李旭輝

（中國(guó)水利水電建設(shè)工程咨詢中南有限公司，長(zhǎng)沙410014）

1 引言

碾壓式混凝土壩是利用土石壩分層碾壓的方法，將干硬性混凝土進(jìn)行分層攤鋪，然后借助振動(dòng)碾進(jìn)行分層壓實(shí)形成的壩體。對(duì)比傳統(tǒng)混凝土澆筑方法，這種方法能夠?qū)κ┕こ绦蜻M(jìn)行簡(jiǎn)化，提高機(jī)械化施工水平，縮短工期。同時(shí)，也可以顯著降低工程造價(jià)。碾壓式混凝土壩施工技術(shù)是現(xiàn)代水利工程建設(shè)中非常重要的施工技術(shù)，技術(shù)相對(duì)成熟，應(yīng)用市場(chǎng)廣闊，能夠很好地滿足水電站運(yùn)營(yíng)對(duì)于壩體的要求。

2 工程概況

某水電站的主要功能是發(fā)電，兼具生態(tài)旅游、水產(chǎn)養(yǎng)殖和通航等功能，工程包含了大壩和廠房2部分，水庫(kù)正常蓄水位為125.8 m，河床中部采用的是低堰式閘壩，設(shè)有9孔10 m×9 m的弧形閘門，單孔凈寬度為10 m。水電站總裝機(jī)容量為6 000 kW，左右岸溢流壩采用的是碾壓式混凝土壩，壩頂寬度為6 m，大壩最大高度為62.4 m。

3 水電站碾壓式混凝土壩施工技術(shù)與工藝

3.1 施工技術(shù)分析

1）混凝土配置技術(shù)。在對(duì)碾壓式混凝土壩進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中，混凝土配置非常重要，會(huì)對(duì)工程整體的施工質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。一般工程項(xiàng)目采用的都是二級(jí)、三級(jí)配骨料，根據(jù)工程的實(shí)際情況，選擇四級(jí)配碾壓混凝土，將骨料的最大粒徑控制在150 mm以內(nèi)，并適當(dāng)減少了水泥的用量，能夠有效控制水化熱問(wèn)題，保證混凝土澆筑的厚度和施工質(zhì)量，降低成本，對(duì)比傳統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)顯著[1]。原設(shè)計(jì)方案選采用的是三級(jí)配碾壓混凝土，與之相比，四級(jí)配碾壓混凝土的水泥用量減少了16～20 kg/m3，用水量減少了8～10 kg/m3。

2）斜層平推碾壓技術(shù)。碾壓混凝土施工環(huán)節(jié)，需要工程技術(shù)人員嚴(yán)格做好對(duì)施工技術(shù)的控制，保證混凝土配置完成到碾壓結(jié)束時(shí)間的合理性，一般要求其不能超過(guò)2 h。分層澆筑、碾壓環(huán)節(jié)，各層間隔時(shí)間不能超過(guò)混凝土的初凝時(shí)間。如果澆筑倉(cāng)面的尺寸相對(duì)較大，在運(yùn)用常規(guī)的平層碾壓方式進(jìn)行施工時(shí)，則需要以壩面的總體規(guī)格為基準(zhǔn)，拆分成若干倉(cāng)塊，依照順序進(jìn)行澆筑，確?；炷涟韬?、運(yùn)輸和澆搗工作的有效落實(shí)，規(guī)避可能存在的質(zhì)量問(wèn)題。不過(guò)，從實(shí)際應(yīng)用的角度，分倉(cāng)澆筑方式存在明顯的局限性，即倉(cāng)面工作量會(huì)有明顯的增加，對(duì)于機(jī)械設(shè)備的性能要求較為嚴(yán)格，資金投入量巨大，這也使得其在很多時(shí)候欠缺實(shí)用性和可行性。與之相比，斜層平推碾壓技術(shù)有著更加明顯的優(yōu)勢(shì)，澆筑層和澆筑塊頂面與底面能夠形成一定的角度，可以最大限度地保障作業(yè)面施工質(zhì)量，同時(shí)也能夠減少乃至避免降水等特殊原因?qū)κ┕さ母蓴_，縮短層間覆蓋時(shí)間，保證層間結(jié)合的穩(wěn)定性，幫助管理人員更好地對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行控制[2]。

3）箱式滿管技術(shù)。傳統(tǒng)負(fù)壓溜槽系統(tǒng)雖然技術(shù)成熟，但是，在實(shí)際應(yīng)用中容易出現(xiàn)堵料、柔性膠帶受損等問(wèn)題，影響工程的施工效果。因此，在該工程中，技術(shù)人員參考負(fù)壓溜槽系統(tǒng)的原理，借助箱式滿管技術(shù)來(lái)對(duì)管道進(jìn)行鋪設(shè)，將碾壓混凝土從上方送到下方，這樣，就不需要進(jìn)行石渣路的填筑施工，能夠有效提高工程的施工效率，減少運(yùn)輸成本。箱式滿管技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)于集料斗、箱式滿管槽身以及下料控制裝置的集成，在槽身下方配有相應(yīng)的系統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)，可以最大限度地保障裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。系統(tǒng)中料斗采用的是漏斗形結(jié)構(gòu)，出料門開度可以通過(guò)油泵實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。箱式滿管槽身雖然是由送料管拼接而成，不過(guò)依然是完整結(jié)構(gòu)，在對(duì)送料管進(jìn)行逐一拆除后，槽身會(huì)隨著壩體高度的增加而不斷升高，可以很好地適應(yīng)澆筑進(jìn)度，保證施工效率的同時(shí)，降低施工成本。

3.2 施工工藝

1）做好施工準(zhǔn)備。在正式開工前，需要切實(shí)做好準(zhǔn)備工作。這樣，才能確保施工的順利進(jìn)行，盡可能減少施工過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題和質(zhì)量隱患。一方面，應(yīng)該做好材料和設(shè)備準(zhǔn)備：高質(zhì)量的施工材料是工程質(zhì)量形成的前提，而先進(jìn)的施工設(shè)備則是減少人員投入，提高施工效率的關(guān)鍵，施工單位需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件及工程質(zhì)量要求，確定好相應(yīng)的設(shè)備組合方案，保證機(jī)械設(shè)備的性能達(dá)標(biāo)、數(shù)量可靠，并應(yīng)該安排專人做好日常管理養(yǎng)護(hù)工作。同時(shí)，施工單位需要通過(guò)招標(biāo)的方式，選擇具備良好資質(zhì)的材料供應(yīng)商，確保供應(yīng)商提供的材料都具備相應(yīng)的出廠證明及生產(chǎn)合格證書，在材料入場(chǎng)環(huán)節(jié)需要加強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn)，對(duì)于檢驗(yàn)不達(dá)標(biāo)的材料，應(yīng)該杜絕其進(jìn)入使用現(xiàn)場(chǎng)。另一方面，應(yīng)該做好技術(shù)準(zhǔn)備：首先，工作人員應(yīng)該對(duì)照施工方案的具體要求，組織好現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪工作，對(duì)結(jié)構(gòu)控制點(diǎn)的位置進(jìn)行明確，在確認(rèn)無(wú)誤的情況下，做好有效標(biāo)示；其次，依照相關(guān)要求對(duì)模板進(jìn)行安裝，做好模板固定工作，確?；炷翝仓^(guò)程中，模板不會(huì)發(fā)生移動(dòng)；最后，所有準(zhǔn)備工作完成后，還應(yīng)該進(jìn)行全面驗(yàn)收，如果驗(yàn)收合格，進(jìn)入后續(xù)環(huán)節(jié)，如果驗(yàn)收不合格，需要及時(shí)進(jìn)行處理。

2）混凝土制備工藝。一是應(yīng)該對(duì)照工程項(xiàng)目的現(xiàn)實(shí)需求，做好混凝土配合比設(shè)計(jì)。施工技術(shù)人員可以通過(guò)試配的方式確定混凝土配合比，將試配環(huán)節(jié)取得的工藝參數(shù)作為混凝土生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)[3]。通常來(lái)講，在混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要借助試配試驗(yàn)來(lái)確定最佳配比、拌和時(shí)間等具體數(shù)值，而配比一經(jīng)確定，在沒(méi)有經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)人員和工程技術(shù)人員許可的情況下，施工人員不能對(duì)配比進(jìn)行隨意更改。二是應(yīng)該重視混凝土的拌和與運(yùn)輸。混凝土配比設(shè)計(jì)完成后，需要依照配比進(jìn)行混凝土制備，混凝土拌和環(huán)節(jié)，施工人員需要做好拌和過(guò)程的管理，嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)好的配比來(lái)制備混凝土，保證混凝土的質(zhì)量和性能。制備好的混凝土可以利用自卸車運(yùn)輸，在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)該保證車輛勻速運(yùn)行，將行駛速度控制在5 km/h以內(nèi)，期間不能出現(xiàn)突然提速、急剎車或者急轉(zhuǎn)彎的情況，否則可能導(dǎo)致混凝土工程性能的下降。混凝土運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)后，需要在專人的指揮下卸料，將物料堆放的高度控制在1.5 m以內(nèi)。在卸料環(huán)節(jié)，工程技術(shù)人員需要重視對(duì)于混凝土質(zhì)量的檢驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)混凝土出現(xiàn)了離析現(xiàn)象，需要對(duì)其進(jìn)行處理，避免使用質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的材料。

3）混凝土平倉(cāng)工藝。工程技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)照倉(cāng)面的實(shí)際情況，組織好相應(yīng)的平倉(cāng)工作。依據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，可以選擇薄層攤鋪的方式，而在實(shí)際攤鋪環(huán)節(jié)，施工單位必須明確混凝土工藝特點(diǎn)，如坍落度、初凝時(shí)間等，依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，在作業(yè)面上施工出寬度為5～8 m的條帶，并以大壩的軸線為基準(zhǔn)，保證條帶與軸線平行。之后，需要借助推土機(jī)將兩側(cè)混凝土推到中間，保證整個(gè)施工面的平整性，對(duì)于一些施工機(jī)械難以達(dá)到的區(qū)域，應(yīng)該由施工人員進(jìn)行人工處理。

4）混凝土碾壓工藝?；炷聊雺菏腔炷潦┕さ闹匾h(huán)節(jié)，要求施工人員關(guān)注各方面的實(shí)際情況，對(duì)碾壓施工進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。碾壓過(guò)程中，需要將設(shè)備的運(yùn)行速度控制在1.0～1.5 km/h之內(nèi)，相鄰條帶的搭接寬度不能低于10 cm。在模板邊緣和孔口位置，可以采用手扶式振動(dòng)碾壓的方式，每完成1層混凝土碾壓作業(yè)，都需要對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行檢查，根據(jù)碾壓情況，看是否需要進(jìn)行更進(jìn)一步的處理。在混凝土碾壓過(guò)程中，必須做好層間處理工作。由于層間間隔時(shí)間本身的差異性，需要有針對(duì)性地進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。如果層間間隔時(shí)間低于混凝土終凝時(shí)間，需要在對(duì)上層混凝土進(jìn)行鋪筑前，做好必要的處理工作，加鋪1層厚度在1.0～1.5 cm的水泥砂漿，如果層間間隔時(shí)間超過(guò)了混凝土終凝時(shí)間，則應(yīng)該對(duì)施工縫進(jìn)行必要的鑿毛處理，之后再對(duì)水泥砂漿進(jìn)行鋪筑[4]。因此，建設(shè)單位應(yīng)該從實(shí)際情況出發(fā)，選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行層間處理，確保不會(huì)影響混凝土的鋪筑和碾壓效果。

5）混凝土養(yǎng)護(hù)工藝。在混凝土碾壓作業(yè)完成后，需要對(duì)其進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)，這也是混凝土質(zhì)量形成的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。混凝土初凝完成后，可以使用高壓水槍，對(duì)水泥表面的雜物進(jìn)行清理，確保混凝土表層具備一定的粗糙度。為了保證施工質(zhì)量，要及時(shí)進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)，施工單位應(yīng)該安排專人定期灑水，保持其全程濕潤(rùn)。如果施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度較低時(shí)，則需要采取相應(yīng)的保溫措施來(lái)減少低溫對(duì)混凝土質(zhì)量的影響。

4 水電站碾壓式混凝土壩施工的質(zhì)量控制措施

4.1 材料方面的控制

材料控制主要體現(xiàn)在以下4方面：一是對(duì)水質(zhì)的檢查。在混凝土制備環(huán)節(jié)，對(duì)于水質(zhì)有著一定的要求，需要技術(shù)人員定期對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，可以借助砂漿強(qiáng)度試驗(yàn)檢測(cè)的方法進(jìn)行對(duì)比分析，若發(fā)現(xiàn)水樣制成的砂漿抗壓強(qiáng)度低于合格水源制成的砂漿時(shí)，則表明水質(zhì)污染嚴(yán)重，不能繼續(xù)使用。二是對(duì)水泥的檢驗(yàn)。依照國(guó)際規(guī)定以及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)每批次的水泥進(jìn)行抽樣檢測(cè)時(shí)，需要做好其化學(xué)成分的分析，對(duì)于同一品種、同一標(biāo)號(hào)的水泥，抽樣檢測(cè)的取樣單位應(yīng)該控制在200～400 t，檢測(cè)的項(xiàng)目包括水泥標(biāo)號(hào)、稠度、細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間等，同時(shí)也需要做水化熱試驗(yàn)來(lái)對(duì)溫度裂縫進(jìn)行防范和控制。三是對(duì)混合料的檢查。以粉煤灰為例，應(yīng)該與其他的摻合料一起進(jìn)行檢測(cè)取樣，將100～200 t作為一個(gè)取樣單位，不足100 t的按照100 t進(jìn)行取樣，混合料檢查的內(nèi)容包括細(xì)度、需水量比、燒失量等[5]。四是對(duì)骨料的檢測(cè)?；炷林苽洵h(huán)節(jié)，每個(gè)班次至少需要對(duì)粗細(xì)骨料的含水率進(jìn)行2次檢查，如果遇到降水或者氣溫變化較大的情況，需要每2 h檢查1次。

4.2 工藝方面的控制

工藝控制主要體現(xiàn)在以下2方面：一是碾壓工藝的控制。在進(jìn)行混凝土碾壓的過(guò)程中，施工單位需要將碾壓輪的寬度考慮在內(nèi)，確定條帶的規(guī)格，要求相鄰條帶可以實(shí)現(xiàn)有效搭接，碾壓方向平行于搭板軸線。等到碾壓作業(yè)完成后，可以使用核子密度儀來(lái)對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，要求測(cè)量值不能低于設(shè)計(jì)值的98.5%，否則需要進(jìn)行復(fù)壓。二是成縫工藝的控制。填充和成縫應(yīng)該同步實(shí)施，做到一次成縫，對(duì)填縫材料和混凝土表面的間距進(jìn)行嚴(yán)格控制，對(duì)于一些薄弱區(qū)域，需要多碾壓1～2遍來(lái)保證施工質(zhì)量。碾壓式混凝土壩工作量巨大，要求切縫能夠及時(shí)完成，縮短施工間隔時(shí)間，保證正常的施工進(jìn)度。

4.3 人員方面的控制

人員素質(zhì)會(huì)對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生不容忽視的影響。在工程建設(shè)中，需要做好人員方面的控制，重視對(duì)于施工作業(yè)人員的崗前培訓(xùn)，促進(jìn)其專業(yè)素質(zhì)的提高。同時(shí)，在施工前還需要做好技術(shù)交底工作，要求現(xiàn)場(chǎng)施工人員和管理人員能夠了解工程建設(shè)的要求，做好施工管理，保證工程的施工質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，碾壓式混凝土壩作為水電站工程項(xiàng)目中常見(jiàn)的大壩形式，比常規(guī)的混凝土壩有著較為明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，為保證其施工質(zhì)量，工程實(shí)踐中，施工單位要對(duì)施工工藝和施工技術(shù)不斷優(yōu)化，從材料、工藝和人員方面加強(qiáng)施工質(zhì)量的全過(guò)程控制，以此來(lái)保證水電站工程的整體施工效果。