水電站碾壓式混凝土壩的施工技術與質量控制

甄文凱

中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081

1 工程概況

某工地水電站建設于河流下游，現場地形平穩，無明顯起伏現象。該水電站總裝機容量6000kW，左右岸壩及溢流壩結構形式具有一致性，為業內較為主流的碾壓式混凝土壩，左、右岸壩段長度依次為64.75m、75.69m，壩頂寬度為6m，最大高度為57.4m。

2 碾壓混凝土壩施工新技術

2.1 四級配碾壓混凝土技術

在常規的碾壓混凝土壩施工中，通常選用二、三級配骨料，最大粒徑不超過80mm，同時應在許可范圍內減少粗骨料的用量。若采取四級配碾壓混凝土技術，最大粒徑可提升至150mm，膠凝材料的用量也隨之減少，可有效削弱水化熱現象，充分保證混凝土澆筑層的厚度，在確保施工質量的同時還可減少成本投入，具有顯著的經濟優勢。與三級配碾壓混凝土相比，在該項新型技術的支持下，膠凝材料的使用量降低16 ～20kg/m3，用水量降幅可達到8 ～10kg/m3。

2.2 斜層平推碾壓技術

碾壓混凝土施工應高度注重對各項工藝的控制，需嚴格把控混合料出廠直至碾壓完成所持續的時間，不超過2h，同時各層間隔時間也不宜超過混凝土初凝時間。若遇到澆筑倉面尺寸偏大的情況，在采取傳統的平層碾壓方式時，需以壩面的總體規格為準，拆分為若干個倉塊，按順序有序澆筑到位，同時將拌和、運輸、澆搗等各項工作落到實處，避免出現質量問題。然而，分倉澆筑方式的局限之處在于倉面工作量明顯增加，對機械設備的綜合性能提出了較高的要求，資金投入量較大。這表明，傳統的平層碾壓方式在大面積施工中缺乏可行性。

斜層平推碾壓法則具有更顯著的應用優勢，其澆筑層面與澆筑塊頂面和底面可形成特定的角度，有效保證作業面的施工質量。不僅如此，由于降雨等特殊環境對施工的干擾較微弱，因此可有效縮短層間的覆蓋時間，從而更好地保證混凝土層間結合的穩定性，讓施工全程均處于可控的狀態。

2.3 箱式滿管技術

傳統的負壓溜槽系統在實際應用中易出現堵料、柔性膠帶受損等問題。鑒于此，以負壓溜槽輸送原理為基本依據，使用箱式滿管技術來鋪設適量的管道，并通過該裝置將碾壓混凝土從上方送到下方，可省去填筑石碴路的施工環節，從而在提高全程工作效率的同時大幅度減少運輸成本。

箱式滿管技術高效地集成了各項裝置，集料斗、箱式滿管槽身、下料控制裝置可構成完整的體系，且箱式滿管槽身下方配套有系統支撐結構，能夠保證各裝置的穩定性。集料斗呈漏斗形，通過油泵控制的方式可精準地調節出料門的開度。箱式滿管槽身是通過各送料管所拼接成的完整結構，在逐步拆除送料管后，能夠使箱式滿管槽身隨壩體高度的增加而持續升高，以便有效適應澆筑面的進度，全程效率較高，所需成本較低。

3 水電站碾壓式混凝土壩施工工藝

3.1 準備工作

（1）施工機械及原材料準備。通過應用施工機械，可提高施工效率，減少人員投入；加之高質量的施工材料，則可以有效地保證壩體施工質量。對此，施工單位需以現場施工條件及工程質量要求為導向，制訂科學的機械設備組合方案，配備性能達標的機械設備，并做好日常的維護與保養工作。同時，施工單位還需選擇符合資質要求的供應商來采購施工所需的材料，加強進場時的質量檢驗，采取防曬、防雨等相關防護措施，從而更好地維護施工機械與原材料[1]。

（2）準備作業。以施工方案所提要求為準，組織各項參數的實測工作，確定結構控制點的具體位置，若無誤則有效標示。按照要求將模板安裝到位，采取固定措施，以免在混凝土澆筑期間發生偏位現象，且需預埋鋼筋等相關構件。在做好各項準備工作后，組織全面驗收，若合格則進入后續環節，不合格則需及時處理。

3.2 配合比設計

施工單位可通過試配來確定具體配比，并將所得工藝參數作為正式生產的標準。通常情況下，試驗需明確配合比、攪拌時間、溫度等方面的具體取值標準，且在未經許可的情況下不可隨意變更配合比。

3.3 拌和與運輸

根據配合比組織混凝土的拌和作業，其生產所得的混凝土應利用自卸車及時轉運至現場。運輸車需盡可能勻速運行，并保持5km/h 以下的速度，且期間不可出現快速提速、加剎車、急轉彎等駕駛行為，否則將易導致混凝土工程性能大幅度下降。混凝土在運抵現場后，需由專員指揮卸料，同時保證堆放高度＜1.5m。卸料時，施工單位需加強對混凝土質量的檢驗，若存在骨料分離的現象，需及時采取處理措施，以避免將不達標的混合料應用于施工中。

3.4 混凝土平倉

以倉面實際情況為準，合理組織平倉作業。根據工程經驗，薄層攤鋪是可行方式之一。在實際攤鋪過程中，施工單位需重點關注混凝土的工藝特點，如初凝時間等，并根據規范在作業面上施工出帶寬為5 ～8m 的相應條帶。同時以大壩的軸線為基準，使條帶走向與其平行。此后，再利用推土機進行清理，將兩側的混凝土推向中間，使整個施工面具有平整性。對于施工機械難以到達的邊角區域，則需要由施工人員處理。

3.5 混凝土的碾壓作業

碾壓施工工藝要點較多，施工人員需充分關注各方面的情況，采取動態化控制措施。碾壓設備速度全程穩定在1 ～1.5km/h，相鄰條帶搭接量至少應達到10cm。模板邊緣及孔口處較為特殊，此類區域可采取手扶式振動碾壓的方式。每完成一層混凝土的碾壓作業后，需檢查壓實度，視實際情況決定是否需采取進一步的處理措施[2]。

3.6 壩體碾壓混凝土層間處理

層間間隔時間具有差異性，因此其對應的處理方法也需適時調整。若時間短于混凝土終凝所需時間，則必須在鋪筑上層混凝土前做好處理工作，即加鋪一層厚度約1.0 ～ 1.5cm 的水泥砂漿；反之，若該間隔時間超過終凝時間，則有必要對施工縫面采取鑿毛處理措施，隨后再完成水泥砂漿的鋪設作業。對此，施工單位必須以合理的方法做好層間的處理工作，以免對混凝土鋪筑施工效果造成不良影響[3]。

3.7 養護

混凝土初凝后，需通過高壓水槍全面清理水泥硅表面雜物，要求混凝土表層具有一定的粗糙度。混凝土施工成型后，為了保證能夠及時進入覆蓋養護環節，施工單位必須保證混凝土全程維持濕潤的狀態，且期間需由專員定期灑水，以避免因混凝土過于干燥而產生裂縫

此外，若現場氣溫＜3℃，需輔以保溫措施，從而減小低溫對混凝土成型質量的影響。

4 水電站碾壓式混凝土壩施工質量控制措施

4.1 原材料方面

原材料是混凝土的基本組成部分，加強對原材料的質量控制可以有效地保證施工質量。對于水泥等相關材料，需從符合資質的廠商購買，且要求其出具生產合格證等相關具有質量證明性質的資料。在材料進場時，施工單位需加強檢測，對于質量不達標的材料，均不可入場。不僅如此，考慮到原材料易受到氣溫、日曬等因素的影響，施工單位還需對進入現場的材料采取防護措施，以免因材料質量下降而阻礙正常施工。

4.2 碾壓方面

在碾壓過程中，施工單位需充分考慮碾壓輪的寬度，并以此為參考合理規劃條帶規格，要求相鄰條帶間可有效搭接，碾壓方向與搭板軸線呈平行的關系。待碾壓完成后，需利用核子密度儀檢測，以便掌握壓實度的實際情況，要求實測值至少應達到設計標準的98.5%，否則需組織復壓，直至碾壓質量完全滿足要求為止。另外，混凝土經過碾壓后將發生一定程度的反彈，為了準確反映真實的壓實度情況，在碾壓完成后不宜隨即組織壓實度檢測工作，較合適的是碾壓完成10min 后開始檢測。

4.3 成縫控制方面

碾壓后再切縫，施工設備要以切縫機為宜，填充應與成縫施工同步展開，需做到一次成縫，同時應嚴格控制填縫材料與混凝土表面的間距，具體以1 ～2cm 為宜。橫縫是較為薄弱的區域，經切縫處理后，需再次碾壓1 ～2 遍，目的是提高混凝土的壓實度，保證碾壓式混凝土壩的總體施工質量。此外，碾壓式混凝土壩的工作量較大，對工期提出較嚴格的要求，因此切縫需及時完成，盡可能縮短中途耽擱時間，以免對正常施工進度造成影響。

5 結束語

綜上所述，若要在既定工期內保質、保量地完成水電站碾壓混凝土壩的各項任務，則必須遵循因地制宜的原則，合理優化施工技術。此外，工程施工前需要將準備工作落實到位，深入現場全面勘察，掌握氣候、地質、水文等方面的具體情況，以此為重要參考，合理組織施工作業。