiáng)度值為180 d齡期強(qiáng)度，常態(tài)混凝土強(qiáng)度值為90 d齡期強(qiáng)度。本工程碾壓混凝土、砂漿配合比試驗(yàn)采用的水泥為吉港康達(dá)（湖南）水泥有限公司生產(chǎn)的”吉一牌”P·O42.5水泥；采用的粉煤灰為華潤(rùn)電力湖南有限公司生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰；采用老鼠坳石料場(chǎng)生產(chǎn)的人工砂和碎石；采用外加劑為山西格瑞特建筑科技有限公司生產(chǎn)的FDN-Ⅱ緩凝高效減水劑、GRTAE型引氣劑、GR-U型抗沖耐磨劑、GRT-KCM型膨脹劑、GRT-S型速凝劑。混凝土主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)見表1。

表1 大壩采用的混凝土主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)表

2.2.2 混凝土攤鋪與碾壓

碾壓混凝土鋪料施工中通常采用進(jìn)占法與后退法兩類，工程中主要選擇進(jìn)占鋪料法，自卸汽車在通過平倉(cāng)機(jī)平整后的料層上行駛，每層填筑厚度為30～40 cm，邊角部位選擇人工攤鋪方式。由于碾壓施工將直接影響到壩體強(qiáng)度與穩(wěn)定性，這需要加強(qiáng)對(duì)質(zhì)量的控制，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)將碾壓次數(shù)確定下來(lái)。工程中先進(jìn)行2次靜壓，再震動(dòng)碾壓6次和靜壓2次。為了避免出現(xiàn)滲水通道，應(yīng)按照壩體長(zhǎng)度方向開展碾壓施工，不能朝著寬度的方向碾壓。在碾壓過程中應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)速度的控制，一般情況下要低于20 m/s，碾壓帶在搭接寬度上應(yīng)低于20 cm，并保證碾壓混凝土、富膠混凝土和混凝土防滲面板高度提升保持一致。

2.2.3 層面處理

鋪筑碾壓混凝土層的過程中，因?yàn)榇嬖诙喾N影響因素，所以極易發(fā)生鋪筑層間隔時(shí)間長(zhǎng)的情況。若是上層混凝土沒有初凝，可以鋪筑新層，若是在2 h以上，應(yīng)該采取以下的處理方式：一是選擇高壓水槍處理混凝土層的毛面，壓力通常為0.5 MPa，并及時(shí)清理形成的所有骨料與浮皮；二是將一層水泥砂漿攤鋪在毛面上，其厚度為1.5 cm，強(qiáng)度要超過碾壓混凝土拌合料。

2.2.4 施工溫度養(yǎng)護(hù)

在碾壓混凝土重力壩施工過程中，還需要加強(qiáng)對(duì)施工溫度的控制，這有利于提升整個(gè)壩體的防滲能力[2]。通常情況下強(qiáng)、弱約束區(qū)基礎(chǔ)容許溫差在15℃以內(nèi)，夏季施工的過程中，需采取如下措施：

1）降低出機(jī)口的溫度：①骨料場(chǎng)搭設(shè)涼棚避免陽(yáng)光直射；②增加堆料高度；③本工程砂石骨料通過自卸汽車經(jīng)皮帶機(jī)輸送到混凝土骨料倉(cāng)，在皮帶機(jī)上方設(shè)遮陽(yáng)棚，并在適當(dāng)位置安裝噴霧裝置進(jìn)行噴霧降溫；④水泥、粉煤灰用刷白漆的儲(chǔ)存罐儲(chǔ)存并用白帆布外包，減少儲(chǔ)存罐的吸熱率；用Ф38的硬質(zhì)塑料管緊密纏繞且外用保溫被將硬質(zhì)塑料管料管嚴(yán)密包裹，然后在管內(nèi)通人工制冷循環(huán)水降溫；⑤高溫時(shí)，可采用加冰拌和混凝土。

2）運(yùn)輸過程中對(duì)自卸汽車和纜機(jī)吊罐的頂部加蓋，并對(duì)車體、罐體進(jìn)行保溫，以減少混凝土運(yùn)輸過程中的熱量倒灌，加快入倉(cāng)速度，縮短混凝土運(yùn)輸時(shí)間。

3）混凝土倉(cāng)內(nèi)采取溫控措施：①在施工倉(cāng)面上做好噴霧降溫養(yǎng)護(hù)工作，倉(cāng)面噴霧要求霧滴直徑達(dá)到40～80μm，噴霧雨量強(qiáng)度每6 min小于0.3 mm；②在倉(cāng)內(nèi)配備保溫被，在混凝土收倉(cāng)后及時(shí)進(jìn)行保溫覆蓋，一方面可防止外界熱量倒灌，另一方面可防止氣溫驟降對(duì)混凝土的冷擊；③在混凝土內(nèi)埋設(shè)冷卻水管；④提高混凝土入倉(cāng)強(qiáng)度，縮短各個(gè)工序的間隔時(shí)間，做到混凝土及時(shí)收倉(cāng)及時(shí)振搗及時(shí)保溫；⑤混凝土收倉(cāng)后，及時(shí)進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，采用薄層流水養(yǎng)護(hù)，削減水化熱溫升、降低混凝土最高溫度。

在冬季施工過程中，應(yīng)該做好對(duì)混凝土表面的保溫養(yǎng)護(hù)工作，主要采取鋪設(shè)草簾、保溫層等方法。

2.2.5 防滲施工質(zhì)量控制

對(duì)壩體防滲和排水結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，主要選擇二級(jí)配碾壓混凝土，也就是采取金包銀防滲結(jié)構(gòu)形式，促使壩體混凝土澆筑施工質(zhì)量得到提升[3]。結(jié)合有關(guān)規(guī)定可知，碾壓混凝土防滲層厚度為壩面水頭的1/30～1/15。對(duì)水庫(kù)壩體上下游面防滲厚度來(lái)說(shuō)，應(yīng)從壩前水位實(shí)際情況出發(fā)，與施工要求相結(jié)合，壩上、下游面分別設(shè)置成2 m和1.5 m。完成上游防滲層設(shè)置后，孔間距要控制為3 m，排水管分別通到相應(yīng)高程廊道內(nèi)，從而確保壩體滲水通過廊道排水溝，能夠匯流到集水井，并向壩體外排放。

3 結(jié)語(yǔ)

碾壓混凝土重力壩施工速度較快，質(zhì)量控制簡(jiǎn)單，可以取得較好的經(jīng)濟(jì)性，在水利工程建設(shè)中逐步得到廣泛應(yīng)用，并發(fā)揮出更大的作用。在本工程建設(shè)中采用碾壓混凝土重力壩施工技術(shù)，最后各項(xiàng)指標(biāo)都與要求相符，壩體防滲能力較強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的提升。對(duì)此壩體設(shè)計(jì)要從工程具體狀況出發(fā)，在施工中將質(zhì)量控制到位，這樣才能真正發(fā)揮出碾壓混凝土重力壩施工技術(shù)的作用。