淺談新疆SETH 水利樞紐碾壓混凝土大壩施工技術

馬棟梁

（甘肅省水利水電工程局有限責任公司，甘肅蘭州730046）

1 工程概況

新疆SETH 水利樞紐工程是國務院部署的“十三五”期間172 項重大水利工程之一。該工程主要任務為供水和防洪，兼顧灌溉和發電，工程等別為Ⅱ等，工程規模為大（2）型。工程主要由碾壓混凝土大壩、電站廠房及升魚機組成。最大壩高75.5 m，壩長372 m，正常蓄水位EL1027m，壩頂高程EL1032m，水庫總庫容2.94 億m3，電站裝機27.6 MW。工程所在地氣溫年內變化較大，極端最高氣溫38.4℃，極端最低氣溫-47.7℃，變幅達86.1℃，夏季6—8 月平均氣溫在18℃以上。歷年最大風速17.3 m/s，最大凍土深度239 cm。工程建成后，可調蓄河道徑流，促進阿勒泰地區經濟發展。同時，還可以加強流域水資源統一管理和調配，為維持河道生態環境創造條件。

本工程于2016 年10 月10 日正式開工，于2017 年10 月22 日通過自治區水利廳組織的截流階段驗收并實現截流，計劃2020 年11 月大壩具備下閘蓄水條件，為廠房發電機組調試創造條件。

2 原材料選擇

SETH 水利樞紐工程選用富蘊天山水泥有限責任公司生產的天山牌普通硅酸鹽水泥（專供）42.5（7天水化熱小于293 KJ/kg）、烏魯木齊乾元盛貿易有限公司生產的Ⅰ級（F 類）粉煤灰、蘇博特新材料股份有限公司生產的SBTJM-Ⅱ緩凝高效減水劑和GYQ-Ⅰ高效引氣劑以及HME-Ⅲ低堿型混凝土膨脹劑，砂石骨料采用項目部自產的灰長巖破碎石和人工砂。工程原材料全部符合國家標準及規范要求。

3 混凝土生產系統

SETH 碾壓混凝土重力壩設置2 座HZS270-1Q4500 型微機控制混凝土攪拌站，攪拌機生產廠家是德國BHS，主站配置件生產廠家是鄭州水工。骨料配料稱量精度在動態時為±2%、靜態時為±0.3%，水泥、粉煤灰、外加劑配料稱量精度在動態時為±1%、靜態時為±0.25%。

攪拌站的布置形式為二階式：由2 個主站、制冷車間、5 個200 m3中轉預冷骨料倉、地壟、骨料輸送系統及8 個400 t 粉料倉等組成，生產能力常態砼為400 m3/h、碾壓砼為200 m3/h，可滿足混凝土生產強度要求。

4 碾壓混凝土施工技術

SETH 水利樞紐工程地處我國高寒干旱地區，高溫、干燥、高蒸發、風大是該地區主要氣候特征。結合之前的碾壓混凝土壩的施工經驗和現場條件，通過SETH 水利樞紐工程現場碾壓工藝試驗驗證，取得了可靠的試驗參數和碾壓工藝，施工機械設備的性能得到了驗證，使混凝土的碾壓施工達到了優質、高效、質量第一的目的。

4.1 混凝土的碾壓施工工藝、參數

4.1.1 VC 值參數 出機口的VC值應控制在1～3s，倉面的VC 值應控制在3～5 s，按照VC 值動態控制的原則并根據氣溫的變化情況，必要時進行噴霧保濕，為倉面施工形成小氣候創造條件。

4.1.2 含氣量 二級配控制在4.5%～6.5%，三級配控制在3.0%～5.0%。

4.1.3 溫度 高溫季節碾壓混凝土出機口溫度控制在12℃左右，入倉溫度控制在14～16℃，澆筑溫度控制在18～22℃；低溫季節碾壓混凝土出機口溫度控制在10～12℃，入倉溫度控制在12～16℃，澆筑溫度控制在15～20℃。

4.1.4 振動碾的行走速度 該速度宜控制在1.2 km/h。

4.1.5 鋪層厚度 該厚度控制在33～35 cm。

4.1.6 碾壓遍數 根據現場RCC 壓實度檢測結果，最佳碾壓遍數確定為無振2 遍＋有振8 遍，即2+8組合，另收面層可加無振2 遍收面。

4.1.7 施工方法 本次碾壓試驗的變態混凝土采用人工現場勾槽加漿的施工方法，從現場施工效果看，控制加漿量在5%時泛漿較為充分，且后續變態混凝土施工時采用5%加漿量。

4.1.8 稠度 嚴格控制用于層間結合砂漿的稠度，按照規范要求攤鋪厚度2～3 cm，以保證層間結合的質量。

4.2 平層通倉法碾壓

SETH 碾壓混凝土在大壩下部一般選3～6 個壩段進行平層通倉法施工，上部可根據施工條件選多個壩段，倉面面積控制在3 000 m2左右。依據現場條件提前規劃入倉方式，采用水平入倉或垂直加水平入倉。開倉前由工程技術部提交倉面設計，設計內容包括人員和設備的配置、入倉方式、入倉道路、混凝土分區圖、壓實度檢測點位分區圖、配合比、冷卻水管埋設、層間處理方式、施工作業流程圖等，開倉前在現場進行技術交底和安全交底，做到人人清楚崗位職責和注意事項。

4.3 變態混凝土施工

主要用于大壩上下游面、靠岸坡部位、紫銅止水埋設處，灌漿廊道、主排水廊道、通風廊道周邊、大壩安全監測儀器埋設周邊、10#壩段泄洪底孔設置的檢修門槽模板周邊、13#壩段引水壩段設置的疊梁門槽模板周邊、15#壩段電梯井模板周邊振動碾碾壓不到的地方。

變態砼采用勾槽加漿的方式進行。具體要求：在已經攤鋪好的碾壓砼上，作業人員采用三角耙將碾壓砼掏出兩條平順筆直的溝槽，再將灰漿均勻倒入溝槽內。灰漿的密度采用比重計測量，灰漿比重控制在1.65 g/cm3以上方可使用，使用前應攪拌均勻，人工將灰漿均勻摻入在砼溝槽中。

4.4 碾壓混凝土層間結合

4.4.1 水泥灰漿的鋪設 迎水面各碾壓砼層間鋪設寬2～5 m、厚2～4 mm 的水泥灰漿，水泥灰漿應根據實驗室驗證合格簽發的施工配料單配制，要求配料計量準確、攪拌均勻，作業隊負責制漿和灑鋪，試驗室對配制漿液的質量進行檢查。灑鋪水泥灰漿之前，作業隊應做到灑鋪區內干凈、無積水。灑鋪水泥漿液在該條帶卸料之前分段、分次序進行，不允許灑鋪水泥灰漿長時間未覆蓋砼。水泥灰漿鋪設應均勻、不漏鋪，上游模板一側鋪厚一些，以增強層間結合效果。

4.4.2 層間結合與縫面處理 連續上升鋪筑的碾壓砼，層間間隔時間控制在混凝土初凝時間8～12 h，高溫季節控制在6～8 h，以確保層間結合質量。高溫季節和低溫季節施工，對已碾壓完畢的砼層面應及時覆蓋聚乙烯保溫被，防止砼因蒸發過快過早初凝來不及覆蓋和砼表層凍傷。為便于施工縫砂漿均勻攤鋪，確保施工質量，砂漿稠度控制在90～110 mm。

4.4.3 卸料與平倉 采用平鋪法進行碾壓砼澆筑，碾壓砼的壓實厚度為30 cm，鋪筑厚度為33～35 cm。翻斗車在碾壓砼面上行駛應避免急剎車、急轉彎，轉彎半徑不小于12 m，車速控制在5 km/h。平倉機嚴禁在已經平倉或者碾壓過的砼面上急轉彎、急掉頭或急剎車。卸料點與模板距離不得小于3.5 m，防止砼直接沖擊模板，造成模板偏離控制設計線。三級配與二級配砼的分界線，按其誤差不得超過0.3 m。

4.4.4 碾壓與成縫 倉面碾壓時砼的VC 值控制在3～5 s，并根據氣溫隨時調整。碾壓條帶距離平倉條帶的最大間距控制在12 m 以內，以確保碾壓層面完全泛漿，保證砼層面的結合質量。振動碾作業的行走速度為1.2 km/h。碾壓作業程序按無振2 遍+有振8遍+無振2 遍的工藝進行，碾壓條帶應清晰、分明，其寬度與振動碾輪壓寬度相同。碾壓砼的允許層間間隔時間控制小于混凝土初凝時間1～2 h。層間間歇時間高溫季節（6—9 月）小于6 h，次高溫季節（4—5 月、10 月）小于8 h。通倉澆筑的大壩施工縫用CAT75（卡特小挖機）制作的切縫機切縫形成誘導縫，采用先碾后切的方法，切縫下刀間距不大于12 cm，縫內填充4 層彩條布，填充物頂部距離壓實面1～2 cm，切縫完畢后振動碾沿縫隙碾壓2 遍。

5 其他技術措施

本工程碾壓砼澆筑時，通過縮短層間覆蓋時間，加強資源配置，使混凝土澆筑做到快平快碾。動態控制碾壓混凝土VC值等措施保證了混凝土澆筑質量。

6 結語

SETH 碾壓混凝土大壩技術組在施工中探索出了符合自身施工要求的施工技術，為嚴寒地區碾壓混凝土施工積累了寶貴經驗。