探討金安橋水電站碾壓混凝土關鍵施工技術

黃鵬飛

摘 要：碾壓混凝土施工工期緊，質量控制標準嚴格，為了滿足電站整體施工工期及混凝土質量要求，實際施工過程中，對碾壓混凝土施工關鍵技術及工藝不斷進行實踐及探討，從而推動碾壓混凝土施工技術不斷進步。

關鍵詞：探討;金安橋水電站;碾壓混凝土;施工;技術

一、工程概述

金安橋水電站碾壓混凝土重力壩壩頂高程1424m，最大壩高160m，壩頂長度640m。壩體共分21個壩段，從左至右依次為混凝土鍵槽0#壩段，左岸1#～5#非溢流壩段， 6#左岸沖沙底孔壩段，7#～11#廠房壩段，右岸12#泄洪（沖沙）底孔壩段，13#～15#溢流壩段， 16#～20#非溢流壩段。壩體碾壓混凝土約250萬m3。

二、碾壓混凝土關鍵技術、工藝控制

1、碾壓混凝土施工工藝流程

2、模板吊裝施工

金安橋水電站碾壓混凝土壩體橫縫模板采用組合定型鋼模板，模板尺寸為：壩前3×3.2m（寬×高）;壩后模板采用鍵槽定型鋼模板1.5×1.5m（寬×高）;壩前模板、平直面模板采用3×3m（寬×高）爬升模板。模板采用8t倉面吊提升，模板安裝前需對模板表面的預留混凝土等雜物徹底刮除，模板就位時應根據測量放樣點控制好垂直度、坡度與平整度，調整至允許偏差后一次加固成型，模板內涂刷隔離劑，模板安裝時調整板塊間縫隙小于3㎜，用1：2水泥砂漿對模板縫隙勾抹嚴密平整，穿設好虛設螺栓，掛好止漿片。用紅漆標注混凝土收倉線、分縫線，模板安裝完畢后要求平整、整潔，穩定牢固。入倉處考慮壩塊均勻上升的過車要求，設置1：6的混凝土貼角，形成過車坡面。坡面施工質量控制同壩體砼。

3、卸料、攤鋪、平倉

金安橋水電站碾壓混凝土考慮到壩址地區氣候影響，碾壓混凝土鋪料方式主要采用斜層碾壓方式施工，較小倉面或受條件限制無法進行斜層碾壓施工的采用平倉碾壓方式進行施工。

斜層鋪筑法具體做法是開倉段先平層鋪筑，且鋪筑層自下而上依次縮短，從而使新澆筑的混凝土表露面形成一個斜面，至收倉端的大部分混凝土按此斜面鋪筑，鋪筑方法與碾壓混凝土平層鋪筑法基本相同，收倉端通過幾個依次加長的平層收倉。為提高倉內混凝土施工設備利用率，斜層碾壓坡度控制為不陡于1：10。

每一壩段鋪設碾壓混凝土前，施工縫鋪設水泥砂漿，變態及防滲混凝土層面鋪灑水泥粉煤灰凈漿。碾壓層的允許間歇時間，因氣溫、空氣濕度而異，一般為6-8小時。超過此時段，要經過處理才能繼續澆筑，具體處理方式按照金安橋水電站混凝土施工技術要求確定。斜層鋪料方向根據倉面特性，可采用左右方向或自下游向上游方向進行的方式。

卸料攤鋪平倉條帶可根據施工方式進行調整，受橫向廊道切割及孔底側邊的窄條形部位，攤鋪平倉條帶可平行水流方向，但迎水面8～15m范圍內碾壓方向應垂直水流方向。碾壓混凝土平倉厚度每層34cm。

自卸汽車采用退鋪法卸料，汽車卸料要做到邊慢行邊卸，兩點式卸料減小堆料高度，減輕骨料分離。汽車卸料要卸在已平倉尚未碾壓的碾壓混凝土面上，以便平倉機攤鋪平倉時，擾動料堆底部，使料堆底部骨料集中現象得以分散。卸料后及時平倉，原則上要求邊卸料、邊平倉以便碾壓混凝土料始終卸在已平倉的碾壓混凝土面上。卸料堆出現骨料分離時，人工配合將分離骨料均勻散鋪到未完成平倉作業的含砂漿較多處或新混凝土面上。

4、混凝土碾壓施工

金安橋水電站碾壓混凝土充分考慮碾壓效率、起振力、滾筒尺寸、振動頻率、振幅、行走速度后選用HAMM HD130 型號振動碾。碾壓按照先無振碾壓，然后有振碾壓，再無振碾壓的程序進行，直至核子密度儀檢測的碾壓密實度達到98%以上。振動碾行走速度為1.0～1.5km/h左右，碾壓遍數為2+8+2，即先無振2遍，再有振8遍，最后無振2遍?；炷聊雺悍謼l帶進行，出機后的2h內碾壓完畢。各條帶由上游向下游與壩軸線平行進行，碾壓作業采用搭接法，碾壓條帶間的搭接寬度10～20cm，端頭部位搭接寬度為200cm左右。對于模板、基巖周邊采用振動碾直接靠近碾壓，無法碾壓到的50～100cm或復雜結構物周邊，直接澆筑變態混凝土。變態混凝土與碾壓混凝土相鄰區域混凝土碾壓時與變態區域搭接寬度大于20cm。倉面的Vc值控制在3～12s，現場實驗中心根據現場的氣溫、晝夜、陰晴、濕度等氣候條件不斷適當調整出機口Vc值。

5、變態混凝土施工

金安橋水電站大壩上下游面、靠岸坡部位、止水埋設處、廊道周邊、電梯井周邊及其它孔口周邊等不能用振動碾碾壓部位。通過在碾壓混凝土攤鋪層面注入適量的水泥凈漿或粉煤灰水泥漿后，用130型振搗器振搗密實，形成新形態混凝土，加漿量為混凝土體積的4%。變態混凝土隨著碾壓混凝土填筑逐層施工。

變態混凝土進行注漿之前先將相鄰部位的碾壓混凝土壓實，碾壓混凝土與變態混凝土交接處振搗完后根據實際情況用振動碾補碾數遍。加漿量控制采用統一規格加漿車注漿機計量，一次加入30cm頂部。水泥凈漿由設置的制漿站灰漿攪拌機拌制，通過專用輸漿膠管送至倉面，自攪拌到摻和、振搗在0.5h內完成。在止水材料埋設處的變態混凝土施工設置專門的支撐結構，妥善保護止水材料，保證止水構造的正確位置，止水材料周圍的二級配碾壓混凝土料攤鋪施工時，防止骨料集中，灑鋪好水泥粉煤灰凈漿后，采用軟軸振搗器仔細謹慎地進行振搗密實，止水材料如有損壞應及時加以修復，該部位混凝土中的大骨料人工予以剔除，以免產生滲水通道。

6、層間結合控制

配合比設計合理，施工速度、施工工藝、施工質量控制得到保證，層間結合完全能達到設計要求。

金安橋水電站碾壓混凝土VC值控制在3～5S，小于10S為宜。在現場碾壓混凝土鋪筑、碾壓施工中對碾壓混凝土拌合物VC值實行動態跟蹤，及根據氣溫、風速、蒸發情況適時調整出機口VC值，滿足倉面碾壓混凝土VC值的要求。高溫日照時VC值取下限，低溫陰天時VC值取上限。為確保上游面二級配防滲碾壓混凝土的層間結合，每一碾壓層層面在覆蓋上一層碾壓混凝土前，噴灑2mm厚的水泥粉煤灰凈漿。該凈漿由左、右岸EL1424m平臺制漿站按設計配合比配制，采用輸漿管路將漿液送碾壓混凝土施工倉面，倉內采用漿液拉運車輛拉至至噴灑部位噴灑。碾壓混凝土層面受環境影響較為敏感，當氣溫過高，陽光輻射以及風速較大時，表面易失水，初凝時間縮短，從而影響層間結合強度。采取及時覆蓋彩條布，同時對倉面進行噴霧降溫。如局部有失水發白現象，則在覆蓋上一層碾壓混凝土前鋪灑水泥粉煤灰凈漿。

7、施工縫處理

金安橋水電站碾壓混凝土縫面處理主要采用高壓沖毛機沖毛，以清除混凝土表面乳皮及松動骨料，沖毛標準是露砂微露石。沖毛時間可根據施工季節、混凝土強度、設備性能等因素進行確定。下一升程碾壓混凝土攤鋪施工前，先在已澆筑混凝土面均勻刮鋪一層厚15～20mm的砂漿層（砂漿強度等級比碾壓混凝土高一級）。對于已達初凝的施工層面，必須攤鋪水泥砂漿后方可繼續碾壓混凝土施工。

碾壓混凝土鋪筑層面在收倉時要基本上達到施工計劃規定的同一高程或預定的層面形狀，不得出現高低不平現象。當出現降雨或其它原因造成施工中斷時，對已攤鋪的碾壓混凝土料及時進行碾壓。對于停止鋪筑的碾壓混凝土面宜碾壓成不陡于1：4的斜面，對該斜面坡角處進行修整并根據其繼續澆筑的間隔時間按要求處理。

8、橫縫止水安裝及伸縮縫施工

金安橋壩體碾壓混凝土倉號周邊橫縫止水采用止水模板進行安裝加固，施工倉面內部橫縫止水采用鋼筋與地錨焊接形成支架進行止水加固、安裝。確保止水按設計位置準確安裝不移位。橫縫處安裝誘導縫模板，防滲層內止水采用架立鋼筋固定，橫縫切縫后根據設計文件要求縫內填充填充材料。安裝后采用儀器監測，其偏差必須符合施工規范及設計要求。

碾壓混凝土壩體中的伸縮縫的位置及縫內填充材料需滿足設計要求。采用先碾壓后切縫再騎縫補碾壓的順序成縫。通倉澆筑壩段的伸縮縫采用切縫機切縫成型，縫內填充彩條布。方法是：預先將彩條布裁割成規定大小的小塊，當每層碾壓混凝土完成碾壓后開始切縫切縫深度大于每層碾壓厚度的2/3，切縫縫寬24mm。完成切縫后立即將已裁剪好的彩條布嵌入縫中。為了保證切縫位置的準確，在碾壓混凝土倉號準備時，通過測量放線，在上、下游模板上標定出結構縫位置，切縫前利用標定線在混凝土面上畫線，切縫時沿著畫線下刀，使切成的縫與設計圖相符。其施工工序為：測量放線→（混凝土完成碾壓面上）畫出結構縫位置線→切縫→填充彩條布→檢查驗收。

9、冷卻水管施工

壩體碾壓混凝土冷卻水管水平間距為1.5m，垂直間距為1.5m或3.0m，冷卻水管采用專用冷卻塑料水管，鋪設時根據碾壓混凝土施工進行情況由下游向上游方向順碾壓條帶進行。每層冷卻水管均鋪設在開倉面第一個碾壓層面上，采用ф6鋼筋卡加固在已碾混凝土上，專人負責指揮協調，未覆蓋混凝土前，防止機械碾壓。冷卻水管按要求的間排距埋設，距上游壩面2.0m～2.5m，距下游壩面2.5m～3.0m，水管距縫面、壩內孔洞周邊1.5～2.0m，單根管路總長不大于300m。冷卻水管管頭根據冷卻管路設計及引管規劃引入廊道或壩后，排列有序，作好標記，管口應妥善保護，防止堵塞。

10、特殊氣侯條件碾壓混凝土施工

⑴雨季施工

雨季到來前，準備足量的防雨布及排水工具，當碾壓過程中出現降雨，立即組織足夠勞動力待命排水，保證雨季碾壓混凝土施工質量。

①降雨強度小于0.3mm/6min時繼續施工。但需加大碾壓混凝土拌和物VC值、減小水灰比。同時加快平倉、碾壓速度，對未攤鋪或未碾壓的拌和物利用防雨布覆蓋，暴露在雨中不能超過10min，對已攤鋪料及時碾壓。

②降雨量大于等于0.3mm/ 6min時，暫停鋪筑和碾壓施工，碾壓混凝土禁止入倉。已入倉的拌和物迅速平倉碾壓，未及時碾壓的混凝土，用防雨布迅速覆蓋。如遇大雨或暴雨，來不及平倉碾壓時，采用防雨布迅速全倉面覆蓋，如擱置時間過長作廢料處理。

③大雨過后，當降雨量小于0.3mm/6min，并持續30min以上，倉面已覆蓋未碾壓的混凝土尚未初凝時可以恢復施工，恢復施工時要采?。号懦齻}內積水，混凝土運輸車輛車箱內積水清除干凈;適當加大新拌制混凝土VC值;漏碾、漏振已初凝部位及被雨水嚴重侵入部位混凝土要清除;恢復施工前，要在已損失灰漿的碾壓混凝土層面上均勻鋪設2～3cm厚水泥砂漿等措施。

⑵高溫季節施工措施

氣溫等于或高于25℃時，采取溫控措施，以防止混凝土在運輸、攤鋪和碾壓時，混凝土溫度大幅度回升及表面水分迅速蒸發散失。

新老混凝土溫控標準：在間歇期超過28天的老混凝土面上繼續澆筑時，碾壓混凝土不大于13℃。

表面混凝土溫控標準：碾壓和常態混凝土的內外溫差控制不超過16℃。

①、原材料溫度控制

應嚴格控制砂、石骨料的含水率滿足規范要求，主要控制砂含水率小于6%、小石含水率小于1%。通過一、二次風冷對骨料進行預冷，以降低混凝土的出機溫度;水泥、粉煤灰提前組織進場，以降低出廠溫度，嚴格按照規定控制入罐溫度。水泥低于60℃、粉煤灰低于50℃。

②、出機溫度控制

拌和制冷系統在混凝土拌和前提前運行，對大石、中石、小石骨料進行一、二次風冷;在混凝土生產過程中，根據出機口溫度隨

③、運輸過程中溫度控制

混凝土運輸過程中的熱量倒灌較多，在實際施工時加快混凝土運輸，吊罐、自卸車等混凝土的容器側壁用隔熱材料進行保溫，頂部設防曬棚，以有效控制混凝土在運輸途中的溫度回升;在滿管溜槽槽體上搭設遮陽棚，防止太陽光直接照射槽體，并在槽體上噴水，保持槽體潮潤，以降低槽體本身溫度?？刂苹炷翜囟葟某鰴C口至振搗密實溫度回升不大于5℃。

④、倉面溫控

倉面碾壓施工時，設置專人進行倉面的噴霧工作，在倉號周邊模板頂部架設固定式噴霧機進行噴霧，噴霧機可擺動機頭，另設置移動式噴霧機巡倉噴霧。對邊角部位，采用手持沖毛機噴射槍在倉內進行人工噴霧，并且及時鋪設麻袋片，使混凝土面保持濕潤，形成倉面小氣候，補償水分蒸發和降低環境溫度，噴霧時沖毛機的壓力不得小于20MP，噴槍槍口不得正對混凝土面，噴頭高出混凝土面1.5m以上，噴霧時所有供水設備密封完好，防止滲漏，同時嚴禁滴狀水霧。

在壩體的上、下游壩面進行淋水養護，養護時間大于28天，以降低混凝土的溫度，間歇層面進行灑水養護，保持混凝土面濕潤，養護至下一升層混凝土施工。振動碾在碾壓混凝土施工過程中，必要時可啟動振動碾的淋水系統，進行淋水碾壓，自行補水，防止粗骨料發白、發干。每一碾壓層施工時，協調組織好，加快倉面施工碾壓的節奏，使混凝土料在倉內的堆放時間不要過長，并且采取分區卸料、平倉、碾壓的方法施工。根據施工倉面的實際情況，及時調整碾壓混凝土的VC值，掌握每個不同施工時段VC值的變化曲線，及時調整碾壓混凝土施工中的VC值。

⑤、收倉后混凝土溫度控制

在混凝土覆蓋后48h開始通水，一期冷卻采用10℃左右制冷水進行冷卻，有效降低混凝土早期溫度，確保壩體最高溫度在設計允許范圍內。通水流量為1.2m3/h～1.5m3/h，冷卻時間控制在23d。冷卻水水流方向24h調換一次。一期通水溫度與壩體混凝土最高溫度之差控制在25.0℃以內。

混凝土養護主要采用人工灑水、塑料花管自流（上下游壩面及兩側橫縫面采用鉆有小孔的塑料管進行自流養護）的方式使混凝土表面在滿足規范要求的時間內保持長時間濕潤。

⑶、低溫季節施工措施

低溫氣溫驟降季節，為防止碾壓混凝土的暴露表面產生裂縫，新澆混凝土拆模后，壩體橫縫面必須覆蓋保溫材料，保溫材料緊貼被保護面，貼掛牢固，覆蓋搭接嚴密。所有孔、洞及廊道等入口設簾以防受到冷氣的襲擊。

11、施工效果

金安橋水電站壩體碾壓混凝土已全部完成，已取得15.73m碾壓混凝土芯樣可以看出混凝土施工效果良好。

12、結語

金安橋水電站工程，在充分應用大體積碾壓混凝土施工關鍵技術及工藝的同時，對相關施工技術及工藝不斷進行試驗、總結、探討，為壩體混凝土快速上升打下了良好的基礎，為同等工程建設總結了豐富的施工技術經驗。