大坝碾压混凝土施工工艺

大坝碾压混凝土施工工艺葛建中徐仁军谢亚磊朱飞摘要官地大坝为碾压混凝土重力坝，系目前已建和在建的同类工程中高坝之一。设计要求的各项技术指标均较高，工期紧，必须有较高的工艺要求和先进的工艺方法，方能满足设计要求。官地工程研究出一套配合高温条件下快速施工的施工工艺，可供借鉴。关键词官地水电站大坝施工碾压混凝土施工工艺1概述官地水电站所在地雅砻江流域地处青藏高原东侧边缘地带，属川西高原气候区，主要受高空西风环流和西南季风影响，干、湿季分明。多年平均降水量为1077.4mm，雨季（5～10月）降水量为1022.5mm，占全年的94.9%；多年平均降水日数为116.5天。多年平均蒸发量为1548.7mm（20cm口径蒸发皿）。多年平均相对湿度为74%，最小值为8.0%。多年平均气温为18.6℃，极端最高气温为39.4℃，极端最低气温为0.5℃。官地水电站最大坝高168.0m，混凝土总量约360万m3，其中碾压混凝土292万m3，约占坝体混凝土总量的81%。2施工工艺流程碾压混凝土施工工艺流程图见图－1。3仓面规划由于官地大坝混凝土浇筑量很大、工期紧迫、技术复杂，因此，必须高强度、快速施工。为保证混凝土施工质量，需针对不同的浇筑高程、气象条件、浇筑设备能力、不同坝段的形象面貌要求等合理地划分浇筑仓。根据官地大坝施工条件，大坝一般分为左右两个仓号，为保证常温季节6h、高温季节白天4h、夜晚6h快速覆盖，当汽车直接入仓铺料碾压时：常温季节控制碾压面积5000m2以内；高温季节控制碾压面积大于3000m2。仓号大于以上面积时，需采用斜层碾压；仓号小于以上面积时，可采用平层碾压。4卸料与平仓首先将仓号划分条带，条带宽10～15m，卸料、平仓和碾压进行流水作业。汽车在仓内卸料时，采用双点或多点叠压式卸料，卸料高度一般控制在1.5m以内，可有效的减少骨料分离现象，见图－2。卸料时发现料堆周边有骨料集中现象时，由人工翻向料堆顶部。混凝土卸料后，尽快进行平仓。平仓使用碾压混凝土专用的湿地推土机，以减小履带对混凝土的压强。铺料厚度控制33～35cm左右。对异种混凝土分界，特别是二级配和三级配混凝土分界线进行了标示，防止异种混凝土混料，其混料范围不得大于50cm。对埋件部位使用小型反铲或人工进行平仓。5碾压5.1压实度要求根据设计要求，官地大坝碾压混凝土相对密实度全部为98.5%。5.2碾压遍数官地使用CC622HF型戴纳派克双轮振动碾，振动碾自重12.5t，振幅0.61/0.31mm，频率49赫兹。现场碾压工艺试验确定无振碾压2遍，有振碾压6遍，压实度能达到98.5%；考虑到该工程大量使用斜层碾压工艺，振动碾能量将有部分损失，大坝施工时采用2+8+2的碾压遍数。对于上游面（或下游面）的二级配碾压混凝土防渗体，其碾压方向应垂直于水流方向，其余部位的碾压方向也宜垂直于水流方向。碾压条带间的搭接宽度应不小于20cm，接头部位应重迭碾压1～3m。采用上述碾压工艺基本上能达到一次检测合格。5.3复碾规定异种混凝土接头和垂直于水流方向碾压的大坝横缝部位两个部位必须进行复碾。原因：①异种混凝土接头部位，初次碾压和变态混凝土振捣都无法达到要求而形成薄弱带，应复碾6遍；②双轮碾垂直于水流方向碾压时，近横缝约3m实际上少碾压1/2遍数，应改变碾压方向复碾4遍。5.4变态混凝土施工由于官地施工紧张，大部使用了机拌变态混凝土，见图－3，在拌合楼加浆6%，搅拌车运输直接在变态混凝土部位下料，其施工方法相当于常态混凝土。6喷雾雅砻江流域地处青藏高原东侧边缘地带，属川西高原气候区，主要受高空西风环流和西南季风影响，干、湿季分明。每年11月至次年4月为干季，日照多、湿度小、日温差大，降水很少，只占全年的5～10％；5月至10月为雨季，气候湿润，日照少，湿度较大，气温高，日温差较小，降雨集中，雨量约占全年雨量的90～95％。图－4为典型的4月底一天气温/相对湿度变化情况，根据该变化情况，官地采取了白天加强喷雾，主要是防止蒸发和太阳暴晒，形成小气候。加强喷雾时段为中午12:00～晚8:00，其他时段的喷雾标准为：发现骨料泛白即进行喷雾，否侧不喷。7碾压层、缝面处理及间歇时间控制7.1碾压层覆盖时间一般认为碾压混凝土应在初凝时间内覆盖，但试验室给出的初凝时间是在标准温度（20℃）时产生的，由于施工仓号温度、相对湿度、蒸发、风吹和日晒等与试验室条件差别很大，碾压层覆盖时间很难控制。官地通过试验研究，根据官地气候条件及其他施工条件，确定10:00～22:00混凝土覆盖时间为4h，其余时段可延长至6h。超过上述时间2h内，铺筑1.5cm砂浆可继续铺筑；超过2h以上，停仓按施工缝处理。7.2缝面处理二级配防渗混凝土，每一碾压层（30cm）覆盖前，层面铺撒一层水泥净浆；间歇层老混凝土面经凿毛后，在第一层碾压混凝土铺筑前，铺筑2cm厚强度高一等级的水泥砂浆。对因大雨而停工的仓面，如果在初凝时间之内，根据砂浆损失情况铺筑一层水泥砂浆，继续铺料碾压。7.3间歇层厚度由于官地大坝碾压混凝土采用了一期冷却，混凝土降温主要靠内部冷却水管，对碾压混凝土间歇层（升层）厚度有所放宽，设计规定3m；实际施工时采用了4.5～6.0m，个别仓号达到9m，即加快了施工速度，也未发现危害性裂缝。8斜层平推法碾压施工由于碾压混凝土仓面达10000m2左右，很难在4h内覆盖，故采用了斜层平推法施工工艺。层面向上游或垂直于水流方向倾斜，坡度为1:10～1:15，为避免坡脚部位形成尖角和大骨料集中，坡脚部位厚度小于15cm的部分清除。其他施工工艺同平层碾压。9养护和保护高温时段施工时，除对层面立即采用保温被进行覆盖外，待混凝土终凝后进行流水养护，对混凝土长期暴露面采用花管进行流水养护。汽车直接入仓时，入仓口铺设20mm厚钢板，保护老混凝土不被破坏。10结语官地大坝为碾压混凝土重力坝，在目前已建和在建同类工程中属最高坝之一。设计要求的各项技术指标均较高，工期紧张，所以必须有较高的工艺要求和先进的工艺方法，才能满足设计要求和施工进度要求。官地大坝从铺料、平仓、碾压、喷雾、斜层碾压等工序，研究出一套配合高温条件下快速施工的施工工艺，为高碾压混凝土坝提供了借鉴经验。