山陽縣金盆電站碾壓混凝土壩施工技術分析

王建坤　溫鵑戎

摘 要：本文主要闡述了山陽縣金盆電站碾壓混凝土壩施工技術，希望能為廣大同仁提供參考和借鑒。

關鍵詞：碾壓混凝土；常態混凝土；溫度控制；模板

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.081

金錢河發源于秦嶺南麓，屬漢江支流，是山陽境內最大的河流，境內干流79.1公里，總落差280米，年平均徑流量11.73億立方米，水力資源理論蘊藏量8.38萬千瓦，河道狹窄，比降較大。在山陽境內共規劃七座水電站，其中金盆電站裝機3×103千瓦， 年發電量1317萬千瓦時，采用碾壓混凝土壩。

碾壓混凝土筑壩技術，是介于碾壓土壩與常態混凝土壩之間的一種筑壩技術，既能像碾壓土壩那樣施工，防滲性可靠，適應中高壩大體積填筑，又比傳統混凝土壩提高了筑壩速度，節約了水泥、減少了時間、節省了模板、降低了造價。

1 碾壓混凝土壩的優點及存在的問題

1.1 碾壓混凝土壩的優點

碾壓混凝土是采用振動碾壓實超干硬性混凝土修建建筑物的施工技術，它的特點是：①低膠凝材料用量，包括水泥與摻和料共120～160kg/m3；②超干硬性，以維勃儀加壓測定，拌和物的稠度值在20s左右；③大量使用摻和料，如用粉煤灰或天然火山灰，摻量為膠凝材料總量的30%～60%；④易施工，浸潤線低，穩定性好，防滲性強，適應中高壩；⑤不設縱橫縫；⑥碾壓混凝土施工較之常規混凝土，具有造價低，施工速度快、節省水泥、模板和勞動力等優點，技術經濟效益顯著。

1.2 碾壓混凝土壩存在的問題

碾壓混凝土壩經常存在以下幾個問題：①層面結合處容易成為滲水的薄弱層面；②混凝土運輸與鋪料過程易產生骨料分離；③混凝土澆筑的溫控措施復雜；④表面裂縫問題；⑤混凝土澆筑需有連續性、速度快，有碾壓要求，停倉有允許時間要求。

2 碾壓混凝土的技術分析

2.1 碾壓混凝土的組成材料

該壩原材料主要有水泥、粉煤灰、混凝土粗細骨料、水、外加劑等，必須嚴格控制各種原材料質量符合規范要求。回填灌漿、固結灌漿、帷幕灌漿采用R32.5水泥，壩體接縫灌漿、各類接觸灌漿采用R42.5水泥，壩體采用中、低熱水泥和低熱微膨脹水泥，以控制壩內溫度，有效降低壩體內溫度應力；優先選用一級粉煤灰，質量應滿足GB1596-91的規定；骨料采用金錢河II、III類砂石。

2.2 碾壓混凝土的倉面準備

碾壓混凝土建基面一般要做常態混凝土，后再進行碾壓混凝土。對連續碾壓混凝土施工的倉面，當層間間隔時間較短，上下層能良好地結合時，可以連續鋪筑上升，下層混凝土表面可不必處理。當層間間隔時間較長超過初凝時間則必須停止澆筑，待終凝后按水平縫處理。水平縫處理要求無泥，無污，無雜物，清理干凈，鑿除乳皮，或用刷毛機刷毛，風水槍處理干凈。在表面清洗干凈后，鋪上一層1～1.5cm比碾壓混凝土高一級標號的砂漿，或3～5cm厚的一級配混凝土，刮平后再鋪設上一層碾壓混凝土。

2.3 碾壓混凝土的拌合

混凝土拌合采用水泥裹砂法：砂子先經砂處理機，使表面含水率保持在2%左右，再加入砂、石、一部分拌合水、水泥開始拌合，在砂石表面裹上一層水泥漿膜，其水灰比控制在0.15-0.35范圍內，最后加入剩余的拌合水和高效減水劑，直到拌合成均勻混凝土。

2.4 碾壓混凝土的運輸

金盆電站地勢平坦，道路寬闊平整，主要采用自卸汽車運輸，提高了運輸效率，減小了混凝土的分離，車體密封，保證在運輸過程中不漏漿不泌水，盡量縮短運輸時間，確保混凝土質量。但隨著壩體的增高，又多次鋪設道路，增加了施工成本。

2.5 碾壓混凝土入倉

混凝土入倉鋪料用平澆法，入倉后都要進行機平倉，振動碾壓實，切縫機切縫等工序。

（1）攤鋪：建基面處，先澆一定厚度的常態混凝土，一般0.5～2.5m；基巖面用常態混凝土找平，填平凹角，具備施工設備行走條件。

（2）碾壓：采用自行式振動碾碾壓。通過試驗確定了碾壓設備、碾壓遍數、行走速度、振動頻率。每層高度不超過0.5米，層與層之間分段接頭錯開一定距離，同時分段分條帶與壩軸線平行，各分段之間高差不超過1.5米，與邊坡土質體結合部用氣胎碾進行壓實。

（3）溫度控制措施：合理安排施工時間，春秋多填筑，冬季低于零度以下不進行壩體施工，夏季正午不填筑碾壓。山陽縣在每年7月份氣溫將出現極值，在持續高溫期，拌合混凝土時大量摻粉煤灰，摻合料的用量右達水泥用量的25%-60%；重要部位施工時，對骨料進行水冷、風冷法預冷，并采用厚塊填筑，以防止因高溫熱量倒流，出現溫度裂縫，同時在壩體內預埋蛇形冷卻水管，水流方向24h換一次，初期冷卻混凝土與水溫差值為22℃，中期為18℃。

2.6 碾壓混凝土模板

碾壓混凝土壩模板，要有足夠的強度、鋼度和穩定性。必須能承受施工中可能出現的各種荷載的最不利組合，其結構變形應在允許范圍內。金盆電站大壩采用專門加工廠制作的鋼模板及鋼筋混凝土預制模板。在荷載基本組合中，新填筑的混凝土重量按25kN/m3計算，一般鋼筋混凝土按1kN/m3計算，振搗混凝土產生的荷載按1kN/m3計算，其它荷載按現行《建筑結構荷載規范》GB50009-2012確定。

3 建議

3.1 摻加緩凝減水劑

加入緩凝減水劑對延長碾壓混凝土初凝時間、減少拌和用水量等方面具有顯著的效果。緩凝減水劑的摻量，要根據試驗數據，嚴格控制。特別是用粉末狀的，在稀釋時，控制好用水量，并在使用前1天稀釋，使其充分溶解，并在使用時，要定時攪拌，使其密度均勻。

3.2 改進臺階澆筑法

在高溫環境下，混凝土的初凝時間大幅度縮短，為保證層間結合質量，需要減少一次攤鋪碾壓的面積，使上層混凝土能在下層混凝土初凝前或更短時間內覆蓋碾壓密實。采用臺階鋪筑法，塊與塊之間不用模板分隔，而是有混凝土自身形成一定坡度的斜面，在層間間隔時間內，完成一個自下而上的澆筑循環，滿足在高溫環境條件下碾壓混凝土壩連續施工的要求。

3.3 施工倉面噴霧

采用噴霧的方法，可以形成適宜的人工小氣候，起到降溫保濕、減少VC值的增加、降低混凝土的澆筑溫度的作用。