淺析苫背水庫大壩碾壓混凝土施工工藝

摘 要：苫背水庫碾壓混凝土施工借鑒了國內外先進的混凝土施工經驗，并在相關專家的指導、建議下，根據苫背水庫自身的地理、水文等條件，因地制宜，采取了一系列有效的措施，從澆筑混凝土性能來看，這些措施取得了非常良好的效果。在此基礎上，筆者對苫背水庫碾壓混凝土大壩施工工藝進行了總結、提煉，以期對同類工程碾壓混凝土施工質量的提高做出貢獻。

關 鍵 詞：水利工程；碾壓混凝土；施工工藝；苫背水庫大壩；

0 前 言

隨著我國社會經濟的不斷增長與工程技術的日趨完善，水利設施的修建量逐年增加，在我國的社會生產建設中起著越來越重要的作用[1]。其中，碾壓混凝土壩是一種常見形式，該類壩型在施工過程的工藝是重點與難點[2]，本文將結合湖北省苫背水庫碾壓混凝土大壩，對其施工工藝進行分析、探討。

1 工程概況

苫背水庫位于湖北省北票市上園鎮境內的漢江干流，上距北票市約46.2km，下距義縣45.8km，水庫攔河壩為碾壓混凝土重力壩，防洪標準為五十年一遇，最大壩高達50.3m，水庫為多年調節水庫，控制流域面積達17649平方千米，投資總額約22.08億元，是湖北省“九五”期間水利水能資源開發建設的重點工程項目，其主要功能是防洪、灌溉、城市供水，并兼顧發電、養魚等綜合利用。苫背水庫大壩的壩型經過綜合比選和采用了碾壓混凝土弧形重力壩，整個大壩壩軸線長為242.8m，主要建筑物包括左岸溢流壩部分（75.8m）、右岸溢流壩部分（84.6m）以及河床處溢流壩部分（82.4m）。整個大壩最大壩高達74.8m，大壩碾壓混凝土工程約62.5萬m3，其中，常態混凝土約9.2萬m3。

2 大壩碾壓混凝土施工配合比

2.1 主要原材料供應

大壩主要原材料包括水泥、粉煤灰、骨料、外加劑等。其中，水泥供應考慮就地取材，選擇湖北北票市當地唯一的一家水泥廠供應，經抽檢其強度可達到GB175-2007規范中的P.I 42.5等級。粉煤灰供應主要由山西運城產的Ⅰ級粉煤灰以及湖北丹東產的Ⅱ級粉煤灰，粗骨料主要以砂巖為主，細骨料主要選擇湖北本地生產的河砂。考慮到水泥的性能以及混凝土質量要求，外加劑主要使用混凝劑、引氣劑以及減水劑，各添加劑的型號依次選擇TG-2、TG-1A、TG-5E，添加劑的使用量見表1。

2.2大壩碾壓混凝土施工配合比

大壩碾壓混凝土施工配合比的確定經場地內試驗初步擬定，并經現場混凝土碾壓試驗校核后，最終選定，將選定后的大壩碾壓混凝土施工配合比列于表1。

表1 苫背水庫碾壓混凝土大壩施工工藝

混凝土標號 水灰比 外加劑/% 粉煤灰摻量/% 混合砂量/% 混凝土配合比（kg/m3） VC/s

TG-2 TG-1A TG-5E 水泥 水 粗骨料 細骨料 粉煤灰

C18015F50 0.6 0.55 1.46 0.152 65 29.8 46 85 1428 765 82 5.2～6.4

C18020F50 0.55 0.55 1.76 0.166 62 31.6 58 86 1420 780 85 5.5～6.8

C18030F50 0.5 0.6 1.95 0.185 55 34.5 76 102 1368 800 90 6.0～7.2

3 碾壓混凝土施工工藝

3.1 混凝土模板工程

考慮到減少模板間的縫隙面，保證模板整體結構的穩定性，并盡量減小滲透，大壩上游（背水面）直立面模板采用的是3m×3.5m（寬×高）的大模板，每套模板采用三塊模板連續翻轉方式，模板之間交替上升，大壩下游（背水面）臺階面處采用正方形（2.5m×2.5m）的雙層翻升模板，并在模板頂面邊緣區域設置修飾角鋼護面，以保證翻升模板具有足夠的剛度。

3.2 混凝土入倉澆筑

（1）自卸汽車入倉

考慮到混凝土入倉的操作性，在本項目中，高程在120m以下的混凝土澆筑（約16.8萬m3）全部采用自卸汽車入倉的方式，其中，載重汽車以東風日產20噸級皮卡車為主，在入倉前，為保持澆筑面清潔，避免雜質干擾，必須對汽車輪胎與車面進行沖壓水槍清洗，清洗后，要設置100m的脫水路段，并設置路表排水溝，以避免污水進入澆筑倉內。

（2）負壓溜槽入倉

對于高程在120m以上的區域，受場地條件限制，無法使用自卸汽車運輸入倉，因此要使用負壓溜槽入倉的方式，在大壩壩肩左側區域設置三條負壓溜槽，每條溜槽斷面（1.5m×1m）面積為1.5m2，輸送能力最高可達260m3/h，為保證倉內安全以及倉內混凝土溫度，倉內落料最大垂直高度為30m，并在出料口采取抗分離裝置，以保證澆筑混凝土的整體性。

3.3 混凝土平倉碾壓

混凝土平倉設備主要采用D31P濕地推土機，倉面碾壓以振動碾壓為主，設備選用美國BW-7S振動碾，碾壓效果測量主要檢測密實度、孔隙率、VC值，對應檢測的儀器分別選用DN-40中子儀、TS-600VC值測量儀。

為保證壓實度，混凝土碾壓采用斜層平推碾壓，以上游為斜面高點，從上游向下游傾斜，坡度控制在1：10左右，根據現場試驗結果，混凝土集料松鋪厚度一般在35～42cm之間，碾壓壓實后控制在30cm±0.2cm，碾壓過程依次為無振碾壓、振動碾壓、無振碾壓，碾壓次數依次為2次、8次、3次。在高溫天氣下作業時，碾壓過程中要根據氣溫與蒸發量適當進行補水處理。

每層混凝土碾壓結束后，應取適當的檢測點對碾壓質量進行檢測，通常，碾壓檢測點間距橫向（大壩軸向）取30m、豎向間距取20m。將檢測結果與目標值進行對比，對達不到目標值的區域進行補碾，此外，若某層混凝土密實度合格率低于95%，應對該層混凝土進行重碾處理。

3.4 混凝土層間結合處理

在混凝土澆筑前進行碾壓混凝土現場工藝試驗及剪切試驗，根據試驗結果，確定混凝土層間結合處理措施：

（1）混凝土拌合后至碾壓完畢之間的間隔控制在2h以內；

（2）混凝土層間間隔時間最大不得超過8h，混凝土層間間隔時間如果能控制在6h以內，則下層混凝土可直接上升鋪筑，若混凝土層間間隔時間控制在6h-8h，在下一層混凝土鋪筑前，必須先噴灑一層2mm厚的水泥粉煤灰凈漿，以增強混凝土層間的分子結合力，保證澆筑混凝土的整體性；

（3）如果因為氣候、工序等不可調節因素，混凝土層間間隔時間超過8h，則混凝土層間結合按照施工縫處理。

4 結論

根據該工程62.5萬m3施工后的性能檢測以及投入使用多年后的結構功能來看，其各項性能指標都能很好的滿足設計要求，可見本文所述的工藝設計合理得當，起到了良好的效果。本文研究結論，可為水利工程中碾壓混凝土大壩施工工藝設計、實施提供良好的參考與借鑒，具有十分重要的意義。

參考文獻

[1] Anderson， T.L.， P.J. Hill. The evolution of property rights： A study of the American west. Journal of Law and Economics， 2005（18）： 163-79

[2] 顧志剛.碾壓混凝土壩施工技術[M].北京：中國電力出版社，2007.

作者簡介：覃榮（1987-），男，廣西玉林人，大學本科，主要從事港口航道的設計研究工作和航道整治的施工工作