碾壓混凝土施工工藝

于娜

（中國水利水電第八工程局有限公司 湖南長沙 410007）

我國的水壩類型已經從傳統轉變為碾壓混凝土類型，相比于傳統方式而言，碾壓混凝土具有低耗能、低膠凝材料用量、能夠快速施工的優點，特別是在提倡環保節能的新型建筑工程理念的大趨勢下，越來越多的工程選擇這類混凝土筑壩形式。

1 工程簡述

本工程施工對象為大型水壩，具體內容涵蓋壩頂溢流表孔的打造、發電引水系統的建設及供水管道的鋪設等。其中，大壩采用的是雙曲拱壩結構，施工工藝選用的是碾壓混凝土方式，運用C20碾壓混凝土實現大壩主體的施工，以混凝土加水時開始計算，周期應滿90d，見圖1。

基于全面提升防滲層質量的目的，采用了兩種施工工藝，即C20變態混凝土和C20碾壓混凝土，以粗骨料粒徑為基準，兩類材料達到二級配標準，對應齡期均為90d；前者厚度為0.5m，后者介于2.0～4.5m范圍內，以確保抗滲等級達到W8水平。對于下游壩面亦采用上述兩種施工工藝，以粗骨料粒徑為基準，二者達到三級配標準，對應齡期均為90d，且厚度均為0.5m，最終確保抗滲等級達到W6水平。大壩基礎部分則采用C20常態混凝土工藝，此階段達到二級配標準，對應齡期為90d，以確保其抗滲等級達到W8水平。

圖1 大型水壩站概況圖

2 碾壓混凝土最佳遍數工藝試驗

在碾壓混凝土大規模施工前，為了達到提升施工質量的目的，根據試驗方案要求組織進行試驗段施工，試驗段的選擇具有較強靈活性，可選擇在倉面內，也可在倉面外選擇同條件場地進行試驗。本次試驗選擇在倉面外同條件場地進行試驗。碾壓混凝土試驗需按正常施工工藝組織實施，根據試驗過程不斷調整參數。如下給出了具體的施工工藝流程：

2.1 試驗場地選擇

試驗場地布置在后方營地模板加工場，試驗完成后，該場地作為模板加工場使用。試驗場地規劃為31m×10m（長×寬），場地基礎堅實，下挖1.50m，邊坡按照1：2放坡，基坑開挖結束后壓實整平并澆筑一層厚約15cm的C20混凝土進行封底找平。

2.2 碾壓組遍數確定

試驗塊的VC值控制應根據施工時的氣候環境及倉面的施工情況進行動態控制。以混凝土厚度為參考，出機VC值介于4～7s范圍內，入倉VC值介于5～8s范圍內。基于現場天氣狀況的變化，也需針對性做出調整：當現場陽光照射強烈時，為避免倉面攤鋪后的碾壓混凝土VC值降低速度過快的現象，倉面應及時采取噴霧保濕的措施。整個試驗過程可細化為三層，對應厚度均為35cm，對應VC值范圍分別為：10～15s、5～10s和1～5s，分為 A、B、C 三個條帶。A、B、C 條帶第一層以 1.1km/h速度行走，以無振2遍，有振4遍、6遍、8遍，無振2遍進行碾壓。具體順序為：首先展開2+4+2遍的碾壓，其次以2+6+2遍碾壓，最后以2+8+2遍碾壓，在每次碾壓完成后用核子密度儀進行壓實度檢測。經檢測2+6+2遍碾壓滿足壓實度要求后，第二層以1.3km/h速度行走，對應的碾壓遍數與第一層保持一致，結束碾壓作業后需運用灌砂法獲悉壓實度狀況，在試驗過程中試坑下沉，試坑體積變小測其壓實度不準確。第三層以1.3km/h速度行走，以無振2遍，有振6遍，無振2遍進行碾壓。待碾壓作業結束，采用核子密度儀展開壓實度檢測，以此判斷施工結果是否達到工程標準。

當碾壓混凝土對應的壓實度符合工程標準后，一方面需要確保層間的結合質量，從而提升表面泛漿程度，另一方面還應滿足現場施工進度的要求。當鋪料厚度達到35cm時，應控制振動碾的運行速度保持在1.1km/h水平，具體的碾壓方式為：首先展開2遍無振碾壓施工，而后6遍有振碾壓施工，最后再重復第一步，即展開2遍無振碾壓施工。

3 碾壓混凝土施工工藝

3.1 碾壓混凝土施工強度

碾壓混凝土因其具有施工速度快的優點得到了廣泛應用。近年來，大型碾壓混凝土大壩施工中，碾壓混凝土日澆筑上萬立方已較為普遍。即使是在小型碾壓混凝土壩施工中，碾壓混凝土的日澆筑方量通常也能達到一千立方以上。一般情況下，只有混凝土拌和系統的生產能力足夠高的情況下，碾壓混凝土的施工強度可以是同等條件下常態混凝土施工強度的3倍以上。

3.2 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。大壩上游背水面對應的模板規格為3m（寬）×3.5m（高），其中每三塊模板組成一套。大壩下游的背水面對應的模板規格則為邊長2.5m的正方形結構，從而形成雙層翻升模板。基于提升模板剛度的目的，可以在模板頂面邊緣部分增設修飾角鋼護面。

在各層混凝土的接觸面及橫縫面處設置懸臂模板，以方便安裝并保證混凝土澆筑時分層錯縫的穩定，在溢流堰的布局上采用異型寬尾敦結構。此外，對于排水廊道等結構而言，應根據其實際平面尺寸采用預制混凝土。

3.3 混凝土入倉澆筑

由于水庫碾壓混凝土澆筑量較大，因此以自卸汽車入倉方式為佳。在本項目中，所有的碾壓混凝土均通過自卸汽車的方式完成入倉。在入倉前，為保持澆筑面清潔，避免雜質干擾，應對汽車表面進行充分的清潔，配備長達100m的脫水路段，此外還應建有路面排水溝，防止污水流入倉內。

3.4 混凝土平倉碾壓

本項目使用的混凝土平倉推土機有兩類，分別為D31p-18A和D65P-8，二者均產自日本；所使用的倉面碾壓設備有三類，包括BW200、BW202AD和BW75S，三者均產自德國。檢測設備有DN-40中子儀和TS-600VC值測量儀。

為保證壓實度，混凝土碾壓采用平推碾壓，施工中自卸汽車倒退直接入倉，下料應從遠端開始，在完成三層薄層均勻攤鋪作業后，將81cm的厚度碾壓為75cm。以條塊攤鋪方向為基準，使用型號為BW200的設備進行碾壓，此過程應遵循先2遍無振、后8遍有振，最后再次2遍無振的順序，碾壓速度不大于1.1km/h，最后再用BW75型手扶震動碾找平，使表面平整。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。

每完成一層混凝土碾壓作業后，需要隨即展開質量檢測工作。在檢測點的選取上，應遵循橫向間距30m、豎向間距取20m的原則。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。

3.5 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以及剪切試驗，根據試驗結果制定出如下混凝土層間結合處理措施：①將混凝土拌合完成作為起點，以碾壓結束作為終點，整個過程不可超過2h。②混凝土各層之間的間隔時間應控制在8h以內，當此段時間介于6～8h范圍內時，首先應進行水泥粉煤灰凈漿噴灑作業，而后方可展開下層鋪筑作業。通過此方法，可提升層間的分子結合力，確保結構的完整性。③受環境等因素的影響，當混凝土層間間隔時間大于8h時，應按照施工縫進行處理。

3.6 縫面處理

在混凝土終凝后，為保證混凝土表面的整潔性與光滑度，需對混凝土縫面做沖毛處理，該道工序采用的儀器為國內常用的HVW-MI型，該臺機器能保證足夠的平整光滑度與工作效率，此外機器購置費用較低，使用能耗較小，兼具效率與經濟的特性，非常適合本工程的應用。

3.7 碾壓混凝土的溫控

碾壓混凝土澆筑過程中的溫度控制同樣是防比溫度裂縫的關鍵。溫度控制措施有控制溫升、采用低熱水泥、增加活性摻合料用量、采取保溫措施、在適宜的氣候下澆筑、埋設冷卻水管以及預冷卻等方法。因碾壓混凝土澆筑倉面大，受周圍氣候的影響大，預冷卻法的效果不明顯，所以預冷卻法已經基本不用。一般來說，碾壓混凝土施工氣溫在3～25℃較為合適。

4 結束語

本文以大型水壩為分析案例，探討了碾壓混凝土施工工藝，并指出了其施工工程中的要點，旨在為相關研究提供可具參考的價值。