張 彬，李榮果

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司一分局，四川彭山 620860)

1 概述

變態(tài)混凝土是一種在已經(jīng)攤鋪的碾壓混凝土中摻入一定比例的灰漿振搗密實(shí)的混凝土。主要用于模板周邊、止水、岸坡、廊道、孔洞等部位，也可用于各種埋件和設(shè)有鋼筋的部位等以及無(wú)法進(jìn)行碾壓的部位，部分工程亦將變態(tài)混凝土作為墊層混凝土使用。變態(tài)混凝土所用灰漿由水泥與摻和料(如粉煤灰)及外加劑拌制而成，其水膠比應(yīng)不大于其母體碾壓混凝土的水膠比;加漿量一般為碾壓混凝土體積的4%～6%。

變態(tài)混凝土是我國(guó)在碾壓混凝土發(fā)展過(guò)程中創(chuàng)造的一項(xiàng)重大技術(shù)創(chuàng)新，從上世紀(jì)80年代萌發(fā)出變態(tài)混凝土雛形，并將其應(yīng)用在圍堰等臨時(shí)建筑物上;到上世紀(jì)90年代，我國(guó)貴州普定碾壓混凝土拱壩成功應(yīng)用了變態(tài)混凝土施工技術(shù)，打破了碾壓混凝土筑壩技術(shù)中傳統(tǒng)的“金包銀”防滲結(jié)構(gòu)體系，采用碾壓混凝土自身防滲(目前，基本上采用“二級(jí)配碾壓混凝土+變態(tài)混凝土”作為防滲體)。正因?yàn)樽儜B(tài)混凝土技術(shù)的應(yīng)用，其機(jī)動(dòng)靈活、干擾小、工序簡(jiǎn)化等優(yōu)勢(shì)使大壩各結(jié)構(gòu)、部位能同步施工、同步上升，實(shí)現(xiàn)了全斷面碾壓混凝土筑壩技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了大多數(shù)拱壩及中型重力壩的通倉(cāng)、薄層、連續(xù)填筑的施工工藝，創(chuàng)造了許多超大碾壓混凝土倉(cāng)面的施工記錄，這是常態(tài)混凝土無(wú)法企及的。

變態(tài)混凝土技術(shù)是我國(guó)碾壓混凝土筑壩技術(shù)發(fā)展史上至關(guān)重要的一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，自從變態(tài)混凝土技術(shù)產(chǎn)生以來(lái)，我國(guó)廣大工程技術(shù)人員、科研人員和設(shè)計(jì)人員不斷發(fā)展、豐富了變態(tài)混凝土施工工藝。目前，變態(tài)混凝土的配合比設(shè)計(jì)、制漿、加漿、振搗各施工工序日趨成熟，但制漿(濃度、均質(zhì)性)、加漿(均勻性、加漿量)等工序仍然停留在責(zé)任心和現(xiàn)場(chǎng)管理的層面上，難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化施工。

2 變態(tài)混凝土加漿工藝

變態(tài)混凝土發(fā)展至今，施工主要以人工為主，比如人工制漿、人工攤鋪、人工加漿、人工振搗，通常工藝程序?yàn)?碾壓混凝土攤鋪→制漿→加漿→振搗→結(jié)合部位處理。從20多年的發(fā)展歷程看，變態(tài)混凝土加漿方式是影響變態(tài)混凝土施工質(zhì)量最為關(guān)鍵的工藝和工序，加漿方式先后經(jīng)歷了表面加漿、分層加漿、插孔加漿、切槽加漿等不同方式。

2.1 表面加漿

表面加漿方式主要出現(xiàn)在早期變態(tài)混凝土施工中，在攤鋪好的碾壓混凝土表面直接加漿，具有方便簡(jiǎn)單、施工干擾小的特點(diǎn)，但灰漿滲透性差，導(dǎo)致灰漿滲入不均，滲入到底部的灰漿極少;振搗后灰漿上浮，導(dǎo)致變態(tài)混凝土底部漿液不飽滿或貧漿，存在較大的缺陷。隨著變態(tài)混凝土越來(lái)越廣泛應(yīng)用，變態(tài)混凝土用量也越來(lái)越多，表面加漿方法的弊端越發(fā)凸顯。目前，變態(tài)混凝土施工基本上沒(méi)有采取表面加漿方式。

2.2 分層加漿

分層加漿方式是將碾壓混凝土分二次攤鋪，分別在每次攤鋪前(或后)進(jìn)行加漿。根據(jù)《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》(DL/T5112－2009)，要求“鋪料時(shí)宜采用平倉(cāng)機(jī)輔以人工兩次攤鋪平整，灰漿宜灑在新鋪碾壓混凝土的底部和中部”。實(shí)際上，在施工過(guò)程中也存在將灰漿灑在中部和表面，效果也不錯(cuò)。分層加漿方式能夠較好地均勻鋪漿，但必須要求碾壓混凝土分層攤鋪，同時(shí)還得兩次加漿，從而增加了施工工序，給大面積碾壓混凝土施工增加了干擾，也不利于現(xiàn)場(chǎng)組織和碾壓混凝土快速施工。

2.3 插孔加漿

插孔加漿顧名思義就是在已攤鋪好的碾壓混凝土上按照要求的間排距采用插孔器人工插孔，再在碾壓混凝土表面均勻加漿。該方式將孔作為滲入通道，使灰漿能夠均勻地滲透到碾壓混凝土中，同時(shí)灰漿也能很好的滲入到底部，最后通過(guò)強(qiáng)力振搗，可以很好地實(shí)現(xiàn)變態(tài)混凝土的均勻性和可振搗性。但插孔要求十分高，對(duì)插孔的孔徑、孔間排距、孔深都有嚴(yán)格要求。孔徑過(guò)小，灰漿滲入難度大;間排距過(guò)大，不利于均勻加漿，否則將變成表面加漿。故孔間排距不宜大于30cm;孔深應(yīng)大于20cm，否則也會(huì)形同表面加漿。

目前，插孔加漿均采用人工操作，插孔器一般采用φ50左右孔徑的插孔器，人工腳踩插孔器造孔。實(shí)踐證明，人工造孔費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，孔深不易達(dá)到要求，需要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理。雖然插孔加漿存在一些不足，但該加漿方法應(yīng)用較為成熟，是目前主要的施工方法之一。

2.4 切槽加漿

切槽加漿，又名溝槽加漿(掏槽加漿)，是在已攤鋪好的碾壓混凝土面上由人工掏槽，再在碾壓混凝土面均勻加漿(圖1)。該方式主要是將灰漿通過(guò)槽底滲入到底部，“W”形表面增加了灰漿滲入面，可更好地均勻滲入到碾壓混凝土中，再通過(guò)強(qiáng)力振搗，可實(shí)現(xiàn)變態(tài)混凝土的均勻性和可振搗性。該加漿方式重點(diǎn)在于切槽質(zhì)量，首先切槽深度必須保證達(dá)15cm以上，切槽上口寬度一般為20cm左右，一般50cm寬的變態(tài)混凝土切槽兩條，100cm寬的變態(tài)混凝土切槽四條;一般沿變態(tài)混凝土長(zhǎng)度方向切槽。該方式較為簡(jiǎn)便，但應(yīng)加強(qiáng)切槽的深度和條數(shù)控制，否則將形同表面加漿。切槽加漿已廣泛應(yīng)用在不同類(lèi)型的碾壓混凝土壩中，如龍灘、亭子口等重力壩和立洲雙曲薄拱壩等。實(shí)踐證明，通過(guò)嚴(yán)格的切槽和均勻鋪漿，變態(tài)混凝土施工質(zhì)量能夠得到保證。切槽加漿是目前變態(tài)混凝土主要采用的加漿方法之一。

圖1 切槽現(xiàn)場(chǎng)圖片

3 注漿振搗臺(tái)車(chē)在變態(tài)混凝土中的應(yīng)用

當(dāng)前，變態(tài)混凝土施工完全是以人工為主，加漿方式不外乎以上幾種，切槽加漿和分層加漿是目前主要的加漿方式，但仍然存在著加漿不均勻的情況，質(zhì)量控制還處于責(zé)任心和現(xiàn)場(chǎng)管理的層面，難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化施工。

針對(duì)變態(tài)混凝土在碾壓混凝土施工中的重要性日益凸顯，中國(guó)水利水電第七工程局有限公司成功研制了“變態(tài)混凝土注漿振搗臺(tái)車(chē)”(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“臺(tái)車(chē)”)，該臺(tái)車(chē)是“以履帶式挖掘機(jī)為基礎(chǔ)平臺(tái)，集攪拌貯漿、壓力輸漿、定量立面注漿、液壓振搗、工作系統(tǒng)切換自清洗及自動(dòng)/半自動(dòng)數(shù)字控制功能于一體”的變態(tài)混凝土注漿振搗臺(tái)車(chē)，并在立洲水電站大壩工程中進(jìn)行了應(yīng)用試驗(yàn)(圖2)，取得了不錯(cuò)的效果。通過(guò)應(yīng)用證明，該臺(tái)車(chē)能夠?qū)崿F(xiàn)變態(tài)混凝土機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化施工，能夠彌補(bǔ)人工加漿方式的不足，主要具有以下特點(diǎn):

(1)臺(tái)車(chē)自備有攪拌功能的灰漿存儲(chǔ)箱，能夠保證灰漿的均質(zhì)性。

(2)臺(tái)車(chē)采用的是“針入式”加漿，在碾壓混凝土攤鋪好后，采用4組中空注漿棒插入碾壓混凝土底部，全斷面壓力注漿，能夠方便、快捷地將灰漿均勻地?fù)饺氲侥雺夯炷林小?/p>

(3)注漿后不需要靜置，通過(guò)振搗器與注漿器便捷切換，可立即進(jìn)行振搗，從而加快了施工進(jìn)度。

(4)臺(tái)車(chē)有灰漿計(jì)量系統(tǒng)，能夠精準(zhǔn)、定量注漿，從而確保了變態(tài)混凝土配合比，可減少灰漿浪費(fèi)，節(jié)約了成本。

(5)振搗器采用強(qiáng)力振搗，類(lèi)似常態(tài)混凝土振搗臺(tái)車(chē)，能夠保證變態(tài)混凝土振搗密實(shí)，可提高變態(tài)混凝土與碾壓混凝土結(jié)合部位的施工質(zhì)量。

(6)采用臺(tái)車(chē)施工后，切槽、加漿、振搗等施工人員可大大減少，工效明顯。

圖2 注漿振搗臺(tái)車(chē)在立洲水電站大壩應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)圖片

4 變態(tài)混凝土施工建議

(1)變態(tài)混凝土灰漿水灰比應(yīng)不大于、但也不能過(guò)于小于同種碾壓混凝土的水灰比，否則會(huì)出現(xiàn)灰漿滲透性差、母體碾壓混凝土無(wú)法完全容納灰漿的情況。因此，變態(tài)混凝土灰漿應(yīng)合理選取水灰比，配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮現(xiàn)場(chǎng)加漿問(wèn)題。

(2)在碾壓混凝土施工中，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)VC值波動(dòng)大等不能滿足碾壓施工的“有問(wèn)題”混凝土，不能簡(jiǎn)單地將其當(dāng)成廢料處理。對(duì)于加入灰漿后能夠基本達(dá)到變態(tài)混凝土質(zhì)量的“有問(wèn)題”混凝土，應(yīng)處理到下游模板處等對(duì)抗?jié)B性要求不高的部位，采用變態(tài)混凝土施工方式處理。

(3)目前，變態(tài)混凝土已被廣泛應(yīng)用，變態(tài)混凝土占有量或占有比例較大，變態(tài)混凝土施工工藝也日趨成熟，筆者建議:應(yīng)盡快制定專(zhuān)門(mén)的變態(tài)混凝土施工規(guī)程、規(guī)范和質(zhì)量檢測(cè)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語(yǔ)

筆者介紹了變態(tài)混凝土目前的主要施工工藝，并說(shuō)明了這些工藝的優(yōu)缺點(diǎn)以及變態(tài)混凝土質(zhì)量控制重點(diǎn)，介紹了變態(tài)混凝土施工新設(shè)備——注漿振搗臺(tái)車(chē)。其通過(guò)在立洲水電站碾壓混凝土雙曲高拱壩中的應(yīng)用，加漿精準(zhǔn)、注漿均勻、振搗可控、工效明顯，其工程適應(yīng)性、可靠性與安全操控性也得到了良好驗(yàn)證。注漿振搗臺(tái)車(chē)的問(wèn)世，使變態(tài)混凝土向機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化施工邁出了一大步。通過(guò)筆者的介紹和總結(jié)，希望能夠給變態(tài)混凝土施工工程提供一定的借鑒和思路。