老撾Nam Ngum 5水電站拱壩碾壓混凝土施工技術

芶 仕 文， 譚 萬 開， 謝 力

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 都江堰 611830)

老撾Nam Ngum 5水電站拱壩碾壓混凝土施工技術

芶 仕 文， 譚 萬 開， 謝 力

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 都江堰 611830)

通過老撾Nam Ngum 5水電站大壩碾壓混凝土施工技術的應用，總結了碾壓混凝土施工中采用的各項技術參數、技術要求和注意事項，可為今后類似工程借鑒。

碾壓混凝土；拱壩；施工；Nam Ngum 5水電站

1 工程概況

Nam Ngum 5水電站位于老撾北部山區Nam Ngum河上游右岸支流Nam Ting河上，裝機容量為2×60 MW，攔河壩為碾壓混凝土重力拱壩，壩頂高程1 103 m，最大壩高99 m，壩頂寬度為6 m，拱冠梁底寬42 m，拱冠梁厚高比為0.424，壩頂中心線弧長234.85 m，弧高比為2.42，頂拱中心角為92.794°。碾壓混凝土重力拱壩混凝土總量約33.24萬m3,其中碾壓混凝土總量約為29.8萬m3。

2 碾壓混凝土壩施工的前期準備工序

2.1 骨料生產加工系統

由于Nam Ting河上游段工程區處的河床比較窄，水流湍急，河床內分布的沙灘少且零散，缺乏天然砂料；下游的B.Xiangdet村附近雖有大量的天然砂料，但其含泥量較大，砂料級配不良，故混凝土施工所需的砂石料均由石料場開采合格的毛料經機械破碎加工提供，料場位于壩址下游左岸3 km。

2.2 拌和系統

該工程混凝土制備選用一套型號為HL180-2S2000L的混凝土拌和樓作為碾壓混凝土的主要生產設備，配置2臺3 m3的強制式攪拌機，混凝土額定生產量為180 m3/h，實際產量可以滿足120 m3/h的強度需求。

2.3 碾壓混凝土現場生產性試驗及施工參數

(1)試驗內容。

試驗塊規格為20 m×12 m，沿長度方向分成兩區，試驗塊分三層碾壓，每層厚30 cm，現場生產性試驗的主要工作為：

①原材料的檢測、拌和機的配料速度、拌和數量及拌和時間；

②碾壓混凝土配合比復核及調整等；

③拌和機出口入倉碾壓時Vc值的測定，找出Vc值損失與倉面的風速、氣溫及運輸時間的關系，提出控制Vc值的措施；

④攤鋪碾壓方式試驗，接縫、層間結合與變態混凝土結合部位的碾壓試驗；

⑤碾壓后的混凝土容重、彈性模量、抗壓強度、抗滲、極限拉伸值、層面抗剪斷強度及層間抗滲等。

(2)確定主要施工參數。

由試驗確定的碾壓參數為：入倉時的Vc值為5～9 s,鋪料厚度為每層34 cm，壓實厚度為30 cm，BW202AD型振動碾靜壓2遍，振動碾壓8遍，再靜壓2遍。BW75S型手扶式振動碾靜壓2遍，振動碾壓8遍，再靜壓2遍。振動碾行走速度≤1.5 km/h。碾壓混凝土初凝時間為6～8 h。

(3)碾壓混凝土施工配合比。

碾壓混凝土在滿足設計要求的強度、耐久性和施工要求的和易性條件下，通過選擇設計參數、計算、試拌和必要的調整，經濟合理地確定碾壓混凝土單位體積中各種組成材料的用量。配合比設計由中水十局公司中心試驗室進行，所確定的施工配合比見表1。

2.4 混凝土運輸及入倉

采用14臺15 t自卸汽車運輸混凝土，并在自卸汽車上設置遮陽、防雨措施以減少外界環境對混凝土Vc值的影響。為了控制骨料分離，卸料斗的出料與自卸汽車之間的自由落差不大于1.5 m。進倉口道路段鋪設15 cm厚碎石路面，并在距入倉口20 m的道路上設置高壓水槍沖洗輪胎；路面鋪設8 mm厚花紋鋼板以利于脫水。在倉面上，嚴禁汽車急剎車和急轉彎，避免破壞強度還不高的混凝土表面、影響層面膠結。

表1 碾壓混凝土配合比 /kg

大壩高程1 006～1 045 m采用鋼棧橋汽車直接入倉的方式。鋼棧橋規格為：4根I56工字鋼，棧橋倉面端用1.5 m×0.3 m×0.5 m預制混凝土支墊，另一端與原施工道路用墊渣的方式與倉面適時升高，混凝土墊塊與下游設計邊線距離≥50 cm,倉面棧橋影響部位混凝土采用變態混凝土，以保證該部位混凝土質量。

大壩高程1 045～1 095 m左岸采用真空溜槽。由于地形原因，右岸高程1 070～1 095 m采用混凝土輸送帶至溜槽入倉。

2.5 模 板

壩體模板采用可調弧翻身鋼模板，單塊模板規格為3 m×1.8 m，可進行正、反調弧及調坡。

兩層或三層聯合使用，最底層通過拉筋附著在已澆筑混凝土面，承載上層模板重量及混凝土側壓力。壩體下游坡面每一升層相鄰兩塊模板間頂部縫隙為1.6 cm,模板間縫隙用拋光木條填充。為保證混凝土成型外觀質量，每上升四層模板后重新進行找平、拼裝以減小模板間的縫隙。模板安裝主要采用8 t汽車吊完成。汽車直接入倉口用小模板隨鋼棧橋的上升而及時補齊缺口。

3 碾壓混凝土施工方法

3.1 卸料與攤鋪

卸料前，在倉內作出二、三級配分界線標識，混凝土自上游向下游分條帶進行, 采用汽車入倉、兩點疊壓式卸料和串鏈攤鋪法人工輔助分散集中的粗骨料鋪料，鋪料厚度為34 cm。

高程1 025.5 m以下采用平層通倉法，混凝土入倉強度能夠滿足澆筑要求。

高程1 025.5 m層倉號面積達2 900 m2。時值2010年4月下旬，午時溫度已達34 ℃。根據老撾以往的氣候特點此時已進入雨季施工，對碾壓混凝土施工干擾較大，對碾壓混凝土施工質量的控制非常不利。為縮短層間間隔時間，采用斜層平推法施工。實踐證明：斜層平推可以用較小的混凝土土入倉澆筑能力澆筑較大面積的倉面，即達到減少投入、提高工效、降低成本和改善層面結合質量的目的。尤其在氣溫較高的季節，采取這種施工方法效果更為明顯。另外，避免在坡腳部位形成薄層尖角并嚴格清除二次污染料是保證斜層平推法施工質量的兩個關鍵問題。因薄層尖角部位的骨料易被壓碎，我們采用在坡腳預留出一個平段墊層、邊緣預留30～50 cm與下層平段墊層一起碾壓及盡量減少振動碾在新、老混凝土間來回移動的方式是避免形成薄層尖角的一個有效的方法。

攤鋪、碾壓以固定方向逐條帶進行，施工層次分明，層間間隔時間容易控制，便于有序施工。條帶寬度為5～6 m，攤鋪使用CAT平倉機，反鏟挖掘機配合施工，人工分攤因機械施工時造成的骨料堆積并對倉面進行局部平整；平倉厚度控制在34 cm左右，邊攤鋪邊檢查，以保證碾壓層厚度均勻。根據施工實踐：壓實厚度為30 cm時，采用推土機將混凝土料推離卸料位置平倉，平倉厚度為34 cm時可達到較好的改善分離狀態的效果。

3.2 碾 壓

混凝土碾壓采用BW-202AD和BW-75S手扶式振動碾。大型振動碾靠近變態混凝土周邊進行碾壓，而小型振動碾主要碾壓變態混凝土及其與碾壓混凝土間大型振動碾無法碾壓的混凝土。碾壓方向垂直于水流方向，可以避免碾壓條帶接觸不良而形成滲水通道。碾壓條帶相互搭接，端頭部位搭接的長度應保證振動碾的前后輪均進入搭接范圍，其具體長度根據所選用的振動碾軸距決定。壓實容重的數值是碾壓混凝土是否壓實的主要標志，故在施工過程中應尾隨碾壓作業進行檢測。當所測容重低于規定指標時應增加碾壓遍數，仍達不到規定指標時應分析原因，采取相應的措施并調整混凝土參數。為避免因拌和物放置時間過長而引起的混凝土質量問題，對拌和物自拌和到碾壓完畢的時間有所限制，具體應根據不同天氣條件下混凝土Vc值變化情況和對壓實容重的影響來確定。一般情況下，碾壓工作應在混凝土拌和后2 h內完成；對于氣溫較高的天氣還應縮短；低溫或多雨天氣可適當延長。對于與下一條帶同時碾壓的部位，完成碾壓的時間應嚴格控制在能夠滿足結合部位混凝土施工質量的最大層間間隔時間內。

3.3 層、縫面的處理

為了確保混凝土層間結合良好，必須控制施工層間的間隔時間。層間間隔時間控制在6～8 h。當層面施工時間超過兩倍混凝土初凝時間時為冷縫，它是一個薄弱環節，往往形成滲漏通道，影響抗滑穩定，必須進行認真處理。施工縫和冷縫經過毛面處理并沖洗干凈后，表面比較粗糙，為了保證墊層能在表面充分填充并有相當的富裕度，應使用1～1.5 cm厚的砂漿，其配合比應比碾壓混凝土高一個等級。砂漿層鋪完應緊接著攤鋪混凝土，防止已鋪的砂漿失水干燥或初凝。碾壓混凝土停止鋪筑時，停止鋪筑處的坡面應不陡于振動碾施工的最陡坡度(1∶4)，并應將斜坡上的混凝土碾壓密實，清除坡腳處厚度小于10～15 cm的尖角部分。

3.4 變態混凝土施工

大壩變態混凝土范圍為：上游結構線0.5 m內，下游結構線0.55 m內，左、右岸與邊坡垂直0.5 m，變態混凝土隨碾壓混凝土澆筑逐層施工。變態混凝土施工在碾壓前進行，其層高較碾壓混凝土鋪料厚度薄3～5 cm。漿液的制備由設在左岸的制漿站供應，采用潑灑的方式，將漿液均勻注入混凝土，浸泡約10 min后用φ100插入式振搗器振搗。插點分布均勻，振搗密實，滿足質量和外觀要求。

3.5 養護與防護

碾壓混凝土是干硬性混凝土，受外界條件的影響很大，因此，在倉面上要求對混凝土保持濕潤。碾壓混凝土單位用水量少，早期強度較低，為防止裂縫的發生，養護時間比常態混凝土長；因其棱角部位容易發生裂縫和損壞，須加強養護及保護。

4 特殊條件下的混凝土施工

4.1 高溫條件下的混凝土施工

高溫天氣施工，保證施工質量最根本的途徑是大幅度削減層間間隔時間，同時應采取控制和補償表面水分蒸發散失的措施。具體采用的措施有：拌和混凝土摻高效緩凝減水劑、改平層通倉法為斜層平推法施工、施工倉面噴霧、適當調整出機口的Vc值等。

4.2 雨天施工

在降雨強度小于3 mm/h的條件下，可以采取有效措施繼續施工。當降雨強度達到或超過3 mm/h時，應停止拌和，迅速完成尚未進行的卸料、平倉和碾壓作業，并采取防雨和排水措施。

5 結 語

碾壓混凝土施工技術在老撾Nam Ngum 5水電站的應用，體現了碾壓混凝土的優點：工藝程序簡單，施工速度快，提前發揮工程效益；膠凝材料用量少，薄層大倉面澆筑，使混凝土水化熱溫升大大降低，簡化了溫控措施；可使用大型通用機械設備，提高混凝土運輸及澆筑工效，降低工程造價和提高經濟效益等。

[1] 水工碾壓混凝土施工規范，DL/T5112-2009[S].

TV7;TV52

B

1001-2184(2017)05-0054-03

2017-08-20

芶仕文(1968-)，男，四川都江堰人，工程師，從事水利水電工程施工技術與管理工作；

譚萬開(1978-)，男，四川中江人，工程師，從事水利水電工程施工技術與管理工作；

謝 力(1980-)，男，四川三臺人，高級工程師，從事水利水電工程施工技術與管理工作.

(責任編輯李燕輝)