碾壓混凝土壩技術的應用

□李凌翔(河南省水利第二工程局)

一、碾壓混凝土技術

碾壓混凝土技術是采用類似土石方填筑施工工藝,是基于土石壩施工方法的一種干硬性混凝土壩，將干硬性混凝土用振動碾壓實的一種新的混凝土施工技術，突破了傳統的混凝土大壩柱狀法澆筑對大壩澆筑速度的限制,具有施工程序簡化、機械化程度高、溫控簡單、縮短工期、節省投資等優點。

二、碾壓混凝土的施工特點

（一）碾壓混凝土施工的主要特點如下

1.采用VC值為5～12s的干貧混凝土。

2.大量摻加粉煤灰，減少水泥用量。

3.采用通倉薄層澆筑。

4.碾壓混凝土的溫控措施和表面防裂。施工程序總結為：下層鋪（砂）漿→汽車（運輸）入倉→（平倉機）平倉→（振動機）壓實→切縫處拉線→機械對位→切縫至設計深度→拔出刀片、留鐵皮在混凝土中→縫處無振碾壓。

（二）原材料控制要點

在滿足混凝土設計強度情況下，盡量選用水化熱低的水泥，摻入適量粉煤灰，減少水泥熟料用量，各種原材料均由有資質的商家供應，并按照規范要求將原材料送試驗室進行檢測，不合格產品禁用。

（三）碾壓混凝土配合比設計

碾壓混凝土的配合比應滿足工程設計的各項技術指標，摻合料的參量應綜合考慮水泥、摻合料和砂子品質等因素。并通過試驗確定，宜取30%～65%。水膠比應根據設計提出的混凝土強度和耐久性要求確定水膠比，其值宜＜0.7。砂率應通過試驗選取最佳砂率值。使用天然砂石料時，三級配碾壓混凝土砂率宜為28%～32%，二級配宜為32%～37%，使用人工砂石料時，砂率應增加3%～6%。單位用水量可根據施工要求的工作度（VC值），骨料的種類及最大粒徑，砂率等選定三級配碾壓混凝土，單位用水量宜為80～115kg/m3。

(四)填筑倉面清理：

1.巖石基巖面。表面清洗干凈，無積水，無污染，無風化巖石，無爆破松動巖石，無污泥，無積水，無雜物。地質缺陷（斷層、破碎帶、裂隙密集帶）必須按規范要求處理，大的斷層、破碎帶等開挖清理后用混凝土塞回填，小的裂隙、孔洞清理后用微膨混凝土回填。

2.碾壓混凝土升程面：表面必須沖毛處理（可在上一升程結束后及時沖毛），以微露粗砂為標準，填筑前，表面沖洗干凈，無雜物，無乳皮，無松動集料，無松動骨料。

3.碾壓混凝土碾壓層面：表面平整干凈，無雜物。

（五）振動碾代替振動器對混凝土進行壓實振動，振動碾在倉面上行走碾壓密實，水平運輸采用自卸汽車，平倉采用推土機或挖掘機，實現施工機械化，充分提高混凝土的施工強度。壩體上游面、廊道周圍、止水周圍以及岸坡巖基接觸帶等部位采用變態混凝土施工技術。變態混凝土是在碾壓混凝土拌和物中鋪灑一定量的水泥粉煤灰凈漿，用變頻振搗器振搗密實的混凝土。變態混凝土的使用，進一步簡化了施工，加快了進度。

三、碾壓混凝土運輸質量控制要點

碾壓混凝土運輸的特點是要有連續性，要求速度快，所以常采用自卸汽車和膠帶機，也可用負壓溜管轉運混凝土入倉。混凝土碾壓熟料運輸主要使用自卸汽車直接入倉；變態混凝土灰漿采用制漿機制漿，人工在現場按配合比量分層注入灰漿的方法。自卸汽車運輸混凝土熟料前一定要清洗干凈，在主壩入倉前設置專用洗車平臺，使用高壓水槍沖洗車輪。為更好保證混凝土拌和物的和易性，拌和物進行二次出料，運輸汽車分別用前、后兩半部分接料，卸料時也分多次卸料。

四、碾壓混凝土溫度質量控制要點

（一）雨季施工措施

當降雨量每6min＜0.3mm時，碾壓混凝土可繼續施工，但必須采取如下措施：

1.拌和樓生產混凝土拌和物的VC值應適當增大，一般可采用上限值，如持續時間較長，應把水灰比縮小0.03左右，由試驗室值班負責人根據倉內情況和質檢、倉面總指揮商定，由倉內及質控人員及時通知拌和樓質控人員。

2.卸料后，應立即平倉和碾壓，未碾壓的拌和料暴露在雨中的受雨時間不宜超過10min。

3.在墊層混凝土靠兩岸邊做好排水溝，使兩岸邊坡集水沿排水溝流至倉外，同時做好倉面排水，以免積水浸入碾壓混凝土中。

4.當6min內降雨量達到或超過0.3mm時暫停施工，暫停通知令由倉面總指揮發布并立即通知拌和樓，同時報告施工管理部。

5.在1h內降雨量超過3mm時，不得進行鋪筑和碾壓施工。已碾壓的倉面應采取防雨保護措施。

（二）夏季施工措施

1.由于碾壓混凝土的超干硬性和大面積連續施工特點，碾壓施工宜在日平均氣溫5～20℃下施工，當日平均氣溫達20～25℃甚至高于25℃時，碾壓混凝土應采取適當溫控措施方可施工。根據氣溫情況和條件，可采用高效緩凝劑延長初凝時間、冷水拌和、預冷骨料、嚴格控制出機口混凝土溫度、減少碾壓混凝土內外溫差、加遮陽設施、倉面噴霧、加快施工縮短層間間隔時間等措施，強約束區的溫度控制必須從嚴要求。

2.從降低混凝土出機口溫度、減少運輸途中和倉面的溫度回升兩方面來控制澆筑溫度。采取加冷水或加冰等措施以降低拌和樓出機口溫度；對混凝土運輸設備設置遮陽設施，控制混凝土運輸時間和倉面鋪筑層的覆蓋時間，采用倉面噴霧等措施來減少混凝土溫度回升。

3.采用平層鋪筑碾壓好的條帶用彩條布覆蓋；采用斜層平推鋪筑，可減小倉面面積，縮短直接鋪筑允許間隔時間；斜層平推鋪筑碾壓好的條帶坡腳處用濕麻袋覆蓋，增濕降溫，避免表層失水。

4.VC值適當減小，按下限控制。混凝土入倉溫度及有關溫控要求按設計要求。

5.混凝土出機口溫度、入倉溫度及澆筑溫度，嚴格按經監理工程師批準的《碾壓混凝土溫控措施》執行。

（三）冬季施工措施

當日平均氣溫低于3℃或最低氣溫低于-3℃時，碾壓混凝土施工可采取在拌和物中添加抗凍劑、預熱骨料、熱水拌和、覆蓋保溫等措施進行施工，施工過程中必須保證混凝土不凍結，否則應停工并做好已澆混凝土的過冬保溫。

五、碾壓混凝土的層面處理

碾壓混凝土采用的碾壓層厚多為30cm。對于高壩，特別是高100m以上的壩，多數達數百層面，如果處理不好，將會成為壩體的薄弱環節，輕者成為滲漏通道，影響碾壓混凝土耐久性，嚴重時甚至會影響大壩的安全運行。因此，層面結合良好，提高層面抗剪強度已成為高碾壓混凝土重力壩的關鍵。碾壓混凝土壩一般有2種層面：一種是正常的間歇面，層面處理采用刷毛或沖毛清除乳皮，露出無漿膜的骨料，再鋪厚1～1.5cm砂漿或灰漿，可繼續鋪料碾壓；另一種是連續碾壓的臨時施工層面，一般不進行處理，但在全斷面碾壓混凝土壩上游面防滲區，必須鋪砂漿或水泥漿，以防止層面漏水。

六、碾壓混凝土的養護

碾壓混凝土養護像所有水泥混合料一樣，要求濕養。用于碾壓混凝土的養護程序不同，其結果也不一樣。碾壓混凝土澆筑后必須進行養護，并采取恰當的防護措施，保證混凝土強度迅速增長，達到設計強度。在施工中應盡量避免不利的早期干縮裂縫和其他有害影響。混凝土初凝后灑（流）水養護，溫度低時覆蓋混凝土保溫被養護。

七、小結

碾壓混凝土筑壩技術具有低水泥用量、中膠凝材料、高摻粉煤灰,薄層攤鋪，全斷面碾壓連續上升施工等特點。工程施工中變態混凝土的應用和施工工藝及技術、材料的不斷改進，使其各項物理力學指標均可達到設計要求。碾壓混凝土筑壩技術具有縮短工期、降低成本、節約水泥等優點，因而得以大規模的推廣和應用。