中国水电八局碾压砼施工综述

1中国水电八局碾压砼施工综述一.概述近二十年来，我国碾压砼施工技术发展很快，碾压砼筑坝技术日趋成熟，并得到普遍推广应用，截止至目前，我国碾压砼坝已建成26座、在建的有14座、正在设计中的有20座，已建、在建和拟建的碾压砼围堰共有15座。我局在碾压砼施工方面也迈出了坚实的一步，取得了很大的成绩，并在碾压砼施工技术上取得了一些突破性的成果。我局从1986年开始碾压砼技术的试验研究工作，于1988年2月在东江双曲拱坝右岸高程294m公路基础上进行了第一次碾压砼工业性生产试验，并成功应用于东江双曲拱坝1#重力墩上。第一次碾压砼工业性生产试验（1）东江双曲拱坝1#重力墩碾压砼施工（2）五强溪水电站左岸上游碾压砼围堰施工五强溪水电站位于湖南省沅陵县境内沅水干流上，左岸上游重力式碾压砼围堰是我局自行设计和施工的碾压砼工程，该围堰采用全断面碾压、不分升程连续上升的施工工艺，于1992年4月建成。围堰总长184.67m，最大堰高40.8m，碾压砼量6.56万m3。施工工期仅60天，平均日上升0.68m，月上升20.4m。2（3）普定碾压砼拱坝施工普定水电站位于贵州省普定县三岔河中游河段，拦河大坝为双曲非对称碾压砼拱坝，采用通仓薄层碾压、连续上升施工工艺。普定碾压砼拱坝是我国第一座采用碾压砼筑坝技术兴建的拱坝，被列为国家“八五”科技攻关项目，我局承担的《碾压砼通仓、连续施工工艺研究》和《碾压砼现场质量控制研究》经专家组鉴定，总体水平分别达到了国际先进和国内领先。施工中成功地采用了碾压砼层间结合技术、异种砼施工法、变态砼作业法、洒铺水泥粉煤灰净浆作业法、汽车卸料叠压式摊铺法、Ｖc值的动态控制、特殊气候条件下的施工等一些带突破性的精细施工方法。自行设计的上下交替连续上升可调式全悬臂大模板为国内首创，成功地解决了碾压砼连续上升的关键技术问题。采用二级碾压砼自身防渗以及变态砼的运用，是碾压砼筑坝技术上的重大突破，在我国尚属首次。该拱坝于1992年元月开始碾压，1993年５月底完工，利用二个枯水期低温季节共计９.5个月，分13升程浇筑，历时290天，高质量高速度地建成了我国第一座靠碾压砼自身防渗的大坝。坝高75m，坝顶宽6.3m，坝顶长196m，坝体厚高比0.376，坝体砼总量14.99万m3，其中碾压砼12.7万m3，占坝体砼总量的８４.7%。（４）五强溪水电站永久船闸右导航墙施工五强溪水电站永久通航建筑物为单线三级船闸，总水头60.9m，3船闸右导航墙尾部D9～D13块95m长采用碾压砼施工。工程于1994年3月16日完成。右导航墙高19m，长95m，顶宽11m，底宽15m，碾压砼量1.64万m3。（5）江垭水利枢纽上游碾压砼拱围堰施工江垭水利枢纽上游围堰为单曲拱围堰，采用全断面碾压、连续上升施工工艺，于1995年3月13日开始碾压，4月30日完成。围堰高36m，堰顶长137.4m，堰顶宽5m，底宽21.2m，碾压砼量4.82万m3。（6）大朝山碾压砼重力坝及碾压砼拱围堰施工大朝山水电站位于云南省云县和景东县交界处的澜沧江中游河段，电站装机总容量1350MW。1）上游碾压砼拱围堰上游围堰为双曲碾压砼拱围堰，采用通仓薄层连续上升施工工艺，围堰采用凝灰岩和磷矿渣混磨料代替常用的粉煤灰取得了成功，工程于1998年2月7日开始碾压至6月10日完工。围堰最大堰高54m，堰顶轴线长175.5m，混凝土总量8.43万m3，其中碾压砼7.8万m3，日平均上升0.78m，月平均上升20.25m。42）碾压砼重力坝大朝山水电站就地取材采用凝灰岩与磷矿渣混合磨细作为碾压砼的掺合料，不仅解决了本工程粉煤灰来源困难的问题，而且获得了明显的技术经济效益，同时也为采用当地材料作为掺合料修筑碾压砼坝提供了经验。该工程采用薄层连续上升和斜层平推铺筑相结合的施工工艺进行施工，碾压砼重力坝由以八局为责任方的“八.三”联营体承担施工，碾压砼于1998年11月开始碾压，目前正在紧张施工。碾压砼重力坝最大坝高115m,坝顶总长480m，坝体砼总量为193万m3,其中碾压砼90万m3。（7）红坡碾压砼重力拱坝施工红坡碾压砼重力拱坝位于昆明市西山区沙朗河上，采用碾压砼自身防渗及全断面碾压施工工艺施工，工程即将完工。最大坝高55.2m，坝顶弧长224m，主体工程砼总量7.5万m3,其中碾压砼7.03万m3。（8）洪江水电站二期上游碾压砼围堰施工洪江水电站位于湖南省洪江市境内的沅水干流上，二期上游碾压砼围堰采用全断面碾压施工工艺，于1999年3月开始碾压，目前正在施工。围堰高35.2m，长度174.3m，堰体砼总量3.89万m3，其中碾压5砼3.62万m3。（9）沙牌碾压砼拱坝沙牌碾压砼拱坝位于四川省汶川县境内草坡河上，坝型为三心圆单曲拱坝，大坝采用通仓薄层碾压、连续上升施工工艺，。沙牌大坝是目前世界上最高的碾压混凝土拱坝，被列为国家“九五”重点科技攻关项目，我局参与和承担了该项目中的一项专题和多项子题的研究与科研攻关，其中由我局承担的国家“九五”重点科技攻关项目—全自动连续式碾压砼搅拌设备研制已获得成功，该设备采用模块式结构、胶带称配料、电脑监控等先进技术，并安装有砂含水率自动测试和补偿装置。我局将结合坝体施工，努力完成国家“九五”重点科技攻关项目的研究工作。最大坝高132.0m，坝顶中心线长250.25m，坝顶厚9.5m，坝底厚28.0m，厚高比0.238。坝体工程砼量39.2万m3，其中碾压砼36.5万m3。1999年3月9日开始浇筑垫层混凝土，目前正在施工中。6二.碾压砼施工（1）原材料及配合比：1）我局施工采用的碾压砼配合比特点是：高掺粉煤灰（掺量50%～70%）、低水泥用量、小水灰比、掺具有高效减水缓凝及引气作用的外加剂、适当增加石粉（0.15mm以下）含量，一般为13～17%。实践表明按此特点配制的碾压砼，不仅物理力学性能达到甚至超过设计标准，而且大大改善了碾压砼和易性、可碾性，使层间结合的质量得到了保证。2）大朝山碾压砼配合比采用当地材料磷矿渣和凝灰岩混合磨细代替常用的粉煤灰，不但满足碾压砼的各项物理力学性能，而且也为碾压砼掺合料的选择开辟了新的途径。普定、大朝山等工程（2）砼拌和1）我局碾压砼拌和主要采用了4×3.0m3、3×1.5m3、3×1.0m3的自落式拌和机。采用自落式拌和机必须选择好投料顺序，同时应选择适宜的拌和容量与搅拌时间，以取得最大的生产效率。普定工程投料顺序：大石+小石→水泥→水+外加剂→中石+砂→粉煤灰五强溪工程投料顺序：中石+小石→砂→粉煤灰+水泥→大石→水+外加剂2）在沙牌工程采用了我局于1998年自行研制的全自动连续式搅7拌机，该搅拌机可完成配料、拌和、出料连续作业，设计产量200m3/h。（3）砼入仓方式我局碾压砼入仓主要采用了以下三种方式：1）自卸汽车直接入仓：在施工中主要设法解决汽车进仓道路及入仓口封仓的问题，并应防止汽车将泥土、污物及水带进仓等，并防止或减轻因装卸料及运输过程引起的砼分离。[二点法下料][汽车入仓封仓口的施工]、[入仓前冲洗]、[碎石脱水路面][叠压式卸料]2）自卸汽车+负压溜管入仓该入仓方式是解决高山狭谷地区、高落差条件下碾压砼垂直运输的一种简单经济的有效手段。在我局已建工程中得到成功运用，负压溜管入仓高差目前一般为50m左右，超过此高度，多采用接力的办法解决，为此，我局正在进行高差100m级负压溜管的研究。普定、大朝山砼运输入仓1）根据工程实际情况曾采用缆机或门机进行局部的混凝土入仓。洪江、普定、东江砼运输入仓2）在施工中，根据不同的工程、不同部位采用上述三种入仓方式的组合，充分发挥不同入仓方式的各自优点，确保碾压砼连续施工，以取得最佳的经济效益。普定等工程砼运输入仓8（4）卸料摊铺1）我局采用自卸汽车直接卸料，为减轻骨料分离，使用叠压式卸料方法，平仓机或推土机进行平仓。对局部出现的骨料分离，辅以人工散料处理。2）卸料平仓方向一般与坝轴线平行，条带铺料厚度一般采用35cm左右。（5）碾压1）我局使用的振动碾主要有：BW201AD、BW202AD和BW75S等。2）当采用大碾碾压时，振动碾行走速度一般控制在1.0～1.5km/h之间，碾压参数应通过试验确定，碾压层厚为30cm时，一般采用无振2遍—有振6～8遍—无振2遍的作业程序；对于小碾来说，有振碾压的遍数宜达26～30遍，对连续上升的层面，一般可省去最后的无振2遍。3）砼碾压分条带施工，采用“进退错距法”进行碾压，在大坝迎水面3m范围内，碾压方向应垂直水流方向。4）砼碾压后，用核子密度仪进行检测，以压实度大于、等于98%为标准进行控制。（6）层间与施工缝处理91）碾压砼水平施工缝均进行冲毛处理，并在每一个条带摊铺前，先摊铺1～1.5cm的水泥砂浆。2）为使碾压砼层间结合良好，在坝体迎水面的局部范围碾压砼层面宜铺洒水泥粉煤灰净浆，坝体碾压砼连续上升施工过程中，若出现层面间歇时间过长，层面已初凝或接近初凝者，则采用铺洒水泥砂浆或水泥粉煤灰净浆的办法处理。（7）变态混凝土施工所谓变态砼，即在碾压砼拌和物铺料前和中间铺洒一定数量的水泥粉煤灰净浆，用振捣器振捣密实。它的运用成功地解决了振动碾无法碾压部位的施工问题，并且简化了施工程序，加快了施工进度。（8）异种砼施工在岸坡基岩面的垫层常态砼施工中，存在碾压砼与常态砼同时上升的施工问题，对此异种砼结合部，我局均采用“先碾压后常态”的施工方法。（9）.成缝我局目前已施工的碾压砼围堰均是整体式结构未设横缝，但碾压砼坝一般设有横缝。施工中采用切缝机切缝时，我们采用“先切后碾”的方式。普定拱坝设有诱导缝，采用诱导板成缝，并设有重复灌浆系统，10目前在建的沙牌拱坝采用砼预制件形成诱导缝和灌浆横缝。（10）.模板碾压砼坝上游面我们采用悬臂模板，下游面可视情况采用悬臂模板或重力式砼预制模板等。我局研究开发的上、下交替连续上升可调式悬臂模板，成功地解决了碾压砼连续上升工艺的关键技术。普定等工程上、下交替连续上升可调式悬臂模板（11）.斜层平推铺筑法斜层平推铺筑法在江垭重力坝成功应用后，我局于大朝山工程采用1∶12的坡度进行了斜层碾压，使碾压砼层间间隔时间大大缩短，有利于改善层间结合质量，并较好地解决了特大仓面的施工问题，但采用斜层平推铺筑法必须妥善处理好斜坡坡脚等薄弱带的施工。大朝山工程斜层平推铺筑法（12）.坝体质量检测坝体质量检测我们主要采用钻孔取样、压水试验、超声波检测等方式进行，检测结果表明，各项指标均达到设计要求。例如普定工程混凝土芯样外表光滑致密，结合层面难以辨认，骨料分布均匀，各项力学性能均达到或超过了设计要求，压水试验和超声波检查结果也同11样证明坝体碾压砼密实、层间结合良好。通过以上检测，普定碾压砼拱坝取消了原设计的上游坝面防渗涂层，成为我国第一座靠碾压砼自身防渗的大坝。（13）.质量管理我局从普定工程施工总结产生的《普定碾压砼拱坝施工工法》是一部具有高度权威性的施工法规，使整个施工过程的所有工序中的质量控制网点均处于有效监控之下，做到了规范化、标准化、文明化施工。我局已建和在建的其它工程也根据工程的具体情况制定了相应的工法。《普定碾压砼拱坝施工工法》质量控制网点图三.结语（1）十多年来，我局通过对碾压砼施工技术不断地实践和研究，总结出了一系列行之有效的施工新技术、新工艺，积累了较丰富的经验，并取得了不少有突破性的科技成果。今后我局仍将结合工程实践对碾压砼施工技术进行深入研究，为碾压砼筑坝技术的发展作出应有贡献。（2）四十多年来，我局始终致力于水电工程建设，先后在国内外建成了数十座大中型水电站，我局愿与各国同仁精诚合作，共同促进水电事业的发展。12乌江渡水电站：大坝为拱形重力坝，坝高165m，装机容量630MW。凤滩水电站：大坝为空腹重力拱坝，坝高112.5m，装机容量400MW。东江水电站：大坝为双曲拱坝，坝高157m，装机容量500MW。五强溪水电站：大坝为砼重力坝，坝高87.5m，装机容量1200MW。兴建中的巴基斯坦巴罗塔水电站。