大型水電站碾壓混凝土施工探索

吳緒亮　王建寧

摘 要：碾壓混凝土憑借其施工快、強度高、縮縫少、水泥用量少、造價低、減少施工環境污染等優點，在我國大中型水電站的建設中得到廣泛的應用。本文通過總結向家壩水電站二期工程左岸導流缺口加高壩段碾壓混凝土施工工藝的改進措施，對碾壓混凝土壩在高強度、高升層條件下的快速施工工藝進行了探索。

關鍵詞：碾壓混凝土；快速施工；工藝改進

碾壓混凝土在大型水利水電工程中已有了廣泛的應用，并積累了諸多豐富經驗，隨著機械設備不斷的改進和更新、施工工期縮短、地域及氣候條件的差異性較大等因素的影響，其碾壓混凝土的施工工藝及要求也隨之有些變化，碾壓混凝土如何在高升層快速施工中保證質量要求或達到更高的質量標準，這是我們在施工時遇到的也是急待解決的問題，由于施工進度和施工質量在很大程度上是個矛盾體，所以在解決這一問題時不能僅從單方面去處理，而要從兩者的根源入手，換而言之就是要解決施工工藝問題，一套成熟的施工藝源自對施工經驗和施工技術的有效結合，在向家壩水電站二期II標左非加高壩段施工時，通過不斷的技術改進和施工經驗總結，在碾壓混凝土高升層、高強度的施工中取得了一套較為有效和完善的施工工藝。

1 工程概況

向家壩水電站二期工程左岸導流缺口壩段（左非①～左非⑥壩段）高程280.00m以上壩體混凝土加高部分，其施工采用碾壓混凝土施工工藝，由于受蓄水、發電等節點工期和汛期防洪的影響，加高壩段的施工工期非常緊迫，在2012年6月份汛期到來之前，必須澆筑至高程325.00m，10月完成封頂準備蓄水。

左岸導流缺口加高部分壩體前緣寬115m，其中左非①～⑤壩段寬20.00m，左非⑥壩段寬15.00m，加高壩體高度104m，壩體加高部分基本斷面為：上游起坡點高程295.00m，高程295.00m以下上游坡比1：0.2，高程295.00m以上上游面鉛直；下游基本三角形頂點高程386.00m，下游坡比1：0.75，加高部分范圍為0-19.50m～0+079.50m，最大壩寬99.00m；為和岸坡段下游壩面平順相接，在左非⑥壩段，下游基本三角形頂點高程由386.00m漸變至380.00m，坡比不變。壩頂寬由于交通要求最寬設置為40.00m。部分壩頂寬度同沖沙孔壩段一樣通過設置在壩頂下游與大壩整體澆筑的實體拱來實現。壩頂內在高程281.00m、287.00m、322.00m和350.00m分別設置有廊道。

左非加高壩段于2011年11月開始施工至2012年10月基本實現全壩段封頂，其中碾壓混凝土于2012年9月份完成施工，左非①～⑥壩段完成混凝土方量49.6萬m3，碾壓混凝土47萬m3，常態混凝土2.6萬m3，月平均澆筑方量達到6.2萬m3，其中單日最高強度1萬m3。

2 施工難點分析

左非加高壩段存在壩體較高、結構變化頻繁、異形結構多、施工工期短、施工強度高、入倉措施較多等因素，對碾壓混凝土的質量形成了很大的影響。

2.1 需保證在快速安裝模板時，能滿足剛度和強度的要求，其中如何保證多套模板工藝之間有序銜接，是應對高升層時結構變化頻繁的關鍵因素。

2.2 如何控制好高升層大體積混凝土溫度，對碾壓混凝土的質量影響很大。

2.3 在出現極端天氣或機械故障時，最大化的減小對碾壓混凝土施工的影響。

3 施工工藝改進

針對上述施工難點，對左非加高壩段施工工藝進行了多次改進，通過總結和分析將各工藝做了如下的梳理。

3.1 模板工藝。由于施工工期較緊采用高升層施工是唯一的解決辦法，施工分層為▽281～▽287～▽300～▽320～▽332～▽340～▽350～▽360混凝土連續高升層上升關鍵的制約條件是模板安裝和加固，為此改進了模板施工工藝并使用特制模板。

左非加高壩段施工主要采用翻轉模板，該模板工況屬于懸臂結構，主要通過水平方向預埋的4根錨筋固定，無需在倉內設置拉筋，模板受力條件好，不易變形走樣，便于碾壓混凝土機械化、快速施工作業，保證混凝土連續、不間歇。夏季碾壓混凝土澆筑時對胚層覆蓋時間要求較高，需提高碾壓澆筑強度。

3.2 冷卻水管施工工藝。由于高升層碾壓混凝土水化熱較高，若溫控措施不當對混凝土質量影響較大。鑒于每層所鋪設冷卻水管較多、上引管部位過于集中、高升層混凝土內部升溫過高等問題做出了如下的改進。

3.2.1 上引部位的冷卻水管制作專用上引架子，以保證冷卻水管間排距，避免出現引管集中現象。

3.2.2 改用硬塑管為上引冷卻水管，防止上引管部位出現超冷現象，在施工時亦便于調整間排距。

3.2.3 針對溫差效應與混凝土水化熱冷卻做出了相應的調整，在混凝土澆筑后1～7天通水25～30L，第4天溫度最高，加強該時段的通水換向工作，7天以后開始降溫，在15天以內溫度降幅較小流量可調至20～25L，當溫度在16～25已基本穩定，通水15～20L即可。

3.3 極端天氣及機械故障施工措施。在澆筑▽332.6m～▽350m層時正處值高溫多雨季節，澆筑期間多次出現小雨、大雨天氣影響到正常的混凝土澆筑，由于是高升層施工時間過長，發生了多次機械、設備故障的現象，直接影響到混凝土的正常澆筑。針對這些狀況采取了一些積極的防犯和補救措施。

3.3.1 雨季施工措施調整。據統計在施工期間單倉降雨次數多大6次、平均每28h一次，在此期間每班積極與氣象中心聯系，若預報有雨時及時準備和檢查防雨資源，具體措施如下：①分區域分次序合理充足的按碾壓條帶布置防雨布、水泵、吸管等。②根據現場情況聯系實驗人員進行對出機口混凝土VC值進行調整。③突發情況應急機動人員不低于30人，并分組安排好負責人。④當雨停時先將防雨布上積水排除干凈，再分條帶拉開防雨布并對混凝土積水進行排除，若發生混凝土間歇時間超過8h但仍有重塑性時可對該部位進行接縫混凝土（砂漿或二級配混凝土）覆蓋處理，對未碾壓密實混凝土進行復碾直至合格。

3.3.2 高溫天氣澆筑措施。高溫一般持續時間在10點～16點之間，相比雨天的澆筑高溫天氣的防護措施反應較為迅速，主要措施：①高溫時段及時打開噴霧機或沖毛槍進行噴霧，使澆筑倉內形成霧氣，減少布料、平倉、碾壓時混凝土VC值損失。②提高澆筑強度或調整胚層厚度，以減少胚層覆蓋時間，及時用保溫被對混凝土面進行覆蓋。③加強對混凝土VC值的檢測，及時動態調整出機口混凝土的VC值。④當因高溫造成碾壓混凝土表面泛漿不足或混凝土可塑性降低時，先潑灑凈漿再進行鋪料碾壓。

3.3.3 機械故障應急措施。由于施工周期較長，過程中碾壓澆筑設備故障頻發，對碾壓混凝土的正常澆筑影響很大，據統計單倉澆筑機械故障高達5次之多，故障時間2～4小時，對常態和變態部位的影響最大，當確定故障檢修時間較長時，及時采用通倉覆蓋防雨布措施進行層面防護，并進行噴霧降溫防止混凝土表面干硬，及時對接茬部位的混凝土進行復振，在恢復澆筑時對常態、變態區域的混凝土進行檢查，若發現有初凝現象時，根據初凝面積和區域確定措施，優先對間歇時間較長部位覆蓋澆筑。

4 結語

隨著碾壓混凝土在各領域不斷的應用和發展，其施工工藝也將勢必通過各專業之間的相互滲透，而得到更深層次的改進和創新。