可振可碾混凝土在幾內亞蘇阿皮蒂水利樞紐項目中的應用

羅小平，張如軍，劉加華，劉 彬

(中國水利電力對外有限公司，北京 100120)

0 前 言

蘇阿皮蒂水利樞紐項目是西非幾內亞共和國孔庫雷河梯級開發的第二級電站，距首都科納克里135 km。該工程水庫正常蓄水位210 m，對應庫容63.17億m3，裝機容量450 MW，為Ⅰ等大(1)型工程。主要建筑物有碾壓混凝土重力壩、壩后廠房、進場公路及橋梁等。

蘇阿皮蒂水利樞紐工程位于KONKOURE河中游，地處熱帶過渡性氣候區，具有旱季干燥、雨季潮濕的特點。攔河壩為碾壓混凝土重力壩，壩高120 m，大壩混凝土總量約340萬m3，其中碾壓混凝土總量約300萬m3。項目合同工期58個月，工期異常緊張。

結合多年的施工實踐，碾壓混凝土須快速施工，國內對碾壓混凝土采用低VC值施工基本上達成共識。碾壓混凝土變態區域施工及層間結合在國內外均是質量控制的重難點。碾壓混凝土大壩上游防滲區域可采用常態混凝土、加漿變態混凝土、機制變態混凝土、微坍落度或者零坍落度混凝土施工。從理論上講，無論哪種混凝土及施工工藝均可滿足設計要求，但均未能徹底改變混凝土常見質量問題，實際已施工完成的碾壓混凝土壩大多數質量問題均出現在這一區域；項目針對這一問題及快速施工的需要決定從碾壓混凝土配合比開展研究，在不增加成本的前提下，通過配合比調整，使碾壓混凝土VC值降低，混凝土拌和物在施工現場既可振搗又可碾壓密實，且不影響碾壓設備正常施工，簡化施工工序，保證變態區域混凝土施工質量及連續升層層間結合質量，提高工效，加快施工進度。

1 研究技術路線

改變碾壓混凝土工作度(VC值)，在碾壓混凝土與常態混凝土的基礎上進行配合比調整，使碾壓混凝土中有更多的自由漿體，使碾壓混凝土在重力及振動作用下具有一定的流變性，且施工設備正常作業不受影響。

表1 碾壓混凝土配合比參數

表2 常態混凝土、碾壓混凝土、可振可碾低VC值碾壓混凝土出機口性能試驗結果

表3 可振可碾混凝土碾壓遍數與壓實度測試結果

2 可振可碾低VC值碾壓混凝土配合比設計

2.1 混凝土配合比試驗

碾壓混凝土配合比所用材料為：水泥為幾內亞CDG生產的42.5硅酸鹽水泥，山東萊州Ⅱ級粉煤灰，浙江龍游ZB-RCC型高效緩凝減水劑、ZB-1G引氣劑，粗、細骨料為輝綠巖人工骨料。

混凝土配合比設計依據《水工混凝土配合比設計規程》進行，拌和物性能控制要求如下：常態混凝土坍落度50～70 mm，碾壓混凝土VC值3～8 s，可振可碾混凝土VC值0～3 s，含氣量3%～5%。通過對常態混凝土、碾壓混凝土進行試驗，比較兩種混凝土配合比參數的差異，根據差異調整配合比參數，設計可振可碾低VC值碾壓混凝土配合比，具體配合比成果見表1。

常態混凝土、碾壓混凝土、可振可碾低VC值碾壓混凝土性能試驗結果見表2。由表2可知，可振可碾混凝土是在同等級碾壓混凝土減少砂率，提高碾壓混凝土拌和物的流變性的基礎上得到的。試驗結果表明，可振可碾低VC值碾壓混凝土性能優于常規碾壓混凝土。

2.2 可振可碾混凝土碾壓遍數與壓實度試驗

碾壓設備采用BW202AD雙筒振動碾，碾壓混凝土拌合物出機口VC值按0～5s控制，測試 2+4、2+6、2+8遍混凝土密實度，檢測結果見表3。

從表3可知，碾壓混凝土碾壓遍數在2+4、2+6、2+8遍3種情況下，檢測結果均能滿足規范壓實度要求，且隨著碾壓遍數增加壓實度無明顯增加，碾壓過后表面泛漿充分，液化效果良好。確定施工按2遍靜壓+6遍振動碾壓控制，可以大大提高施工工效。

2.3 可振可碾混凝土碾壓遍數與表面絨漿厚度測試

碾壓過后對碾壓面層表面絨漿進行測試，測試結果見表4。

表4 可振可碾混凝土碾壓遍數與絨漿厚度測試試結果

表5 可振可碾碾壓混凝土振搗泛漿時間與VC值測試結果

測試結果表明，絨漿厚度在碾壓遍數為2+6時均在5～8 mm左右，這一絨漿的存在可保證連續升層上、下層之間良好的粘合質量。

2.4 可振可碾碾壓混凝土振搗泛漿時間試驗

試驗采用秒表，人工手持Φ100 mm的振搗棒，插入可振可碾混凝土層50 cm，核子密度水份儀測試密度，測試混凝土振搗開始泛漿到完全密實所需時間，以振搗后混凝土表面無大氣泡溢出為準，具體測試結果見表5。

從表5可知，VC值0～3 s碾壓混凝土拌和物采用振搗棒振搗4 s開始泛漿，在1 min內均能達到密實。

2.5 可振可碾混凝土VC值的控制標準

拌和樓距左、右岸壩段最遠運輸距離不超過2.5 km。為了保證入倉碾壓混凝土拌和物能夠滿足可振可碾混凝土性能要求，現場進行了入倉攤鋪后VC值歷時損失試驗，在最不利工況中午高溫時段及陽光直射條件下進行了拌和物VC值損失試驗，試驗結果見表6。

表6 可振可碾碾壓混凝土VC值損失

從測試結果來看，60 min后VC值為4.6 s，滿足施工需求，根據可振可碾混凝土施工性能需求及高溫時段VC值損失結果，確定出機口VC值控制標準為<2 s，夜間及陰雨天VC值做動態調整，變態區域混凝土從攤鋪到振搗結束要求在40 min內完成。

3 可振可碾混凝土應用成果

3.1 可振可碾混凝土抽檢結果

截止到2018年7月，蘇阿皮蒂水利樞紐工程大壩混凝土已施工將近完成約100萬m3。混凝土含氣量、VC值、強度、抗滲抗凍、現場壓實度檢驗結果統計見表7～10。

試驗檢測結果表明，碾壓混凝土所抽檢的各項拌和物性能及硬化混凝土性能均能滿足施工、設計要求。

3.2 鉆孔取芯

對已施工完成到設計齡期的C9015W6F50碾壓混凝土在基礎廊道內鉆孔取芯，累計鉆孔25.0m，獲取芯樣24.0m，芯樣獲取率96%。芯樣抗壓強度、抗滲試驗結果均滿足設計要求。

4 結 論

(1)可振可碾混凝土在變態區域施工，攤鋪后無需加漿直接振搗，振搗泛漿效果好，模板周邊振搗時間大大縮短；碾壓混凝土在2+6遍就完全滿足壓實度要求，提高了施工作業效率，加快了施工速度。

表7 碾壓混凝土含氣量、VC值抽檢結果統計(控制標準含氣量3～5%、VC值0～3s)

表8 碾壓混凝土強度檢測結果統計

表9 碾壓混凝土抗凍、抗滲檢測結果

表10 碾壓混凝土壓實度檢測結果

(2)可振可碾混凝土解決了變態區域與碾壓區域搭接部位因加漿引起硬包鼓包的問題；可振可碾液化泛漿效果明顯，表面絨漿存在使層間結合質量更加有保證。

(3)可振可碾混凝土VC值較低，使混凝土拌和物黏聚性增強，有效地膠結了粗骨料，較好地解決了粗骨料分離，避免出現骨料架空現象。

(4)可振可碾混凝土應用解決了加漿不均勻造成混凝土強度及水化熱溫升在相同部位差異較大的問題，且含氣量損失小，混凝土耐久性更加有保證。

(5)采用可振可碾低VC值碾壓混凝土施工，極大地改善了碾壓混凝土倉面的施工秩序，降低了安全風險。