宜興抽水蓄能電站上水庫碾壓混凝土施工

夏 青 鵬

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，四川 成都 610091)

宜興抽水蓄能電站上水庫碾壓混凝土施工

夏 青 鵬

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，四川 成都 610091)

對宜興抽水蓄能電站上水庫碾壓混凝土副壩澆筑施工技術進行了闡述，結合有關工程經驗，對碾壓混凝土筑壩技術進行了探討，并對該工程施工中所使用的質量控制方法提出了一些看法。

宜興抽水蓄能電站；上水庫；碾壓混凝土；施工

1 概 述

宜興抽水蓄能電站位于江蘇省宜興市西南郊的銅官山區，是一座純調節抽水蓄能電站，由上水庫、下水庫、地下發電廠房、中控樓群及其它輔助建筑工程構成。

上水庫碾壓混凝土副壩(即上水庫副壩)位于上水庫西北山埡處，壩軸線方位角為N44°7′41″E，外臨1#、2#永久公路，壩頂兩端與環庫公路相連。作為上水庫主要擋水建筑，與鋼筋混凝土面板混合堆石壩和庫周山嶺合圍而形成上水庫。

2 碾壓混凝土配合比設計及原材料

2.1 碾壓混凝土配合比的設計要求及原則

2.1.1 碾壓混凝土配合比的一般設計要求

根據碾壓混凝土施工要求，在混凝土配合比設計中，除需滿足壩工設計規定的物埋力學指標外，特別要注意以下幾個問題：

(1)為了確保大壩采用連續澆筑方法施工時澆筑層界面具有較好的膠結質量和防滲性能，混凝土要有足夠的膠凝材料和較富余的砂漿量；

(2)為簡化溫控措施、改善壩體溫度應力，以利于不設縱縫和少設橫縫，混凝土中的水泥用量不宜過大；

(3)要有適當的稠度和可碾性；

(4)要有較長的初凝時間，以適應較高氣溫條件下混凝土連續鋪筑。

2.1.2 碾壓混凝土配合比的一般設計原則

根據上述主要因素，碾壓混凝土配合比設計形成了以下原則：高摻粉煤灰、低水泥量、中等膠凝材料，低VC值。

2.2 原材料的選用與分析

配合比參數的優選：

(1)水灰比：根據碾壓混凝土強度和VC值要求，將機口VC值控制在5～12 s范圍內，水膠比選用在0.45～0.6范圍內。

(2)膠凝材料：粉煤灰最優摻量F/(C+F)及總膠凝材料用量(F+C)由粉煤灰質量、碾壓混凝土強度、可碾性、耐久性、經濟性等因素作綜合考慮。水泥采用425#級普通硅酸鹽水泥，粉煤灰采用Ⅰ級粉煤灰，而粉煤灰摻量一般占總膠凝材料的30%～60%。具體情況如下：三級配碾壓混凝土的膠凝材料用量應不低于150 kg/m3，其中水泥熟料不低于55 kg/m3；二級配碾壓混凝土的膠凝材料用量不低于190 kg/m3，其中水泥熟料不低于95 kg/m3。

(3)粗骨料：根據粗骨料中的大、中、小不同比例進行振實容重試驗所獲得的資料并考慮使混凝土骨料分離問題得以改善，選用大石∶中石∶小石=3∶4∶3。粗骨料采用潔凈、質地堅硬的砂巖，最大粒徑不大于80 mm，含泥量<1%，不得有泥團和其它雜質。

(4)細骨料：采用不含風化、軟弱顆粒的砂巖人工砂，細度模數在2.4～2.8之間。砂中石粉(d≤0.16 mm)含量為10%～22%，含泥量<3%，將含水量控制在6%以內，級配良好。

(5)砂率(s/a)：根據試驗，在砂率為35%～37%時，碾壓混凝土的振實容重較大，分離較小，最終選用36%～37%的砂率。

3 碾壓混凝土施工

施工工藝：

(1)碾壓混凝土生產。

碾壓混凝土由主拌和樓和輔助拌和樓共同拌制。主拌和樓設置一臺2.5 m3強制拌和機，正常生產能力一般為75 m3/h，輔助拌和樓設置兩臺750型自落式拌和機，正常生產能力一般為25 m3/h，則混凝土總生產能力可達100 m3/h。而副壩最大倉位面積約1 800 m2，按每30 cm鋪筑一層，則每鋪1層需混凝土540 m3。按拌和樓綜合生產能力計算，該混凝土量可于5.4 h內拌和完成。由于在碾壓混凝土中添加了高效緩凝減水劑，混凝土緩凝時間延長至約12 h。由此可見，拌和樓的生產能力完全能滿足混凝土施工強度要求。

(2)混凝土運輸。

按照混凝土施工最大強度考慮運輸車輛，主拌和樓配置了8輛20 t自卸車，輔助拌和樓配置了3輛20 t自卸車，即最終采用11輛20 t自卸車承擔混凝土運輸工作。混凝土施工強度減小時，可考慮減少運輸車輛。

(3)倉位劃分。

充分考慮壩體分縫及內部結構布置，結合施工設備的生產能力和施工順序安排，副壩壩體碾壓混凝土澆筑按層、段分倉。將整個碾壓混凝土劃分為17層澆筑，即除第一層(高程441.8～444.8 m，厚3 m)和最上面一層(高程471.8 ～ 473.2 m，厚1.4 m)外，其余的中間層層厚均為

1.8 m。每層再從④、⑤壩段的壩體橫縫處(副壩0+110.00)分為左壩(①～④壩段)、右壩(⑤～⑧壩段)兩段澆筑。

(4)混凝土入倉。

副壩碾壓混凝土施工主要采用兩種入倉方式。

①方式一。

高程446.4 m以下碾壓混凝土采用“皮帶運輸機+負壓溜槽+自卸車”的入倉方式澆筑，自卸車先將混凝土運至皮帶機處，卸入皮帶機受料斗，碾壓混凝土經皮帶機轉運至負壓溜槽，再由負壓溜槽卸入倉內，然后經布置于倉內的兩輛自卸車二次轉運至具體施工面。

由于壩體中部布置有橫向的壩基廊道，在施工高程444.8 m以下碾壓混凝土時，溜槽需先布置于左壩下游側完成左壩高程440.8～444.8 m范圍內的混凝土施工。

該入倉方式中間環節較多，機械設備投入大，操作管理人員和時間耗費大，設備故障率也相應增多。經過多次倒運后，混凝土質量亦受到影響。此外，負壓溜槽輸送系統安裝于斜坡面，負壓溜槽必須隨副壩施工進度不斷調整出料端高程，使之與倉位相適應，從而增加了碾壓混凝土施工不連續的環節，也增加了坡面施工和高空作業等，易出現安全隱患。

②方式二。

高程446.4～473.2 m之間的碾壓混凝土施工采用“自卸車直接入倉”的入倉方式澆筑。高程461.4 m以下的碾壓混凝土施工與副壩下游堆石料回填施工交叉進行。對于高程461.4～472.3 m之間，在副壩下游側堆石料回填區修筑了兩條斜道供碾壓混凝土入倉使用；在高程472.3～473.2 m之間，開通了左右兩壩頭道路以供混凝土入倉使用。

自卸車將混凝土直接運輸到倉內并卸在具體的施工部位上，運輸中不倒運。倉外設車輛清洗處，進倉前對自卸車進行清洗，以保證自卸車不污染倉面。

該入倉方式機械設備和操作人員投入少，節約了能耗和人工，減少了施工工序，降低了施工難度，提高了工作效率并減少了骨料集中的現象和混凝土暴露的時間，有利于提高施工質量。

(5)攤 鋪。

由于靠近模板或墻體的混凝土無法使用機械設備進行鋪平，全部以人工的方式進行鋪灑。倉內模板、周邊墻體、已碾壓完畢的混凝土等部分分別設置層厚控制標記和標桿，以保證攤鋪厚度為35 cm。平倉設備為“山推160” 型推土機。推土機應盡力控制每次碾壓混凝土的厚度和平整度。

(6)碾 壓。

碾壓方法：碾壓混凝土采用薄層碾壓的施工手段進行混凝土澆筑施工，壓實厚度為30 cm。

采用XD120串聯式振動壓路機進行碾壓，起振力為140 kN，振動頻率為30～45 Hz，振 幅 為

0.8 mm，行走速度為1～1.5 km/h。根據碾壓試驗結果，采用“靜碾2遍+振動碾壓6遍”的方法進行碾壓。振動碾的碾輪寬度即為一個碾壓條帶。每一個碾壓條帶完成“2+6”的碾壓過程后進入下一條帶的碾壓。碾壓作業采用搭接法，相鄰碾壓條帶間的搭接寬度為15～20 cm，端部搭接寬度為1 m。碾壓方向平行于壩軸線。對于碾壓不到的邊角以及溜槽排架占據部位，使用平板振搗器和電動沖擊夯分2層夯實。

(7)變態混凝土施工。

B區域碾壓時預留出變態混凝土范圍(寬50 cm)不碾壓。變態混凝土施工采用人工挖槽并往槽內注漿，注漿完畢用挖槽掏出的碾壓混凝土回填溝槽，再振搗密實、均勻。變態混凝土施工嚴格控制凈漿的配合比以及凈漿的摻加量。

(8)成 縫。

壩體橫縫采用切縫機搗切形成。切縫機刀片長25 cm，切入深度不小于20 cm，而每一碾壓分層壓實厚度為30 cm，即切縫機并沒有將每一碾壓分層完全切斷，但這并不影響成縫效果。該造縫方法和天生橋二級水電站主壩碾壓混凝土施工中采用誘導孔成縫的方法是一樣的原理(即人工制造出混凝土的應力薄弱點，由于壩體內部應力作用使混凝土在應力薄弱點自行裂斷，最終形成完整的壩體橫縫)。

攤鋪碾壓結束后進行切縫施工，每鋪筑一個分層隨即切縫一次，切縫時，沿壩體橫縫拉設通線，以保證切縫位置準確。切縫時，彩條布隨切縫機刀片插入混凝土。彩條布將阻止碾壓混凝土重新結合而導致造縫失敗。

(9)縫面處理。

江蘇宜興抽水蓄能電站上水庫碾壓混凝土副壩基礎常態混凝土共布置七條壩體橫縫，不設縱縫。為保證結構統一，壩體碾壓混凝土分縫與基礎相適應，也設置了七條壩體橫縫，不設縱縫，采用切縫機切縫的方法成縫。

(10)混凝土。

副壩碾壓混凝土強度等級設計參數見表1。

表1 副壩混凝土強度等級表

(11)混凝土的保濕與降溫。

江蘇宜興進入5月以后，日最高氣溫會出現高于25 ℃的時段；而進入11月以后，日最低氣溫會出現低于5 ℃的時段。對此，采取了相應措施對混凝土澆筑過程進行降溫和保溫。降溫和保溫措施從混凝土生產、運輸和倉位施工三個環節著手。

拌和站開啟混凝土拌和水制冷機以降低拌和水溫度，使混凝土出機口溫度保持在10 ℃左右。

運輸混凝土的自卸車拖箱加蓋白色的土工布，防止太陽光直射而導致的混凝土水分損失和溫度升高。

在倉位上游側和下游側各布置3個噴霧器，對全倉噴灑細霧進行保濕養護并降低倉面溫度。副壩配置的處理混凝土毛面的沖毛機也可以制造出高質量的細霧。沖毛機槍頭移動方便靈活、管路長，可以較方便地布滿整個倉面，可用沖毛機替代噴霧機進行保濕降溫。

4 結 語

筆者結合江蘇宜興抽水蓄能電站上水庫碾壓混凝土副壩結構特點，對碾壓混凝土施工過程進行了簡述，具有一定的局限性。但是，該壩體施工技術對同類型的小型碾壓混凝土擋水壩施工具有一定的參考價值。

夏青鵬(1966- )，男，湖北羅田人，項目經理，高級工程師，從事水利水電工程施工技術與管理工作.

(責任編輯：李燕輝)

國際標準化組織(ISO)

國際標準化組織(ISO)是世界上最大、最權威的綜合性國際標準組織，現有164個成員國(地區)。中國于1978年加入ISO，并在2008年10月召開的第31屆ISO大會上正式成為常任理事國。2013年9月20日，在第36屆ISO大會上，時任中國標準化專家委員會委員、國際鋼鐵協會副主席、鞍鋼集團公司總經理張曉剛成功當選ISO主席，這是ISO成立66年以來中國人首次擔任這一國際組織的最高領導職務。

2017- 04- 10

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1001- 2184(2017)04- 0003- 03