上水庫副壩碾壓混凝土(RCC)施工技術

張俊陽

(葛洲壩集團 第二工程有限公司，四川 成都610091)

1 工程概況

江蘇宜興抽水蓄能電站上水庫副壩為碾壓混凝土(RCC)重力壩。壩高36.7 m，長216 m 分為8 個壩段，混凝土總方量為8.6 萬m3，其中常態混凝土1.54 萬m3，碾壓混凝土6.8 萬m3;上游防滲層采用變態混凝土，壩體內部及下游面碾壓混凝土為R90100#W4F50 三級配，壩體上游防滲體碾壓混凝土為R90200#W8F100 二級配，其中上游迎水面50 cm 為變態混凝土，壩基為常態混凝土R90200#W8F100。

2 施工工藝簡述

2.1 原材料及混凝土施工配合比

采用海螺牌普硅42.5 級水泥，I 級粉煤灰，人工砂巖骨料，JG3 緩凝高效減水劑，引氣劑為DH9。副壩混凝土施工配合比見表1。

表1 碾壓混凝土施工配合比表

2.2 混凝土拌制

混凝土采用3 m3強制式攪拌機拌制，攪拌時間75～90 s。機口及倉面VC 值分別控制在4～8 s 和5～10 s。

2.3 混凝土運輸

混凝土運輸有兩種方式:①自卸車直接入倉。②自卸車倉外水平運輸，負壓溜槽垂直運輸入倉，倉面采用自卸汽車轉運到填筑作業面。

2.4 攤鋪

混凝土攤鋪采用1 臺D80 推土機以進占法平倉攤鋪，松鋪層厚33～35 cm，碾壓層厚30 cm。

2.5 碾壓

采用12.3 t 雙筒振動碾碾壓，起振力140 kN、振動頻率30～45 Hz、振幅0.8 mm。按無振2 遍+有振6 遍進行碾壓。

2.6 層面結合處理方法

Ⅰ型冷縫，其倉內混凝土間歇時間為9 h，一般為混凝土供料出現異常，使倉內已鋪混凝土接近初凝時的層面處理可直接繼續填筑上升，層面是否增鋪砂漿，應根據當時天氣和層面具體情況決定。

Ⅱ型縫，其倉內混凝土間歇時間為36 h，一般為分倉施工縫。通常按常規沖毛后層面鋪砂漿再進行上一層混凝土施工，其處理效果較好。

2.7 變態混凝土施工工藝

采用人工挖槽注漿，槽深為鋪填厚度的1/2。注漿后再用被挖出的混凝土覆蓋，振搗密實，注漿量為45 L～50 L/m3，注漿漿液在現場就近攪拌。

2.8 成縫工藝

壩段橫縫采用“先碾后切”方法形成，國產手持式振動切縫機切縫，切刀長200 mm，厚16 mm，切縫深為250 mm，將裁切好的條狀彩條布隨切刀插入混凝土，形成連續縱縫。

2.9 質量控制與檢測

壩體碾壓混凝土主要是進行碾壓參數的控制。采用核子密度儀檢測碾壓層混凝土的壓實密度，同時對出機口和倉面混凝土的性能進行檢測。其檢測項目有:VC 值、混凝土含氣量、溫度等，并現場制作試件進行28 d、90 d 的抗壓強度、劈拉、抗凍、抗滲及極限拉伸值的檢測。

3 施工技術探討

3.1 骨料中石粉含量

1)由于現場試驗砂的石粉含量為6.8%～10%左右，業主要求在混凝土拌制投料時采用人工投放外購的袋裝石粉。經對外購石粉進行檢測，其顆粒粒徑全部在0.08 mm 以下，摻入量約為5%～8%，使石粉含量達到10%～16%。

2)關于砂石骨料中的石粉對碾壓混凝土性能的影響，試驗證明當保持水泥和粉煤灰用量不變的條件下，一定含量的石粉可以增加混凝土的可碾性，而對混凝土的VC 值影響不大，有利于提高混凝土的抗滲性與抗凍性。但是，如果石粉中細小顆粒(＜0.08 mm)含量過大，會導致用水量增加，不僅現場碾壓性能得不到改善，還會增加碾壓混凝土的干縮值，而且人工投料強度大，不利于現場操作。

3.2 VC 值的控制

1)本工程設計要求碾壓混凝土拌和物VC 值控制在5 s～10 s。實際施工中現場監理工程師在進行該項目控制時裁定，當VC 值＜5 s 時即作為棄料處理。由于各種原因，砂石骨料的含水量難以控制在6%以內，即使不加水所拌制的混凝土VC值也＜5 s，造成大量混凝土拌和物浪費，經濟損失較大。

2)實際上，有關規范規定的碾壓混凝土VC 值經歷了20 s±5 s(86 版)、5～15 s(94 版)、5～12 s(2000 版)三個不同范圍的變化。據統計，九十年代后期至今，大多數工程碾壓混凝土VC 值已經明顯低于5～12 s 的規定，VC 值明顯減小，各工程控制范圍不盡相同，當氣溫較高時(高于25℃)大都采用0～5 s，遠遠低于現行規范規定的5～12 s。

3)施工實踐證明，對碾壓混凝土拌和物的VC 值應實行動態控制，機口VC 值可根據施工時的氣溫適當調整，調整方法為VC 值+1 s，用水量?1.5～2.0 kg/m3，倉面VC 值控制以不陷碾、碾壓后混凝土表面泛漿稍具“彈性”則有利于保證碾壓混凝土的質量。

3.3 斜層碾壓施工技術

實際上該項技術已在多個工程中得到應用。通過本工程施工實踐，這種新的碾壓技術可以用較小的澆筑能力覆蓋較大面積的壩體澆筑倉面。使同層Ⅱ段立模工序可與Ⅰ段澆筑工序重疊，提高施工工效，加快施工進度。同時，由于倉面面積減小，碾壓層間間隔時間縮短，有利于提高碾壓混凝土層間結合質量。斜層部位為施工通道，其碾壓混凝土的芯樣獲得率、抗剪強度指標略優于通倉薄層鋪筑法，二者壓水試驗成果接近。因此，斜層平推鋪筑法是碾壓混凝土筑壩施工中值得推廣的一項新方法。

3.4 岸坡壩段基礎常態混凝土與碾壓混凝土間接縫止水

本工程由于壩基廊道常態混凝土與碾壓混凝土分開澆筑，二者之間形成了一道施工逢。施工逢按照鑿毛后鋪砂漿的方法進行處理。從最終效果來看，水平施工逢處理較好，但岸坡段基礎常態混凝土與碾壓混凝土之間的施工縫存在明顯的滲水痕跡，因此建議該施工縫設置一道止水或者斜坡基巖面常態混凝土與碾壓混凝土同時上升。

3.5 下游壩坡面模板

本工程下游壩坡面采用預制混凝土梁作為模板。預制梁斷面為高60 cm×寬44 cm、長3 m。從施工應用情況來看，采用預制梁作為模板，施工簡單，節省工期和成本，但難以滿足作為混凝土永久外露面的外觀質量要求。故對464.2 m 高程以上部分壩體永久外露面采用多卡大平面模板，獲得了較好的外觀質量。

4 取芯及壓水試驗成果

4.1 芯樣獲得率及外觀評定

碾壓混凝土芯樣獲得率達95.13%，見表2，取出單根芯樣最大長度為8.36 m。

表2 副壩碾壓混凝土芯樣獲得率統計及外觀評定表

4.2 壓水試驗成果統計

壓水試驗透水率進行統計成果，見表3，試驗結果表明，二級配混凝土透水率＜0.5 Lu，三級配混凝土透水率＜1 Lu，均滿足設計要求。

表3 副壩碾壓混凝土壓水試驗透水率統計表

5 結語

宜興抽水蓄能電站副壩碾壓混凝土(RCC)重力壩施工質量優良，通過工程實踐，工程技術應用取得了成功，施工技術可供同類工程借鑒。