高寒地區水電工程碾壓混凝土壩施工要點分析

杜青海（內蒙古呼倫貝爾市鄂倫春旗諾敏水利樞紐項目籌備辦公室，內蒙古 鄂倫春旗 165450）

高寒地區水電工程碾壓混凝土壩施工要點分析

杜青海
（內蒙古呼倫貝爾市鄂倫春旗諾敏水利樞紐項目籌備辦公室，內蒙古 鄂倫春旗 165450）

摘要：本文主要針對高寒地區特殊的氣候環境，從碾壓混凝土壩施工過程中的原材料、施工配合比、施工工藝三方面進行了重點分析，通過對施工過程中的要點進行優化，從而提高混凝土的質量。

關鍵詞：高寒地區；碾壓混凝土壩；原材料；配合比；施工工藝

碾壓混凝土壩通過將常態混凝土的結構、材料與碾壓土石壩的優越性相結合，具有節約水泥原料、施工速度快，工期短，降低工程投資等優點，已成為當今壩工建設中最有競爭力的壩型之一。高寒地區特殊的氣候條件，使得高寒地區的大中型水力樞紐大壩建筑物的耐久性、耐裂性等性能面臨著巨大挑戰，如何提高混凝土材料的質量是迫切需要解決的問題。

1　原材料控制

原材料的性能直接影響著高寒地區碾壓混凝土壩的強度、抗裂性、耐久性，施工過程中選中的原材料如水泥、外加劑、砂石骨料等的質量必須滿足規范及設計技術要求。

1.1水泥。目前國內外多使用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，同時摻用較大比例的摻合料。每批水泥進庫后，都應對其進行檢驗。每次抽取300t左右水泥，對其細度、安全性、需水量、凝結時間、標號等內容進行檢測。如發現在儲存期內出現質量下降問題，應查明原因并及時處理。

1.2外加劑。在混凝土中添加適量的外加劑，可以有效的促進混凝土層間結合情況，從而達到減水、延緩混凝土凝結時間，提高耐久性能。如為提高碾壓混凝土壩的可碾性，可通過摻雜高摻粉煤灰（摻量50%~65%）方式來改善；添加緩凝劑、引氣劑等可以提高建筑物的抗凍性能。對購買來的外加劑應放在通風干燥處儲存，避免日曬、雨淋。

1.3砂石骨料。應對購買來的砂石骨料的含水率、含泥量、表現密度等進行檢測。石粉在碾壓混凝土中起到微集料的作用，對節約水泥、降低水化熱、改善混凝土性能都有明顯效果。由于碾壓混凝土用水量少，對砂石料的含水量極為敏感，因此骨料在使用前進行脫水過程。石子表面含水率的波動若超過±0.2%，及時進行調整。此外細骨料的細度模數每天至少檢測1次，因為微粒含量的改變會引起碾壓混凝土稠度的變化。此外，各級石子的超遜徑應控制在允許范圍內。

2　高寒地區碾壓混凝土配合比研究

2.1水膠比對碾壓混凝土性能的影響。碾壓混凝土拌合物的水膠比直接影響著碾壓混凝土物理性能和耐久性。為篩選合適的水膠比，一般按水灰比定則試驗，結果表明：當水膠比增大時，碾壓混凝土的工作度Vc值減小，混凝土強度及耐久性也隨之降低。原因是隨著水膠比的增大，體系中的自由水分增加，而碾壓混凝土本身對水分敏感。若固定水泥用量不變，可通過采用摻雜較多的摻料，使水膠比降低，從而提高混凝土的強度和耐久性。在高寒地區中，更應加強對混凝土水膠比的控制。

2.2粉煤灰摻量對混凝土性能的影響。在碾壓混凝土中一般采用增加粉煤灰摻量，可以降低混凝土水化熱，節約水泥用料，降低成本。一般情況下，粉煤灰越細，碾壓混凝土的Vc值越小；粉煤灰摻量在一定范圍內時，Vc 值隨粉煤灰摻量的增大而增大；但當粉煤灰摻量超過一定值后，Vc 值隨粉煤灰摻量的增大而減小。在實際碾壓混凝土的生產中，應結合水泥強度、人工砂石粉含量等因素來確定粉煤灰最終的摻量。

2.3砂率比對混凝土性能的影響。砂率即石子空隙被填充的程度，它直接影響拌合物的施工性能、硬化混凝土的強度及耐久性。由于超干硬松散混凝土拌合物在運輸及攤鋪過程中容易分離，導致混凝土的強度等下降，此時應避免砂率值過大。但砂率比過小會使混凝土的密實度降低，這是因為砂漿不足以填充粗骨料間的孔隙并包裹粗骨料顆粒所致。

在實際應用中應通過具體試驗綜合考慮，確定最優砂率。結果顯示：用水量和膠凝材料用量不變時，隨著砂率增加，碾壓混凝土Vc 值先減小后增大。當碾壓混凝土Vc 值最小時的砂率即為最優砂率。

總之，在混凝土拌和生產過程中，應根據實際情況對配合比進行調整，從而保證碾壓混凝土的質量。

3　高寒地區碾壓混凝土施工工藝研究

3.1 澆筑方式。大壩碾壓混凝土施工采用全斷面通倉澆筑方法，上游為二級配防滲區，壩體為三級配碾壓混凝土。大壩上下游貼近模板面的部位、澆筑倉周邊以及廊道周邊采用變態混凝土澆筑方式。

3.2混凝土拌和及運輸。碾壓混凝土拌和過程中需對拌和時間、投料順序進行試驗，以確定出滿足混凝土拌和物試驗要求。運輸過程中在混凝土自卸汽車上設遮陽蓬以此來防雨和防曬；同時在運輸汽車入倉前，需將汽車輪胎清洗干凈，防止將泥土等雜物帶入倉內。為避免造成嚴重的骨料分離現象，汽車需在拌和站下分兩次接料，第一次接運量的一半左右，第二次接完其余的混凝土料。

3.3 倉面作業

3.3.1卸料攤鋪。（1）碾壓混凝土采用大倉面薄層連續間歇施工方式，當大壩倉面面積不超過5000m2時，鋪筑方法按平倉碾壓方式施工；當倉面面積超過5000m2后采用斜層平推法施工。（2）為了減少骨料分離和骨料集中，需對每一碾壓層進行二次攤鋪。具體方法為第一次攤鋪厚17cm左右，第二次攤鋪層厚控制在34cm~35cm，一次性攤鋪為宜。（3）卸料和平倉均按平行壩軸線方向進行，條帶寬度控制在5m左右。

3.3.2 碾壓工藝。（1）保持碾壓的條帶方向與平倉條帶方向一致，從而保證按平行于壩軸線方向進行碾壓。（2）當鋪料厚度為34cm~35cm時，碾壓行駛速度控制在1km/h~1.5km/h，振動頻率控制在43Hz以上。（3）碾壓混凝土從拌和加水時至碾壓完畢，要求在2h內完成，不允許入倉或平倉后的碾壓混凝土拌和物長時間暴露。（4）對于攤鋪好的混凝土面，需進行噴霧增濕過程，旨在對混凝土進行增濕保水作用，防止混凝土表面因缺水而導致碾壓混凝土質量下降情況。

3.3.3 減輕骨料分離。由于混凝土拌合物的骨料成分性質不同，當它們相互混合制成的碾壓混凝土容易在運輸、卸料過程中容易發生骨料分離。骨料分離將會直接影響碾壓混凝土的質量，使其強度、耐久性等受到影響。在倉面作業中應采取有效措施來減輕骨料分離現象。

結語

綜上所述，在高寒地區實施碾壓混凝土壩工程，只有加強對碾壓混凝土質量的控制，通過改善其原料性能，合理調控混凝土的水膠比、粉煤灰摻量等，同時根據實際情況采取與之相適應的施工工藝，從而提高碾壓混凝土的強度、耐凍性、耐久性，保證了工程建筑質量的可靠性。

參考文獻

[1]郭迎旗．高寒地區碾壓混凝土壩施工工藝研究[D]．西安理工大學，2005．

中圖分類號：TU74

文獻標識碼：A