斜層碾壓施工工藝在西溪電站大壩工程中的應用

趙杰

【摘要】碾壓砼筑壩是當今壩工建設的一個發展趨勢，斜層碾壓施工工藝的出現，推動著碾壓砼筑壩技術向更快的方向發展。本文主要介紹全斷面碾壓混凝土斜層碾壓的施工工藝流程、應用情況，并提出了斜層碾壓工藝在施工中還存在需要解決的問題，斜層碾壓的施工程序及坡腳處理，斜層碾壓施工工藝在西溪水電站大壩碾壓混凝土中的應用。西溪大壩碾壓混凝土斜層鋪筑施工經驗表明，斜層碾壓施工工藝具有極大的推廣應用前景。

【關鍵詞】斜層碾壓;坡腳處理;二次污染

一、斜層碾壓的產生

碾壓砼保證施工質量的二大控制指標是：①從拌和機出料口至倉面碾壓完畢控制在2h以內;②碾壓砼層間間隔時間控制在砼初凝時間以內。對于全斷面碾壓砼壩由于其倉面過大，如果按傳統的平層碾壓，必須采用如下施工方案：a、分倉澆筑：將整個壩面分解成若干澆筑倉塊分開澆筑，以滿足二大控制指標的要求。b、增加設備：碾壓砼的澆筑必須按最大澆筑倉面配制砼的拌和、運輸、平倉、碾壓所需的設備。

如采用分倉澆筑，則大大增加了倉面處理的工作量，必須增加工期，并且為汽車的進倉卸料帶來一定的難度;如按最大澆筑倉面配備一整套的機械設備，則需要投入大量的資金，并且很大部分設備在大部分時間里處于閑滯狀態，設備利用率低，還需要投入資金進行設備的保養，造成資金周轉的困難。碾壓砼筑壩技術在發展中出現如此“兩難”的局面，國內壩工界同行一直在尋找其克服的有效辦法，斜層碾壓工藝由此而生，并且首先在湖南江埡電站得到實踐應用，西溪大壩碾壓砼施工在吸取江埡大壩斜層碾壓成功經驗的基礎上，首先在下游圍堰進行斜層碾壓工藝試驗，在試驗成功后，應用于主體大壩施工全過程。

二、斜層碾壓的施工工藝

斜層碾壓一般的工藝過程與平層碾壓工藝要求是一樣的，關鍵在于斜層的三個要點“坡度、厚度及坡腳處理”的控制。西溪大壩斜層碾壓施工工藝，斜層坡度為I≥10%，碾壓層厚為30cm，碾壓砼攤鋪厚度為34～36cm。斜層碾壓工藝為：

1、澆筑要領圖：澆筑要領圖描述詳細的施工方案，每一倉塊由工程技術人員繪制，倉面指揮長、指揮員、質檢員等均必須在開澆前熟悉澆筑要領，并按澆筑要領圖的要求組織實施。

2、RCC運輸方式：采用汽車直接入倉方式或負壓溜槽輸送方式，但汽車在澆筑倉內的行走不得在已收倉的砼面行走，即必須在老砼中行駛，經坡腳后退至卸料點進行卸料，并且應選擇倉塊上下游方向的中部（應力較小處）作為爬坡點。

3、卸料：卸料由倉面指導員指揮，采用退鋪法依次卸料，且宜按梅花形依次堆放，先卸1/3，移動1m左右位置后卸2/3。為了減少骨料分離，自卸汽車將混凝土料卸于鋪筑層攤鋪前沿的臺階上，再由平倉機將混凝土從臺階上推到臺階下進行移位式平倉。卸料盡可能均勻，料堆坡腳如出現的小部分已分離的骨料，由人工將其均勻地攤鋪到未碾壓的混凝土面上。

4、平倉厚度及坡度的控制：澆筑前在周邊模板和底部老砼面上測量畫出各層的平倉線。每層平倉厚度為34～36cm左右，經檢查若超出規定值的部位必須重新平倉，局部不平的部位用人工輔助鋪平。平倉方向由坡頂向坡底進行，坡比i≥10%，在斜層坡腳、坡頂處形成的尖角，用小型振動碾碾壓密實。平倉過程出現在兩側集中的骨料由人工均勻分散于條帶上。

5、碾壓：采用進口BM202AD型雙輪高頻振動碾，采用搭接法碾壓，搭接寬為20cm，振動碾的行走速度為（1～1.5）km/h，碾壓遍數按“無振+有振+無振”方式為：“2+8+2”遍，如果有振6遍后砼仍不泛漿，應開啟振動碾自帶的水箱灑水進行水份補償，如因VC值偏大但仍無法泛漿，應在下一層砼覆蓋前鋪灑1.5mm厚的水泥粉煤灰凈漿。卸料、平倉、碾壓三道工序是施工關鍵，必須協調合作，根據澆筑要領圖合理安排時間和操作順序，實現流水作業，才能使各機械發揮最高效率。

6.斜層碾壓坡腳處理

6.1斜層碾壓施工程序為：先攤鋪碾壓施工坡腳3 m寬的平層，后攤鋪碾壓施工斜面砼。

6.2按大于1：10坡度放樣的碾壓層底腳寬度3m攤鋪砂漿（坡度變化時底腳寬度相應調整）。

6.3在底腳范圍內水平攤鋪RCC料，攤鋪厚度約為35cm。

6.4底腳平層碾壓，碾壓遍數按“2+8+2”實施。

6.5斜層攤鋪碾壓施工，攤鋪時下坡腳不得超出平層外邊緣，斜層碾壓時同平層外邊緣部位一起碾壓，但碾壓機不得超出平層外邊緣線。

6.6切腳處理

下一層卸料前對坡腳進行切除（挖除高度約10cm），如局部切出的砼底部無砂漿時，應繼續向后切，直至切出的砼底部出現砂漿。切除時采用切縫機進行切斷，將切下的砼予以挖除，并立即攤鋪砂漿進行下一層RCC的澆筑。

三、西溪大壩斜層碾壓應用情況

1、西溪大壩碾壓砼從2005年12月30日開始碾壓砼澆筑，2006年5月30日第一枯水期澆筑完畢，完成15萬m3砼的碾壓，2006年9月24日開始第二枯水期碾壓砼澆筑，2007年4月19日完成，大壩1#、2#壩段澆至EL67，3#～6#壩段澆至EL65，二枯完成碾壓砼33萬m3。

2、大壩碾壓砼澆筑在下游砼圍堰碾壓試驗的基礎上，大壩直接采用斜層碾壓施工工藝，并且打破以往斜層碾壓只能左右岸方向傾斜的貫例，壩基EL37～EL47采用從下游往上游方向斜層碾壓，EL47～EL57采用從右岸向左岸斜層碾壓，EL57～EL67采用從左岸向右岸斜層碾壓。EL67以上，1#、2#擋水壩段采用從右岸向左岸斜層碾壓，5#、6#壩擋水壩段采用從左岸向右岸方向斜層碾壓。

3、斜層碾壓坡腳處理的試驗

斜層碾壓在西溪水電站大壩已全面應用，為了檢驗斜層碾壓坡腳施工工藝的成功性，以便于給斜層碾壓坡腳施工予以定論，使斜層碾壓更為全面廣泛應用，作了簡易的試驗方法：用觀測方法準確測量斜層坡腳的樁號和高程。通過對斜層坡腳砼鉆孔取芯、壓水試驗檢查與非坡腳處的芯樣、壓水檢查相比較。

4、砼取芯、壓水試驗檢查效果

2006年汛期，對第一枯水期澆筑的碾壓砼進行了鉆孔取芯、壓水試驗，其中最長的芯樣達8.38m，每30cm碾壓層面無法看出，每3m澆筑層面可看見一層細細（約3mm）厚的砂漿層，證實碾壓砼層面結合緊密。

四、斜層碾壓在施工中存在的問題

1、倉面污染問題

1.1因采用斜層碾壓，自卸汽車進倉卸料，坡頂剛碾壓完畢的砼不得行駛汽車，汽車的行走路線必須從老砼面上行走，在行走過程中，汽車輪胎會將砼中的漿液帶入已沖洗的老砼面上，使倉面受到污染。

1.2利用斜層澆筑，RCC連續快速施工的特點，倉面二次污染在RCC施工中表現得較為突出。一是由于氣溫條件較低，砼間歇時間短，砼強度低，倉面砼運輸汽車等機械設備不斷行走，砼層面受到破壞較為明顯嚴重，特別是遇到雨天氣候或氣溫低條件下，進行倉面二次污染處理的工作量大大加大，不但影響RCC澆筑速度，人力、物力的投入也大大增多。

2、上游二級配層面凈漿有一定程度的流失、人工鋪灑難以確保均勻，斜層的坡腳一般漿液較豐富，而坡頂漿液較貧乏。

五、結束語

斜層鋪筑最大的優點就是在一定的資源配置情況下，可以澆筑大倉面，把大倉塊轉換成小碾壓層面，這樣可大大縮短碾壓砼層間間隔時間，提高混凝土層間的結合力，節省機械設備、人員的配制，同時也便于雨季、次高溫施工等。

經過西溪水電站二個枯水期約48萬方斜層碾壓砼的實踐證明，只要克服斜層施工中存在的一些問題，斜層碾壓是一種具有較大推廣價值的碾壓砼施工技術。

參考文獻：

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