天花板水電站大壩碾壓混凝土工藝試驗

趙成剛

（云南滇能 （集團）控股公司昭通工程建設指揮部，云南 昭通 657000）

0 引言

天花板水電站建筑物主要由碾壓混凝土雙曲拱壩、引水系統(tǒng)、地面廠房等部分組成。總庫容0.787億m3，總裝機180 MW，為三等中型工程。拱壩壩頂高程1 076.8 m，最大壩高107 m，壩軸線長159.87 m，拱冠梁頂寬6.005 m，拱壩最大中心角93.3°，拱冠梁底寬22.643 m，拱端最大厚度為24.086 m，厚高比0.212。壩體上游部分為C18020W8F100二級配碾壓混凝土，下游部分為C18020W6F50三級配碾壓混凝土。

為了確定天花板水電站大壩工程碾壓混凝土的拌和工藝參數(shù)、碾壓施工參數(shù)、層面處理技術措施和變態(tài)混凝土的施工工藝，驗證室內(nèi)試驗選定的混凝土配合比的可碾性和合理性，施工單位組織進行了現(xiàn)場工藝試驗。

1 工藝試驗方案

1.1 試驗內(nèi)容

（1）碾壓遍數(shù)與壓實容重試驗。

（2）層面處理鋪漿工藝試驗。

（3）混凝土升層間歇時間及層間處理試驗。

（4）變態(tài)混凝土施工工藝試驗。

1.2 原材料的選擇

水泥采用昭通市華新水泥股份有限公司生產(chǎn)的“保壘牌”P.O42.5普通硅酸鹽水泥，粉煤灰采用宣威發(fā)電廠生產(chǎn)的Ⅱ級粉煤灰，減水劑、引氣劑分別選用江蘇博特新材料有限公司生產(chǎn)的JM-II緩凝減水劑和GYQ減水劑。砂石骨料為清水河砂石系統(tǒng)生產(chǎn)的人工砂石骨料，人工砂細度模數(shù)控制在2.2～2.8，石粉含量控制在10%～22%，含水率不大于6%。在進行碾壓混凝土工藝性試驗前，首先對用于工藝試驗的水泥、粉煤灰、外加劑等原材料的品質(zhì)進行檢驗，合格的產(chǎn)品才能用于碾壓混凝土生產(chǎn)。

1.3 碾壓混凝土施工配合比

本次工藝試驗主要針對大壩C18020碾壓混凝土進行，配合比參數(shù)見表1。

表1 碾壓混凝土施工配合比

2 倉面碾壓混凝土工藝性試驗

2.1 試驗準備

碾壓混凝土試驗場地選在壩后護坦建基面上，試驗場地面積約1 250 m2。由于試驗塊也是護坦永久碾壓混凝土結(jié)構(gòu)的一部分，因此，碾壓混凝土工藝試驗在該部位開挖驗收和倉面驗收合格后進行。

按試驗大綱要求配置的設備、人員和材料等進場，在設備投入運行前進行一次全面檢修，并將倉面施工機具運至施工現(xiàn)場。

對所有參加碾壓混凝土工藝性試驗的施工人員進行了技術培訓和技術交底，將試驗大綱下發(fā)到各施工班組。并安排碾壓混凝土試驗工程師現(xiàn)場值班，保證整個工藝性試驗有序進行。在混凝土施工完成后，按要求進行混凝土養(yǎng)護工作。

2.2 混凝土碾壓工藝參數(shù)試驗

2.2.1 壓實厚度和碾壓遍數(shù)的設定

根據(jù)以往的施工經(jīng)驗，本次試驗安排了4種不同的碾壓遍數(shù)，以檢驗不同碾壓遍數(shù)對壓實度的影響。碾壓試驗分4個條帶共七層，上部4層 （第四～七層）鋪二級配C18020碾壓混凝土，下部3層 （第一～三層）鋪筑三級配C18020碾壓混凝土。第一層鋪料厚度28 cm （壓實厚度25 cm），采用 “無壓振動2遍+有壓振動4、6、8遍”方式碾壓。第二～六層鋪料厚度為34 cm （壓實厚度為30 cm），第七層鋪料厚度為28 cm （壓實厚度為25 cm），均采用 “無壓振動2遍+有壓振動4、6、8遍及無壓振動2遍+有壓振動8遍+無壓振動2遍”方式碾壓。為便于鋪筑和碾壓，變態(tài)混凝土設置在模板邊，寬50 cm。

2.2.2 混凝土碾壓工藝控制

碾壓設備采用BW-202AD型振動碾，碾壓方向平行于鋪筑條帶長度方向，行走速度控制為1.0～1.5 km/h，振幅控制在0.35～0.74 mm，振動頻率控制在45 Hz。碾壓條帶印跡清楚，行走偏差控制在10 cm范圍內(nèi)，相鄰碾壓帶需重疊15～20 cm；同一條帶分段碾壓時，其接頭部位應重疊碾壓2.4～3.0 m；兩條碾壓帶間因碾壓作業(yè)形成的高差，采取無壓振動慢速碾壓1～3遍作壓平處理。

2.2.3 碾壓遍數(shù)與壓實容重檢測

根據(jù)DL/T 5112—2000《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》及SL 48—94《水工碾壓混凝土試驗規(guī)程》要求，采用核子密度儀在碾壓混凝土澆筑倉面上進行壓實容重檢測，并且 “每鋪筑100～200 m2碾壓混凝土至少應有一個測點，每一鋪筑倉面內(nèi)應有3個以上測點”。現(xiàn)場壓實容重檢測次數(shù)和頻率大于規(guī)范要求，測試深度分別選用25、30 cm進行，具體壓實容重及相對密實度檢測結(jié)果見表2。

根據(jù)碾壓混凝土壓實容重及相對密實度統(tǒng)計分析，碾壓2、4、6遍時，實測壓實容重變化較大；碾壓8遍時，實測壓實容重較穩(wěn)定。由此采用無壓振動2遍+有壓振動8遍+無壓振動2遍、30 cm壓實厚度的碾壓方式，混凝土的碾壓效果較好，碾壓混凝土相對密實度均大于98.5%，滿足設計規(guī)范要求。

2.3 層面、層間處理鋪漿工藝

第一層碾壓混凝土與護坦墊層常態(tài)結(jié)合面采取鋪接縫砂漿的方法處理。鋪漿厚度15～20 mm，鋪漿條帶6～8 m，鋪漿長度應與碾壓混凝土鋪料相適宜，鋪漿后應及時覆蓋，以免砂漿鋪開后來不及覆蓋砂漿硬化。根據(jù)試驗來看，卸漿時應分條帶進行，卸漿后采用人工使用刮板把漿攤開，攤鋪厚度較均勻，攤鋪寬6～8 m，攤鋪長30 m左右，碾壓混凝土鋪料可及時覆蓋。

施工時，對于連續(xù)上升的層間縫，層間間隔不宜超過6 h。超過6 h至初凝時間前，在每一條帶攤鋪碾壓混凝土前，先噴灑2～3 mm厚的水泥煤灰凈漿，以增加層間結(jié)合的效果。超過初凝時間至終凝時間前，在每一條帶攤鋪碾壓混凝土前，先噴灑2～3 mm厚的水泥凈漿，以增加層間結(jié)合的效果。超過終凝時間采取鑿毛鋪接縫砂漿處理，以增強新老碾壓混凝土的結(jié)合。

2.4 變態(tài)混凝土施工工藝

變態(tài)混凝土采取表層加漿法施工。變態(tài)混凝土設在模板邊，寬度50 cm。沿變態(tài)混凝土條帶表面采用人工挖坑，坑距30 cm左右，坑深10 cm左右。變態(tài)混凝土加漿按50 L/m3換算成面積后加漿，鋪料厚度為34 cm時，加漿量為17 L/m2；鋪料厚度為28 cm時，加漿量為14 L/m2；加漿采用小桶定時加漿，采用φ100 mm振搗器振搗。從試驗結(jié)果來看，采用表層挖坑加漿振搗后表層泛漿適中，混凝土密實；局部由于加漿過多，也存在振搗后表層泛漿過大現(xiàn)象。

表2 碾壓混凝土壓實容重及相對密實度檢測試驗結(jié)果

3 混凝土評價

3.1 混凝土拌和物外觀評價

混凝土的外觀評價，包括判斷混凝土拌和物的骨料分離情況，以及混凝土拌和物本身的均勻性。進行碾壓混凝土工藝性試驗時，在倉面進行混凝土拌和物的外觀評價。碾壓混凝土拌和物的外觀柔和，拌和物均勻，骨料基本沒有分離。

3.2 現(xiàn)場碾壓混凝土可碾性評價

3.2.1 親和性

在現(xiàn)場通過表面觀察，混凝土拌和物的顏色均勻，砂石骨料表面附漿均勻，沒有水泥或粉煤灰結(jié)塊，剛出機的混凝土拌和物用手輕握時能成團成塊，松開后手心無過多灰漿黏附，石子表面有灰漿光亮感，混凝土和易性、保水性、均質(zhì)性較好。

3.2.2 工作性

碾壓混凝土的工作性主要通過混凝土可碾性反映。混凝土攤鋪后，在靜壓2遍、有振碾壓3～4遍后表面泛漿，碾輪過后混凝土有彈塑性 （塑性回彈），5～6遍以后90%以上表面有明顯灰漿泛出，混凝土表面濕潤，有光亮感。

3.2.3 碾壓混凝土VC值

碾壓混凝土拌和物的和易性主要通過VC值來反映。根據(jù)現(xiàn)場碾壓工藝試驗，入倉攤鋪碾壓混凝土VC值應控制在3～5 s。

4 結(jié)語

（1） 碾壓混凝土配合比參數(shù)較合理，碾壓混凝土工作性能滿足施工要求，混凝土倉面VC值在3～5 s可碾性較好。

（2）采用BW-202AD型振動碾，無壓振2遍+有壓振8遍+無壓振2遍，30 cm壓實厚度，混凝土相對密實度均大于98.5%，滿足設計規(guī)范要求。

（3）變態(tài)混凝土采用表層加漿，加漿量為50 L/m3，采用φ100 mm振搗器振搗，泛漿適中。

（4）通過合理的施工組織，使碾壓混凝土快速上升，是保證層間結(jié)合質(zhì)量的關鍵。

（5）通過試驗，確定了科學、可行的施工工藝，確保了工程質(zhì)量，同時為今后同類型大壩施工積累了寶貴經(jīng)驗。

［1］ DL/T 5112—2000 《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》［S］.

［2］ SL 48—94 《水工碾壓混凝土試驗規(guī)程》［S］.