碾壓混凝土壩施工質量現場控制措施探討

曲興偉

摘 要：碾壓混凝土壩施工質量現場控制一直是較為重要技術問題，為了滿足碾壓混凝土壩施工質量管理要求，本文結合莊里水庫工程案例，提出碾壓混凝土壩施工質量現場控制措施，從而實現對工程施工質量控制，達到提升工程質量、更好滿足工程高效率施工要求的目的。

關鍵詞：碾壓混凝土壩 施工質量 控制措施

1.引言

結合碾壓混凝土壩體層面及縫面強度要求，加強壩體碾壓混凝土施工質量控制和管理，可以有效提升混凝土壩施工水平。現階段部分工程項目，由于缺少專業的施工質量現場檢測方式及技術，無法對工程實際情況進行處理，引發諸多施工質量問題。因此，結合碾壓混凝土壩施工要求，探究分析層面和封面滲透性及抗力能力關系，制定對應施工質量現場控制措施，實現施工質量科學把控，減少施工問題出現，保證碾壓混凝土壩施工質量安全。

2.工程概況

莊里水庫位于山東省南四湖湖東地區十字河流域，地處棗莊市的滕州市和山亭區境內，水庫總庫容1.33億m3；水庫大壩為壤土均質壩和碾壓混凝土壩的混合壩型，壩軸線長3124m，壩頂高程119.90m；溢洪道長249m，為碾壓混凝土壩，布置在河床中間，其中溢流壩段長49.0m，左岸非溢流壩段長100.0m，右岸非溢流壩段長100.0m。

3.碾壓混凝土壩現場質量控制

3.1優化碾壓混凝土配合比

碾壓混凝土是由水泥、摻合料、砂、碎石、水及外加劑等六種材料組成，是一種干硬性混凝土，具有零塌落度、粗細骨料用量大、水泥用量少、摻合料摻量高等特點。為保證施工質量，必須先進行碾壓混凝土室內配合比試驗，室內碾壓混凝土配合比試驗的內容是確定粗骨料、細骨料、摻合料、膠凝材料相互配合的最佳組成比例，使之滿足相應的設計和施工要求。最終通過現場碾壓試驗，檢驗設計出的混凝土拌合物對現場施工設備的適應性，必要時可以根據碾壓試驗情況作適當調整。為了增強碾壓混凝土的可碾性和改善施工層面的黏結質量，莊里水庫通過現場碾壓試驗適當增加了膠凝材料用量（增加了15kg），提高了粉煤灰的摻入比例（從60%提高到65%），施工實踐證明，基本達到了預期效果。進入工地的水泥、摻合料、外加劑等原材料，均須有出廠質量檢驗單及出廠合格證，試驗室還應對每批水泥、摻合料、外加劑及砂石骨料按規范進行抽樣檢測，合格后才能使用。

3.2溫度控制措施

碾壓混凝土溫度控制主要包括三個方面：混凝土的入倉溫度、混凝土內部最高溫度和內外溫差。碾壓混凝土壩裂縫主要是因為溫度變化所導致，所以防裂核心方式就是通過溫度控制措施來減少溫度應力的影響。

常用的溫控措施主要有：合理確定摻合料的摻入比例，使用高效減水劑等措施，以降低水泥用量，減少水化熱；采用降低骨料溫度、在運輸過程中遮陽防曬、倉面噴霧降溫等方式保證碾壓混凝土入倉溫度；合理分塊分縫，薄層澆筑，盡量利用低溫季節的有利時段進行澆筑；冬季施工時，倉面快鋪快壓，碾壓完成后盡快蓋上保溫被，以便保溫防寒，模板外側要有保溫措施，適當延長拆模時間，拆模后應立即貼掛保溫被保護；

0～0.4L（約束區）溫控要求嚴格的部位，盡量安排低溫季節施工，避開高溫季節，無法避開時盡可能利用晚間低溫時段澆筑，避開白天高溫時段。

3.3碾壓混凝土施工階段的質量控制措施

3.3.1VC值的控制

VC值是碾壓混凝土現場質量控制的重點，是保證碾壓混凝土可碾性和層面結合的關鍵。施工過程中的氣溫、風速等對碾壓混凝土的VC值影響比較大，所以施工中VC值應根據施工澆筑現場的氣溫和天氣變化情況，對出機口碾壓混凝土的VC值做出適時調整，以滿足現場碾壓混凝土可碾性的要求。莊里水庫工程通過現場試驗確定VC值為2～7s，施工中以不陷碾為原則，盡量取小值，提高層間結合，通過后期取芯情況看，層面結合良好，達到設計要求。

3.3.2層面結合及縫面處理

碾壓混凝土壩由于分倉分塊進行澆筑，施工中存在許多碾壓層面，而各個層面必須結合良好形成一個整體，才能確保壩體的施工質量。層面處理的目的是要解決層間強度和層面抗滲問題，不同的層間間隔時間，需采用不同的層面處理方式：第一種情況為正常層面狀況的處理方式，只要下層碾壓混凝土在允許的層間間隔時間之內，可以直接進行上層碾壓混凝土的施工；第二種情況為層面超過初凝時間還未終凝的，可按正常層面處理，需在澆筑上層碾壓混凝土前，鋪設一層5～15mm厚的水泥或粉煤灰砂漿；第三種情況為層面超過終凝時間的處理方式，超過終凝時間，若間隔時間在24h以內，仍可采用鋪設砂漿墊層的方式來處理，若間隔時間超過24h，按施工縫進行處理。

縫面處理是指對碾壓混凝土水平施工縫和施工中出現的冷縫面進行處理，水平施工縫是指完成一個倉面高程（一般為3m高，莊里水庫為2.4m）后，需進行一定間歇（一般約3d）產生的縫面。縫面是碾壓混凝土壩的薄弱面，容易成為滲水通道，必須嚴格處理，確保層間結合強度，提高壩體的抗滲能力。縫面處理可用刷毛、沖毛、鑿毛（一般在上下游變態混凝土范圍內及同常態混凝土的接觸面）等方法清除混凝土表面的浮漿及松動骨料，達到微露粗砂即可。沖毛時間可根據現場不同實際情況而變化，須經現場試驗確定，不得過早沖毛。在已處理好的施工面上，均勻攤鋪一層15～20mm厚的水泥或粉煤灰砂漿墊層，為防止已鋪砂漿失水干燥或初凝（攤鋪面積大的墊層可以添加適量緩凝劑），并應在砂漿初凝前碾壓完成。

莊里水庫工程為改善碾壓混凝土層面結合的狀況，采取的措施包括：加強施工管理，提高碾壓混凝土的鋪筑強度，充分發揮碾壓混凝土的施工優勢；優化配合比，優化粉煤灰摻量及膠凝材料用量，采用優質高效緩凝減水劑延長初凝時間；在氣溫較高時，采用斜層攤鋪法，縮短層間間隔時間，使上層骨料能夠壓入下一層，形成較強的結合面；加強碾壓混凝土倉面的溫控措施，冬季注意防凍，夏秋季注意防曬。

3.3.3變態混凝土施工技術

變態混凝土是指在碾壓混凝土加入水泥或粉煤灰凈漿并用振搗器振搗密實的混凝土。變態混凝土施工技術是由我國首創，這種施工技術不僅能有效解決靠近模板、止水、孔口及同常態混凝土接觸面等部位碾壓操作不便的問題，提高壩體的防滲效果，同時也避免了原來碾壓混凝土與常態混凝土因先后施工所產生的時間間隔問題，較好解決了異種混凝土在結合處產生薄弱面的問題。

變態混凝土的加漿量應根據試驗確定，一般為施工部位碾壓混凝土體積的5%～7%，現場加漿方式通常采用分層加漿，也可采用切槽和造孔加漿。莊里水庫工程通過現場試驗確定變態混凝土加漿量為6%，同時把現場加漿改為機拌混凝土（把同標號碾壓混凝土和現場所加漿量通過強制拌和機拌合生成變態混凝土），通過試驗，變態混凝土的塌落度一般控制在1～3cm，改進后施工工藝，不僅解決了現場加漿不均勻的問題，而且節約現場開槽人工費用，還提高了混凝土外觀質量。該工藝已寫成“碾壓砼壩變態混凝土施工工藝的創新”QC成果，在2018年8月份被中國水利工程協會評選為I類成果獎。

3.3.4壓實度的檢測與控制

碾壓混凝土的壓實度主要是通過核子密度儀進行檢測，達到控制碾壓質量的目的。施工中鋪筑100～200m2至少檢測一個測點，每層要求檢測3個測點以上，剛碾壓完成的混凝土層面由于壓實能量需要一個釋放過程，壓實度的檢測宜在壓完10min后進行，測試結果作為應不小于理論密度的97%，以保證碾壓密實，若發現壓實度不達要求，應及時進行補碾。

4.結束語

總而言之，基于碾壓混凝土壩的層面及縫面滲流特點，需要結合工程實際情況，做好壩體施工質量現場控制工作，關注層面和縫面施工質量，采取合理的碾壓混凝土壩施工質量現場檢測方法，加強施工細節管理，保證碾壓混凝土施工質量安全。

參考文獻：

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