淺談變態混凝土施工工藝

張 彬，李榮果

(中國水利水電第七工程局有限公司一分局，四川彭山 620860)

1 概述

變態混凝土是一種在已經攤鋪的碾壓混凝土中摻入一定比例的灰漿振搗密實的混凝土。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有鋼筋的部位等以及無法進行碾壓的部位，部分工程亦將變態混凝土作為墊層混凝土使用。變態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%。

變態混凝土是我國在碾壓混凝土發展過程中創造的一項重大技術創新，從上世紀80年代萌發出變態混凝土雛形，并將其應用在圍堰等臨時建筑物上;到上世紀90年代，我國貴州普定碾壓混凝土拱壩成功應用了變態混凝土施工技術，打破了碾壓混凝土筑壩技術中傳統的“金包銀”防滲結構體系，采用碾壓混凝土自身防滲(目前，基本上采用“二級配碾壓混凝土+變態混凝土”作為防滲體)。正因為變態混凝土技術的應用，其機動靈活、干擾小、工序簡化等優勢使大壩各結構、部位能同步施工、同步上升，實現了全斷面碾壓混凝土筑壩技術，進而實現了大多數拱壩及中型重力壩的通倉、薄層、連續填筑的施工工藝，創造了許多超大碾壓混凝土倉面的施工記錄，這是常態混凝土無法企及的。

變態混凝土技術是我國碾壓混凝土筑壩技術發展史上至關重要的一項技術創新，自從變態混凝土技術產生以來，我國廣大工程技術人員、科研人員和設計人員不斷發展、豐富了變態混凝土施工工藝。目前，變態混凝土的配合比設計、制漿、加漿、振搗各施工工序日趨成熟，但制漿(濃度、均質性)、加漿(均勻性、加漿量)等工序仍然停留在責任心和現場管理的層面上，難以實現機械化、標準化施工。

2 變態混凝土加漿工藝

變態混凝土發展至今，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，通常工藝程序為:碾壓混凝土攤鋪→制漿→加漿→振搗→結合部位處理。從20多年的發展歷程看，變態混凝土加漿方式是影響變態混凝土施工質量最為關鍵的工藝和工序，加漿方式先后經歷了表面加漿、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在早期變態混凝土施工中，在攤鋪好的碾壓混凝土表面直接加漿，具有方便簡單、施工干擾小的特點，但灰漿滲透性差，導致灰漿滲入不均，滲入到底部的灰漿極少;振搗后灰漿上浮，導致變態混凝土底部漿液不飽滿或貧漿，存在較大的缺陷。隨著變態混凝土越來越廣泛應用，變態混凝土用量也越來越多，表面加漿方法的弊端越發凸顯。目前，變態混凝土施工基本上沒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)進行加漿。根據《水工碾壓混凝土施工規范》(DL/T5112－2009)，要求“鋪料時宜采用平倉機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”。實際上，在施工過程中也存在將灰漿灑在中部和表面，效果也不錯。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，也不利于現場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，同時灰漿也能很好的滲入到底部，最后通過強力振搗，可以很好地實現變態混凝土的均勻性和可振搗性。但插孔要求十分高，對插孔的孔徑、孔間排距、孔深都有嚴格要求。孔徑過小，灰漿滲入難度大;間排距過大，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;孔深應大于20cm，否則也會形同表面加漿。

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。實踐證明，人工造孔費時、費力，孔深不易達到要求，需要加強現場管理。雖然插孔加漿存在一些不足，但該加漿方法應用較為成熟，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，再通過強力振搗，可實現變態混凝土的均勻性和可振搗性。該加漿方式重點在于切槽質量，首先切槽深度必須保證達15cm以上，切槽上口寬度一般為20cm左右，一般50cm寬的變態混凝土切槽兩條，100cm寬的變態混凝土切槽四條;一般沿變態混凝土長度方向切槽。該方式較為簡便，但應加強切槽的深度和條數控制，否則將形同表面加漿。切槽加漿已廣泛應用在不同類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。實踐證明，通過嚴格的切槽和均勻鋪漿，變態混凝土施工質量能夠得到保證。切槽加漿是目前變態混凝土主要采用的加漿方法之一。

圖1 切槽現場圖片

3 注漿振搗臺車在變態混凝土中的應用

當前，變態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，質量控制還處于責任心和現場管理的層面，難以實現機械化、標準化施工。

針對變態混凝土在碾壓混凝土施工中的重要性日益凸顯，中國水利水電第七工程局有限公司成功研制了“變態混凝土注漿振搗臺車”(以下簡稱“臺車”)，該臺車是“以履帶式挖掘機為基礎平臺，集攪拌貯漿、壓力輸漿、定量立面注漿、液壓振搗、工作系統切換自清洗及自動/半自動數字控制功能于一體”的變態混凝土注漿振搗臺車，并在立洲水電站大壩工程中進行了應用試驗(圖2)，取得了不錯的效果。通過應用證明，該臺車能夠實現變態混凝土機械化、標準化施工，能夠彌補人工加漿方式的不足，主要具有以下特點:

(1)臺車自備有攪拌功能的灰漿存儲箱，能夠保證灰漿的均質性。

(2)臺車采用的是“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摻入到碾壓混凝土中。

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

(4)臺車有灰漿計量系統，能夠精準、定量注漿，從而確保了變態混凝土配合比，可減少灰漿浪費，節約了成本。

(5)振搗器采用強力振搗，類似常態混凝土振搗臺車，能夠保證變態混凝土振搗密實，可提高變態混凝土與碾壓混凝土結合部位的施工質量。

(6)采用臺車施工后，切槽、加漿、振搗等施工人員可大大減少，工效明顯。

圖2 注漿振搗臺車在立洲水電站大壩應用現場圖片

4 變態混凝土施工建議

(1)變態混凝土灰漿水灰比應不大于、但也不能過于小于同種碾壓混凝土的水灰比，否則會出現灰漿滲透性差、母體碾壓混凝土無法完全容納灰漿的情況。因此，變態混凝土灰漿應合理選取水灰比，配合比設計時應充分考慮現場加漿問題。

(2)在碾壓混凝土施工中，時常會出現VC值波動大等不能滿足碾壓施工的“有問題”混凝土，不能簡單地將其當成廢料處理。對于加入灰漿后能夠基本達到變態混凝土質量的“有問題”混凝土，應處理到下游模板處等對抗滲性要求不高的部位，采用變態混凝土施工方式處理。

(3)目前，變態混凝土已被廣泛應用，變態混凝土占有量或占有比例較大，變態混凝土施工工藝也日趨成熟，筆者建議:應盡快制定專門的變態混凝土施工規程、規范和質量檢測評定標準。

5 結語

筆者介紹了變態混凝土目前的主要施工工藝，并說明了這些工藝的優缺點以及變態混凝土質量控制重點，介紹了變態混凝土施工新設備——注漿振搗臺車。其通過在立洲水電站碾壓混凝土雙曲高拱壩中的應用，加漿精準、注漿均勻、振搗可控、工效明顯，其工程適應性、可靠性與安全操控性也得到了良好驗證。注漿振搗臺車的問世，使變態混凝土向機械化、標準化施工邁出了一大步。通過筆者的介紹和總結，希望能夠給變態混凝土施工工程提供一定的借鑒和思路。