水利工程中的碾壓混凝土施工技術分析

陳 曦

（中國水利水電第十六工程局有限公司科研設計院，福建福州 350000）

1 碾壓混凝土施工技術與優勢

碾壓混凝土施工技術具有含砂率高、水泥用量少、無流動性等特點，普遍被應用在水利水電工程施工過程中。碾壓混凝土施工過程中，普通機械可以完成運輸以及振實等施工流程，有效、全面地提高現場機械設備的投入使用效率。采用高效復合外加劑、優化施工配合比，可以在滿足混凝土質量的前提下，最大限度地降低單位體積的水泥在碾壓混凝土中的摻和比例，降低水化熱。可以通過自然散熱以及混凝土薄層澆筑等方式進行人工自然冷卻，簡化復雜的施工程序，降低成本。

2 掌控施工材料質量

檢查混凝土施工時摻入的使用水水質時，需要對養護混凝土以及拌和混凝土的用水情況進行嚴格檢查。水源改變或對使用的水質有異議時，需要按現場監理人的要求對水的質量進行相關檢測。砂漿強度檢測對比法是經常使用的檢測方法之一，使用現場抽取的檢測水樣制作砂漿試塊，在檢測試驗的過程中，其抗壓強度比原合格水源制成的28 d齡期的試塊抗壓強度低，表明該水源的施工用水應停止使用，不可用作混凝土的攪拌用水。

3 施工技術

3.1 模板施工技術

（1）懸臂翻升鋼模板。

碾壓混凝土大壩采用3.0 m×3.0 m懸臂翻升鋼模板，直立面模板用于電梯井，尺寸可相應做出調整，但工作原理與基本的結構不改變。面板采用δ=5 mm的鋼面板，骨架型鋼根據設計尺寸工料制作。使用聚氨酯硬質泡沫填充面板后脅板的夾縫，起到較好的保溫作用。單塊模板重約1.22 t，模板采用梯形桁架作為支撐體系，桁架由角鋼組成，可調式連桿可以對上、下塊模板進行連接，調節模板之間的距離，相鄰的面板采用U形卡連接。

模板安裝采用索道吊入倉面或汽車直接運至倉面，采用8 t汽車吊和倉面吊對模板進行拆除與安裝。在安裝施工過程中，將下層模板各位置的緊固件全部松除，使用汽車吊將下層模板調運至上層模板上，兩層模板盡量對齊，連接連桿，使用連桿調整內外向傾角，使用U形卡固定相鄰模板面板。在施工前設置其結構類型，上報監理部門備案。

（2）廊道模板。

廊道內的美觀性在大壩施工中極為重要，根據本工程要求，廊道模板全部采用預制混凝土模板。

（3）門槽二期模板。

使用搭設腳手架和嶄新木模板立模的方式處理門槽二期混凝土模板，為后續的門槽混凝土鑿毛施工和金屬結構安裝提供便利。

3.2 卸料攤鋪碾壓技術

以設計的要求為基礎，確保碾壓混凝土的平鋪厚度滿足設計標準。平倉條帶卸料攤鋪施工過程中，應與水流方向保持垂直。每個碾壓層分兩次攤鋪，每層鋪料厚度約17 cm，壓實后的層厚控制為30 cm。壓實厚度接近30 cm時，采取兩次鋪料一次碾壓的施工方法，每次鋪料厚度保持為17 cm以上，總平倉厚度保持為34 cm以上。安裝激光找平儀在平倉機上對平倉厚度進行控制，在模板的面層畫出分層高度線，輔助作為控制平倉厚度手段。鋪筑施工時，主要使用斜層平推法，坡度控制為1∶10，坡腳位置設置水平鋪筑層，寬度設置為2 m，可以防止部分區域出現大骨料聚集和攤鋪薄層尖角的問題。處理坡腳前，先向監理部門申報，監理部門審批后進行施工。在施工縫面鋪漿施工前，將二次污染物清理干凈，鋪漿施工結束后，使用覆蓋材料將其表面覆蓋嚴實，開始碾壓混凝土，防止清潔以后被再次污染。

3.3 層間結合

（1）嚴格管理碾壓混凝土的拌和物，拌和到碾壓施工的整個過程控制在2 h內，采取一切措施壓縮時間。

（2）在碾壓混凝土的生產過程中，采用入場檢驗合格的原材料以及高效復合型外加劑，優化碾壓混凝土的配合比。根據外界環境條件的變化，動態化調整碾壓混凝土的VC值和拌和物，使碾壓混凝土配合比達到最佳狀態，有效保證施工質量不受影響。

（3）自卸汽車接料與卸料應為時多點接料以及分多點卸料，可以有效控制堆料高度，減輕骨料分離情況。碾壓混凝土可以卸料到已平倉的碾壓混凝土面上，使用人工與裝載機（機械）配合作為輔助，對骨料堆積較為集中的地方進行分散鋪平。

（4）天氣晴朗風大時，應為運輸混凝土的機械設備設置遮蓋頂棚，避免陽光直接照射設備；覆蓋碾壓混凝土倉面時最好使用彩條布施工，采取噴霧降溫的方法處理倉面。迎水面防滲層的碾壓混凝土需要采取措施控制環境溫度，防止混凝土表面出現失水情況，可以采取汽水噴霧等方式處理。發現局部發白失水現象時，施工前將水泥粉煤灰凈漿鋪灑在上一層碾壓混凝土，確保碾壓混凝土后，表面有光澤。

已建的福建棉花灘水電站、廣西百色水利樞紐工程以及在建的貴州光照水電站、安徽白蓮崖水庫工程大壩碾壓混凝土取芯情況良好，取芯最大長度超過10 m。

3.4 施工縫處理

使用高壓沖毛機將施工縫面處理干凈，將黏合不夠的骨料和混凝土表面浮漿清理干凈。依據施工設備型號、混凝土強度和施工季節確定縫面沖毛時間，清理干凈縫面雜質和浮漿。監理部門驗收合格后，做好墊層拌和物鋪墊施工，進行上一層混凝土鋪筑，在墊層拌和物初凝前完成碾壓施工。

對監理人指定的部位鋪設墊層拌和物，針對上游防滲區內每個碾壓層面，鋪厚2～3 cm水泥凈漿或水泥摻合料漿。通過試驗確定水泥砂漿以及水泥摻和料漿的配合比和從拌和完畢到倉面被覆蓋的時間，為保證膠結的效果和質量，需要通過監理人的批準。

受天氣原因、施工計劃改變以及施工工序改變等因素的影響，可能導致施工任務中斷，此時應盡快碾壓已經攤鋪完成的混凝土倉面，停止施工的混凝土面坡度保持為約1∶4，切除掉坡腳位置處厚度小于15 cm的部分。能夠繼續施工時，依據中斷的時間，采取積極的措施處理混凝土縫面，確保施工質量與前路段施工質量相同。

對于已處理好的層面和縫面，在澆筑工程中應保持潔凈和濕潤，不得造成二次污染。

3.5 灌漿施工技術

（1）先鉆孔再將孔內雜泥清洗干凈，埋設灌漿管。

（2）沿著裂縫鑿一個梯形槽，將槽內雜質清洗干凈，在槽內壁涂刷基液，使用丙烯酸鹽類的充填材料嵌填封堵。

（3）檢查壓水情況時，孔口壓力要保持為約70%，灌漿壓力設置為0.3 MPa。

（4）處理垂直和傾斜裂縫時，遵循從下而上、從深至淺原則。在水平狀裂縫灌漿施工時，需要從吸漿量大或低端位置處開始施工，灌漿壓實設置為0.4 MPa。進漿施工順利時，應采取措施控制好灌漿壓力。

（5）灌漿完成后，封孔施工吸漿量控制為0.02 L/5 min。

（6）灌漿漿材的固化強度滿足設計標準后，采取鉆孔檢查的方式檢測孔內壓實試驗情況，檢查孔的單孔吸水量保持在0.01 L/min內。存在不合格的情況時，需要補充灌漿。

（7）在水泥灌漿施工的過程中，遵循《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》（DL/T 5148—2012）的標準。

（8）灌漿施工宜在低溫季節或裂縫開度大時進行。

3.6 碾壓混凝土鉆孔取芯質量檢查

混凝土質量綜合檢驗時，主要使用鉆孔取樣檢驗法，檢驗結果可以直接反映混凝土各項指標合格程度。試驗項目、鉆孔數量以及孔位由發包人、設計、監理及施工各方討論確定。金剛石鉆頭鉆孔取樣是碾壓混凝土試驗取樣的重要手段之一。鉆孔提取芯樣必須由專業化隊伍負責施工，鉆取的混凝土芯樣，必須孔號與芯樣編號對應并按順序編號裝箱送檢，送交實驗室，同時向實驗室提供鉆孔取樣時間、孔號、孔深、孔位、混凝土芯樣獲得率等資料。

實驗室對被送檢的混凝土提取芯樣進行拍照，對其外觀特性進行文字描述，對芯樣進行后續加工并加以試驗，對已做試驗的試模出具相關試驗報告并呈報給有關領導和單位。

3.7 養護施工技術

（1）倉面覆蓋養護。

大面積倉面養護可以使用材料覆蓋保水養護，針對大于28 d或長時間停工歇倉的混凝土倉面也可以使用此法養護。在已經施工完成的混凝土倉面上覆蓋風化砂、風化土、隔熱被等養護材料，將覆蓋材料全部打濕后覆蓋至混凝土倉面，養護期間，覆蓋材料始終保持濕潤狀態。

夏季高溫季節施工的碾壓混凝土施工工作面或大面積混凝土施工，可以使用覆蓋材料全浸泡的保水養護法。高溫季節工作面水分快速蒸發，灑水或噴淋等小手段養護不能滿足大面積混凝土施工工作面的養護標準。

（2）低溫高溫季節表面保護。

低溫天氣應停止施工，適當調整混凝土強度。氣溫急劇下降后時，碾壓混凝土表面溫度隨之降低，需要采取高效的措施保護混凝土表面，可以在大模板背部貼5 cm厚泡沫板的保溫塑料泡沫。此種方法可以在冬季施工時推廣，效果較好。混凝土模板的拆模時間應滿足混凝土的強度要求，應根據混凝土的內溫度與環境溫度的差值決定，盡量避免在氣溫急劇驟降時拆模。

翻升模板為二層受力時，拆模時間應比普通懸臂模板延長一半。必須拆模時，需要征得現場監理員的同意，拆模后立即在混凝土表面加蓋聚苯乙烯泡沫板等保溫材料，防止養護水弄濕保溫材料。

夏季高溫天氣施工時，碾壓混凝土倉面平均溫度>30 ℃后，停止澆筑施工。溫度≥25 ℃時，縮短各個層間施工的間隔時間，采取噴淋等措施防止碾壓混凝土倉面表面水分迅速蒸發散失。

4 結語

在水利水電工程中使用碾壓混凝土施工技術時，嚴格管理每一道施工工序，把控進場的施工材料，認真鉆研并攻克施工中的技術要點和難點，改善技術水平，有序完成各項施工項目，切實提高并深入鉆研碾壓混凝土施工上的技術及各個施工環節，在已有的技術成果上積極吸取和引進各方先進的施工技術，取長補短。