水電站大壩碾壓混凝土施工技術(shù)剖析

郭維平

中國水利水電第四工程局有限公司，青海西寧 810000

在水電站大壩工程施工中，通過振動、碾壓和鋪筑等施工工藝，對干硬性混凝土進行碾壓直至其成型，這就是碾壓混凝土施工。碾壓混凝土施工技術(shù)是通過嚴(yán)格控制原材料及配比，將混凝土坍落度控制在規(guī)定范圍內(nèi)，然后向大壩施工現(xiàn)場進行運輸，采取振動碾分層方式壓實混凝土。在水電站大壩施工中應(yīng)用碾壓混凝土施工技術(shù)具有諸多優(yōu)點，建成的大壩不僅體積小、強度高，而且具備優(yōu)良的抗?jié)B性能。除此之外，該技術(shù)施工工藝簡單、成本不高，具有科學(xué)性、合理性與經(jīng)濟性特點，也被廣泛應(yīng)用到水電站大壩施工過程中。文章介紹了水電站大壩工程的特點，針對水電站大壩碾壓施工技術(shù)進行分析，以此為相關(guān)行業(yè)提供參考。

1 水電站大壩工程的特點

第一，水電站大壩工程的工程量較大，并且施工周期長。在大壩施工過程中會出現(xiàn)河流兩個主汛期，因此施工單位必須認(rèn)真準(zhǔn)備防汛工作，以免對大壩施工造成影響；第二，水電站大壩工期長，經(jīng)常需要進行冬季施工，施工難度相應(yīng)增加。因此施工單位還要做好冬季施工準(zhǔn)備工作。此外，大壩工程需要用到的施工材料數(shù)量、種類較多，配料包括防滲面板、石料、細(xì)石混凝土砌石、鋼筋、溢流面混凝土、水泥以及砂等，需要提前做好準(zhǔn)備；第三，由于水電站壩體高度很大，面積很寬，再加上放水塔具有較大高度，因此施工安全管理難度較大，施工單位需要根據(jù)實際情況制定相應(yīng)的安全防護措施，以免發(fā)生安全事故[2]。

2 水電站大壩碾壓混凝土施工技術(shù)分析

2.1 混凝土拌制

在水電站大壩碾壓混凝土施工中，首先要進行混合料拌制。拌制過程中要對不同材料的重量進行分別測量，確保測量準(zhǔn)確，并將測量誤差控制在規(guī)定范圍內(nèi)。嚴(yán)格檢驗施工材料，確保其符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)設(shè)計配合比進行混凝土配制，并使用強制攪拌機對大壩碾壓混凝土進行攪拌，確保攪拌充分、均勻，以免因材料問題影響大壩質(zhì)量。在混凝土攪拌過程中，運料車和攪拌機出料口二者落差應(yīng)控制在2m以內(nèi)，防止出現(xiàn)混凝土離析現(xiàn)象。水電站大壩碾壓混凝土要求的拌制時間較長，施工單位應(yīng)根據(jù)攪拌器轉(zhuǎn)速來確定攪拌時間[3]。

2.2 混凝土運輸

在對大壩碾壓混凝土進行運輸時，一般選用皮帶傳輸裝置或者自卸車。運輸車輛必須平穩(wěn)運行，不能太快也不能太慢，確保材料運輸安全。在運輸混凝土材料時，溜槽、溜管等方式盡量不要采用。如果通過自卸車進行材料運輸，應(yīng)當(dāng)盡可能避免急轉(zhuǎn)彎、急剎車等現(xiàn)象，以免出現(xiàn)混凝土離析問題。在運輸混凝土材料時，如果存在溫度較高、時間較長等問題，需采取必要的覆蓋措施，以免混凝土中的水分流失過多。

2.3 混凝土攤鋪

在大壩碾壓混凝土攤鋪過程中，所用設(shè)備一般為高強力熨燙板瀝青攤鋪機，以此保障攤鋪質(zhì)量，確保攤鋪后的混凝土密實、平整。在混凝土碾壓施工中，其重要環(huán)節(jié)之一就是混合料的攤鋪。施工人員需對影響混凝土攤鋪質(zhì)量的各類要素進行分析，包括找平系統(tǒng)、攤鋪速度、熨燙板參數(shù)等，從而有效控制混凝土攤鋪質(zhì)量。在正式施工中，找平系統(tǒng)的性能必須得到保證，找平基準(zhǔn)的選擇要合適，以免對攤鋪機正常運行造成影響。控制好找平系統(tǒng)，既能保證混凝土攤鋪密實度，又能保證其平整度。除此之外，施工操作人員需控制好攤鋪機速度，速度過慢會影響施工進度與設(shè)備利用效率，速度過快則影響攤鋪質(zhì)量。因此，要根據(jù)現(xiàn)場實際情況，對攤鋪機的運行速度進行科學(xué)確定。

2.4 混凝土碾壓

2.4.1 碾壓與攤鋪施工工藝

在開倉之前，首先利用水泥砂漿進行攤鋪，水泥砂漿的厚度控制在2.1～3.1cm，流動度控制在19～23cm。卸料與攤鋪工作應(yīng)同步開展，以免對層面結(jié)合質(zhì)量造成影響。之后把碾壓混凝土向倉面運輸，嚴(yán)格按照規(guī)定流程進行開倉段施工。第一次鋪筑斜面時，不必要求一次成型，可先將幾層混凝土鋪設(shè)在上面，形成斜層面，這樣在上層鋪著完成后，可以將下層完全包容起來，同時將斜層混凝土鋪筑厚度降低。相較于開倉段，收倉段混凝土碾壓的施工流程較為簡單，首先將原有混凝土面清理干凈，然后將砂漿攤鋪在上面，之后采取折線形方法開展施工作業(yè)，控制好折現(xiàn)水平段長度，確保其在8.1～10.1m范圍內(nèi)。

2.4.2 橫縫造縫施工工藝

開倉前，先在成縫兩邊的模板上把具體分縫位置標(biāo)出，再進行切縫，切縫工具為手持式振動切縫機，切縫寬度控制在11～13mm，深度控制在24cm。最后在縫中嵌入雙層聚乙烯彩條布，并按照設(shè)計要求在止水四周不能進行切縫的部位設(shè)置隔縫板。

2.4.3 碾壓與卸料要求

如果卸料時使用到自卸車，施工位置應(yīng)當(dāng)盡可能靠近模板條帶，并控制好模板與料堆邊緣之間的距離，確保其不小于2.1m，對于模板接觸部位，應(yīng)采取人工鋪料的方式進行施工。在卸料完成后，還要將料堆周圍的大骨料散開，不能在未經(jīng)處理的料堆旁卸料，以免出現(xiàn)骨料分離現(xiàn)象，影響大壩碾壓混凝土的結(jié)合層質(zhì)量。

當(dāng)車輛卸料完成后，應(yīng)將其盡快攤平，后面一輛自卸車在前一輛車卸料的地方進行卸料。控制好碾壓混凝土的壓實厚度及松鋪厚度，前者31cm，后者36cm。在開倉之前，還要在模板畫上分層平倉控制線，寬度5.2cm。碾壓機應(yīng)當(dāng)沿攤平方向開展施工作業(yè)，控制好碾壓速度，確保其在1.2～1.4km/h范圍內(nèi)。不同分層的碾壓組合方式存在差異，在施工過程中應(yīng)考慮到實際情況。

2.4.4 變態(tài)混凝土施工

在水電站大壩施工中，采用變態(tài)混凝土的部位包括止水埋設(shè)部位、靠近岸坡部位、廊道周邊位置、大壩上下游面等。在變態(tài)混凝土施工過程中應(yīng)注意以下幾點：

首先，將適量水泥漿注入到碾壓混凝土攤鋪層面，水泥漿可使用粉煤灰水泥漿，也可使用水泥凈漿。然后將其振搗密實，此時會有新形態(tài)混凝土形成。控制好水泥漿量，通常是混凝土體積的5%左右。

其次，在混凝土填筑施工過程中，先把注漿相鄰部位的混凝土碾壓密實，然后再進行變態(tài)混凝土注漿，交接部位可進行補充碾壓，其施工流程為：第一，采取立軸式雙筒攪拌機進行現(xiàn)場制漿，在對水泥漿加漿量進行控制時，可通過砂漿輸送泵與流量記錄儀來實現(xiàn)。控制好拌合時間，確保其不低于120s，杜絕人工抄拌行為；第二，對加漿量進行嚴(yán)格把控，按照5%～6%注入水泥漿，如果碾壓混凝土原有材料的VC值發(fā)生變化，可以根據(jù)實際情況對加漿量進行適當(dāng)調(diào)整。在加漿完成后，將混凝土料覆蓋在槽內(nèi)并進行填平；第三，對振搗效果進行嚴(yán)格控制。振搗設(shè)備選用100型高頻振搗器，與常態(tài)混凝土相比，變態(tài)混凝土的振搗時間應(yīng)在其1～2倍左右，同時振搗器的插入深度不小于5cm。

2.4.5 層面處理與層面結(jié)合的施工工藝

采取攤鋪砂漿的施工方法來處理墊層混凝土與碾壓混凝土二者間的層面，控制好砂漿攤鋪厚度，確保其在2.1～3.1cm內(nèi)，砂漿強度等級為M25。在半個小時內(nèi)需要覆蓋整個攤鋪面積。如果墊層混凝土與碾壓混凝土之間的實際間隔時間大于后者的終凝時間，需要根據(jù)施工縫面進行處理；如果熱升層間隔時間不超過規(guī)定范圍，無需進行處理，反之就需要對其進行處理。

2.5 混凝土養(yǎng)護

在水電站大壩碾壓混凝土施工中，應(yīng)對混凝土強度進行著重把握。做好混凝土養(yǎng)護工作，能夠在很大程度上提高混凝土強度。由于干硬性混凝土水分不多，如不能進行及時補充，就會對碾壓混凝土強度造成影響，進而影響水電站大壩整體施工質(zhì)量。在混凝土養(yǎng)護過程中，應(yīng)注意以下幾點：第一，在混凝土碾壓完成后，需在其上覆蓋塑料薄膜等保濕材料，覆蓋前還要進行灑水，使混凝土表面維持濕潤；第二，在確定混凝土養(yǎng)護時間時，需要考慮其抗離析強度，并做好相關(guān)試驗工作；第三，一般來說，在碾壓施工完成8h后，需要開始切縫施工，切縫位置、時間和深度等均要滿足設(shè)計要求。切縫完成后還要做好養(yǎng)護工作，確保縫槽清潔、干燥后才能開始灌縫；第四，控制好養(yǎng)護溫度。一般來說，混凝土養(yǎng)護溫度不會太高，其主要原因是避免水分流失導(dǎo)致的裂縫問題。為保證養(yǎng)護效果，養(yǎng)護溫度通常不超過-3℃。

3 結(jié)語

綜上所述，社會經(jīng)濟的發(fā)展帶動了水利水電建設(shè)事業(yè)發(fā)展。近年來，為滿足人們生產(chǎn)生活需求，水電站建設(shè)數(shù)量與規(guī)模均有較大提升，水利水電事業(yè)取得顯著成就。碾壓混凝土施工技術(shù)是水電站大壩工程的一項關(guān)鍵技術(shù)，要想有效保障水電站整體質(zhì)量，必須加強碾壓混凝土施工技術(shù)管理，充分發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢特點。