(中國(guó)水利水電第六工程局有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110179)

1 工程概況

朱昌河水庫(kù)大壩采用碾壓混凝土重力壩，共分10個(gè)壩段，最大壩高102.1m，壩頂長(zhǎng)264.9m，壩頂寬度8.2m，壩底最大寬度約90m。壩體采用全斷面碾壓混凝土澆筑，并按照全壩段通倉(cāng)連續(xù)澆筑的方案施工。在壩體碾壓混凝土澆筑的過(guò)程中，模板邊、鋼筋埋件影響范圍、與岸坡相接處及與其他結(jié)構(gòu)相接處等周邊和空間狹小區(qū)域無(wú)法有效碾壓。為此，朱昌河水庫(kù)大壩在碾壓混凝土周邊設(shè)計(jì)采用了變態(tài)混凝土澆筑方案：上游面下部(4號(hào)、5號(hào)壩段在1425.0m高程以下，其他壩段在1400.0m高程以下)0.8m厚、上部0.5m厚的范圍內(nèi)采用C18020W8F50二級(jí)配變態(tài)混凝土，下游面1.15m厚(垂距)范圍內(nèi)采用C18015W6F50三級(jí)配變態(tài)混凝土；與左右岸坡相接處分別設(shè)置0.573m、 0.447m厚變態(tài)混凝土，與預(yù)制廊道、墊層常態(tài)混凝土等其他結(jié)構(gòu)相接處采用0.5m厚變態(tài)混凝土，鋼筋、埋件等構(gòu)件影響范圍及空間狹小區(qū)域等不宜碾壓的部位均采用變態(tài)混凝土，澆筑時(shí)按照級(jí)配分區(qū)采用相應(yīng)級(jí)配種類(lèi)的變態(tài)混凝土。

2 變態(tài)混凝土澆筑原理

變態(tài)混凝土是指在碾壓混凝土拌和物中加入適量的水泥灰漿(一般在變態(tài)混凝土總量的4%～7%之間)，使其具有可振性，再用插入式振搗器振動(dòng)密實(shí)，形成一種具有常規(guī)混凝土特征的混凝土[1]。因此，可在碾壓混凝土周邊及無(wú)法實(shí)施碾壓作業(yè)的區(qū)域完成碾壓混凝土料的卸料攤鋪后，通過(guò)向已攤鋪、未碾壓的混凝土料(即變態(tài)混凝土底料)中注入一定量的灰漿后，采用常態(tài)混凝土的振搗工藝振搗密實(shí)。變態(tài)混凝土澆筑采用先碾后振工藝(變態(tài)區(qū)混凝土應(yīng)在相鄰條帶碾壓混凝土鋪筑層碾壓密實(shí)，并檢測(cè)合格后施工)，通過(guò)控制灰漿比重，采用梅花形布點(diǎn)插管注漿、插管上下緩慢移動(dòng)注漿，按核算的注漿時(shí)間來(lái)控制注漿量、控制振搗泛漿標(biāo)準(zhǔn)及碾壓變態(tài)交界處交叉振搗等措施，有效保障變態(tài)混凝土澆筑質(zhì)量。

3 變態(tài)混凝土施工特點(diǎn)

a.變態(tài)混凝土是在碾壓混凝土的基礎(chǔ)上注漿振搗形成的，既具備碾壓混凝土便于運(yùn)輸、機(jī)械平倉(cāng)、分層連續(xù)澆筑的特點(diǎn)，又具備常態(tài)混凝土的可塑性好、防滲性能高、振搗質(zhì)量易于控制的特點(diǎn)，利于快速施工和提高混凝土澆筑質(zhì)量。

b.變態(tài)混凝土性能可達(dá)到同等級(jí)常態(tài)混凝土的各項(xiàng)性能要求，且水泥膠材用量相較常態(tài)混凝土少，利于降低大體積混凝土水化熱溫升和提高混凝土澆筑質(zhì)量，也節(jié)省了工程投資。

c.變態(tài)區(qū)碾壓混凝土料與碾壓區(qū)的混凝土料同步拌制、同步運(yùn)輸進(jìn)倉(cāng)、同步卸料、同步分層平倉(cāng)攤鋪、同步澆筑上升，采用推土機(jī)等攤鋪機(jī)械統(tǒng)一攤鋪，對(duì)于攤鋪機(jī)械無(wú)法攤鋪的區(qū)域則輔助采用反鏟、人工等方式進(jìn)行攤鋪，機(jī)械化施工速度快、效率高，節(jié)省施工成本。

d.變態(tài)混凝土澆筑是在倉(cāng)面已攤鋪但未碾壓的碾壓混凝土料中進(jìn)行注漿、振搗密實(shí)，其單獨(dú)額外的工序分為拌制灰漿、注漿、振搗三個(gè)步驟；灰漿采用砂漿攪拌機(jī)按照出具的配比參數(shù)拌制，拌制好的漿液通過(guò)耐壓輸漿管輸送至注漿面后，通過(guò)細(xì)鋼管直接插入已攤鋪的酥松碾壓混凝土料中進(jìn)行注漿，注漿后即可按照常態(tài)混凝土的振搗工藝振搗密實(shí)，施工方法簡(jiǎn)單、易于操作。

4 變態(tài)混凝土澆筑技術(shù)措施

4.1 灰漿制備

灰漿采用自制制漿站統(tǒng)一拌制，制漿站就近布置于澆筑部位上方高處平臺(tái)，采用φ30～40的耐壓輸漿管引至注漿工作面，采用自流或灌漿泵加壓輸送漿液。采用灰罐儲(chǔ)存水泥、粉煤灰料，螺旋輸送機(jī)輸料入電子稱(chēng)量斗稱(chēng)量后放入下方砂漿攪拌機(jī)；配置外加劑池，提前按照一定比例將水和外加劑稀釋成混合液(外加劑混合液所含水量應(yīng)在計(jì)算配比加水量時(shí)予以扣除)，通過(guò)水泵按照摻量將混合液抽提至攪拌機(jī)(根據(jù)摻量和水泵流量核算出時(shí)間，以此作為摻量控制標(biāo)準(zhǔn))；水則通過(guò)水泵抽提至攪拌機(jī)，并通過(guò)刻度線控制加水量(按照單盤(pán)灰漿所需加水量提前核算好水深線，并予以刻度標(biāo)識(shí))。灰漿拌制按照先加水、后加外加劑、最后加水泥粉煤灰的順序投料，并按照配比參數(shù)控制各料摻量，以保證灰漿施工配比的準(zhǔn)確性。

4.2 變態(tài)混凝土底料注漿

采用先碾后振工藝，變態(tài)區(qū)鋪筑層應(yīng)隨同倉(cāng)號(hào)同層碾壓混凝土一同攤鋪平整，并在變態(tài)區(qū)相鄰條帶完成碾壓，并檢測(cè)壓實(shí)度合格后實(shí)施注漿。常規(guī)的變態(tài)混凝土加漿方式主要有表層加漿、分層加漿、掏槽加漿、插孔加漿等[2]，朱昌河水庫(kù)大壩變態(tài)混凝土澆筑則在插孔加漿上進(jìn)行了改進(jìn)，采用插管注漿，實(shí)現(xiàn)了成孔和注漿并行，具體如下：

采用人工插管注漿方式，利用端部做成斜坡口、直徑15～25mm的細(xì)鋼管作為插管，其尾部與耐壓輸漿管相連，利用插管尖銳的端部插入松散狀的變態(tài)混凝土底料下部進(jìn)行注漿。在注漿過(guò)程中，插管上下緩慢移動(dòng)注漿，實(shí)現(xiàn)上、中、下不同高度同時(shí)注漿，盡可能使灰漿均勻滲入松散料的縫隙或空隙中。當(dāng)單排孔不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的厚度時(shí)，就應(yīng)采用兩排及以上的多排孔進(jìn)行注漿的原則[3]，改進(jìn)實(shí)施了多排插點(diǎn)注漿的方式，插入點(diǎn)呈梅花形交錯(cuò)布置，并按照插入后的有效注漿時(shí)間來(lái)控制注漿量，具體要求為：根據(jù)壩體變態(tài)混凝土設(shè)置厚度提前擬定插管點(diǎn)布置的間排距，每個(gè)插入點(diǎn)的注漿時(shí)間則根據(jù)配比確定的加漿比例(通常按碾壓混凝土體積的5%控制)、插入點(diǎn)輻射范圍(核算出輻射范圍需注漿的混凝土體積)、注漿管流量(開(kāi)倉(cāng)前應(yīng)實(shí)測(cè)注漿管輸漿流量)等參數(shù)核算，具體按下式計(jì)算：

h=abcd103/e

式中h——每個(gè)插入點(diǎn)的注漿時(shí)間，s；

a——插入點(diǎn)布置排距，m；

b——插入點(diǎn)同排間距，m；

c——振搗密實(shí)后的分層厚度，m；

d——變態(tài)混凝土加漿比例，%；

e——倉(cāng)面實(shí)測(cè)的注漿管流量，L/s。

4.3 注漿后振搗

加漿后放置10～15min，使?jié){液泌入后即可振搗[4]。變態(tài)混凝土振搗與常態(tài)混凝土振搗工藝一致，采用人工振搗方式，振搗采用100型高頻振搗器，配直徑100mm振搗棒，應(yīng)垂直插入下層已振搗密實(shí)的混凝土約5cm，振搗至表面充分泛漿、無(wú)明顯氣泡上返為止。與碾壓混凝土搭接部位要求高頻振搗器向碾壓混凝土一側(cè)振搗,使兩者互相融混密實(shí)[5]，故在變態(tài)混凝土振搗過(guò)程中，重點(diǎn)應(yīng)將振搗棒自變態(tài)區(qū)傾斜插入與碾壓區(qū)的交界面，并盡可能伸入碾壓區(qū)內(nèi)進(jìn)行交叉式振搗(插入部位宜在碾壓層的中部)，以保證碾壓區(qū)與變態(tài)區(qū)的結(jié)合強(qiáng)度。

5 質(zhì)量控制關(guān)鍵措施

a.制漿站盡量采用電子稱(chēng)量裝置稱(chēng)量各料，嚴(yán)格按照施工配比參數(shù)配料拌制；變態(tài)混凝土澆筑期間，應(yīng)在制漿站定時(shí)對(duì)灰漿比重進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)合格方可開(kāi)閥供漿；漿液隨拌隨用，暫時(shí)未使用的漿液注意循環(huán)攪拌，避免因漿液沉淀造成比重不合格。

b.首層料攤鋪前，應(yīng)進(jìn)行基面的沖洗(斜層鋪筑法施工時(shí)應(yīng)進(jìn)行基面二次沖洗)和砂漿鋪設(shè)(砂漿鋪設(shè)厚度1～2cm，并鋪設(shè)均勻)；在倉(cāng)面碾壓混凝土平倉(cāng)攤鋪時(shí)，可使變態(tài)區(qū)側(cè)略低于碾壓區(qū)，以防止加漿、振搗過(guò)程中漿液流入碾壓區(qū)而造成漿液流失。

c.加快倉(cāng)面攤鋪碾壓速度，攤鋪完成后應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行變態(tài)區(qū)相鄰條帶的碾壓，以便盡早實(shí)施注漿振搗；攤鋪碾壓時(shí)，保持機(jī)械沿交界線碾壓一側(cè)平行筆直行駛，避免駛?cè)胱儜B(tài)區(qū)造成攤鋪料硬結(jié)而影響注漿振搗效果。

d.嚴(yán)格按照碾壓工藝試驗(yàn)確定的鋪料厚度控制變態(tài)混凝土底料的實(shí)際攤鋪厚度，并攤鋪平整；對(duì)于機(jī)械無(wú)法精細(xì)攤鋪的部位，安排人工輔助找平；最終使變態(tài)混凝土底料攤鋪的厚度符合工藝參數(shù)控制要求，且厚薄均勻，從而確保注漿量控制的準(zhǔn)確性。

e.在進(jìn)行碾壓混凝土料的平倉(cāng)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)期間，應(yīng)注意檢查變態(tài)混凝土底料水分蒸發(fā)損失情況，采用噴霧機(jī)或沖毛槍進(jìn)行噴霧補(bǔ)水，必要時(shí)采取臨時(shí)覆蓋防曬措施。

f.應(yīng)嚴(yán)格按照提前擬定的插入點(diǎn)布置間排距進(jìn)行插管注漿，以保證按擬定注漿時(shí)間控制注漿量的準(zhǔn)確性，注漿完成并按要求的時(shí)間靜置后及時(shí)安排振搗密實(shí)。

g.在變態(tài)混凝土相鄰條帶碾壓完成后，變態(tài)混凝土底料VC值未過(guò)多損失時(shí)及時(shí)進(jìn)行注漿振搗，并根據(jù)變態(tài)混凝土底料VC值損失情況調(diào)整注漿量和振搗時(shí)間，若VC損失較多，應(yīng)適當(dāng)增加注漿量，并加強(qiáng)振搗，保證振搗均勻、充分泛漿。

h.保證碾壓變態(tài)交界處結(jié)合強(qiáng)度是保證壩體澆筑質(zhì)量的關(guān)鍵，采用交叉振搗，盡可能使振搗棒端部深入碾壓體側(cè)，以使碾壓變態(tài)相互融合并提高結(jié)合強(qiáng)度。

6 綜合評(píng)價(jià)

6.1 效果分析評(píng)價(jià)

朱昌河水庫(kù)大壩變態(tài)混凝土澆筑過(guò)程中采用了試件成型檢測(cè)的方式來(lái)驗(yàn)證其澆筑質(zhì)量，主要進(jìn)行了抗壓、劈裂抗拉、抗凍、抗?jié)B等指標(biāo)檢測(cè)，試件安排在倉(cāng)面變態(tài)混凝土注漿振搗密實(shí)后，并在初凝前開(kāi)挖取料制作成型。

6.1.1 抗壓強(qiáng)度及劈裂抗拉強(qiáng)度檢測(cè)

變態(tài)混凝土抗壓及劈拉強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 朱昌河水庫(kù)大壩變態(tài)混凝土抗壓及劈拉強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

6.1.2 抗凍指標(biāo)

變態(tài)混凝土抗凍檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 朱昌河水庫(kù)大壩變態(tài)混凝土抗凍檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

6.1.3 抗?jié)B指標(biāo)

C18015W6F50三級(jí)配變態(tài)混凝土抗?jié)B性能檢測(cè)不低于W6標(biāo)準(zhǔn)，C18020W8F50二級(jí)配變態(tài)混凝土的抗?jié)B性能檢測(cè)不低于W8標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)結(jié)果均合格。

前述各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果顯示，朱昌河水庫(kù)大壩變態(tài)混凝土的澆筑質(zhì)量良好，其采用的變態(tài)混凝土澆筑技術(shù)能夠保證混凝土達(dá)到所需各項(xiàng)性能指標(biāo)要求。同時(shí)，通過(guò)澆筑后外觀檢查，其表面能夠達(dá)到常態(tài)混凝土澆筑的外觀效果，蜂窩、麻面等缺陷較少，平整、光面效果較好。

6.2 存在問(wèn)題及建議

在實(shí)際澆筑過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)，碾壓變態(tài)交界處交叉振搗實(shí)際操作存在一定難度，由于碾壓側(cè)經(jīng)有效碾壓后較為密實(shí)，會(huì)影響漿液的滲入和振搗棒的有效插入振搗，從而影響交叉振搗質(zhì)量。而從其他工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)看，可以通過(guò)采用手扶振動(dòng)碾輔助振動(dòng)碾壓的方式加以解決，經(jīng)振動(dòng)碾壓的交界處相互融合較好、泛漿均勻，無(wú)明顯分界痕跡。因此，變態(tài)混凝土澆筑期間，可以配置手扶振動(dòng)碾等小型碾壓設(shè)備，在碾壓變態(tài)交界處實(shí)施交叉振搗的同時(shí)，根據(jù)需要輔助采用振動(dòng)碾壓方式進(jìn)一步改善碾壓變態(tài)分界處的結(jié)合質(zhì)量。

7 結(jié) 語(yǔ)

碾壓混凝土材料的結(jié)構(gòu)建筑物，其周邊防滲結(jié)構(gòu)施工和模板邊、鋼筋埋件影響范圍、與岸坡相接處及與其他結(jié)構(gòu)相接處等周邊和空間狹小區(qū)域的碾壓混凝土澆筑，一直都是影響碾壓混凝土快速施工的難題。朱昌河水庫(kù)大壩通過(guò)采用變態(tài)混凝土施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了碾壓變態(tài)同步快速澆筑上升，并提高了碾壓混凝土結(jié)構(gòu)的防滲能力和整體澆筑質(zhì)量，使碾壓混凝土快速施工的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮至最佳。同時(shí)，通過(guò)控制灰漿比重，采用梅花形布點(diǎn)插管注漿、插管上下緩慢移動(dòng)注漿，按核算的注漿時(shí)間來(lái)控制注漿量、控制振搗泛漿標(biāo)準(zhǔn)及碾壓變態(tài)交界處采取交叉振搗等技術(shù)措施，有效保障了變態(tài)混凝土澆筑質(zhì)量，其成功應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)可為類(lèi)似工程提供借鑒參考。