水利工程中的碾壓混凝土施工工藝

[ 作者簡介 ]

易剛，男，湖南醴陵人，湖南創力工程技術有限公司，工程師，大專，研究方向：水利水電工程工作。

[ 摘要 ]

水利工程是與人們生活息息相關的民生建設工程，受到了各界的重視和關注。其中，碾壓混凝土施工技術是整個水利工程中的重要組成部分，因其眾多的優勢受到施工部門的廣泛關注。將碾壓混凝土施工技術應用到水利工程大壩的建設當中，不僅可以提高壩體的堅固程度，還能夠節省大量的人力物力資源，加快整體的工程效率，提高整體的施工技術水平?；诖?，筆者對碾壓混凝土技術在水利工程中的應用進行分析，并總結其施工中需要注意的事項，希望能夠對碾壓混凝土技術在水利工程建設中的應用有所幫助。

[ 關鍵詞 ]

水利工程;碾壓混凝土;大壩施工

現代化社會之所以有極為迅速且高質量的發展，離不開基礎設施的支持，水利工程便是至關重要的基礎建設，其不僅是群眾生命及財產安全的有效保障，更是促進社會發展的一大助力。

碾壓混凝土的構成成分眾多，其中涵蓋多種類型的施工材料，如石灰石、火山灰、水泥等，正是因為有這些材料的加入，混凝土的強度可以在原先的基礎上得到顯著提升，讓水利工程的關鍵部位能夠具有較高的抗滲性。為了可以讓混凝土更加符合水利工程的實際需求，可以在混凝土中加入摻合料或者是外加劑等先進的材料來有針對性地提升混凝土的整體性能。碾壓混凝土施工技術的應用對于水利工程的整體質量和水平有重要的現實意義。

1 碾壓混凝土施工技術概述

水利工程中的碾壓混凝土技術，指的是將粗骨料、砂、水、摻合料等各種材料在特定的比例下均勻攪拌所形成的混合料經由碾壓和鋪筑的技術。碾壓混凝土技術的整體流程相對簡單，在整個施工過程中的水泥消耗量相對較小，正是因為這些特點，使這一技術在水利工程中被廣泛應用。與一般的混凝土技術相比，碾壓混凝土表現出系統性和綜合性特點，具體表現為：

（1）施工工藝。在利用碾壓混凝土技術開展相應的施工作業時，不同水平層之間的配合度要達到要求，這一技術標準是由碾壓混凝土工藝特殊性所決定。

（2）動態控制。碾壓混凝土施工時，很多動態性因素都會對最終的施工效果產生直接的影響，為提升施工效果，需在碾壓混凝土施工時開展動態化管理，注重對氣溫的監測，做好每個環節的溫度參數控制，減小降雨、日照等對施工造成的不利影響。

2 水利工程大壩碾壓混凝土施工工藝

2.1 碾壓混凝土配合比

在水利工程碾壓混凝土施工中，對混合料的配合比設計很重要，為保障配合比的科學性，專業施工人員要根據對現場情況的全面調查、施工經驗總結、配合比試驗等來確定。對于早期的碾壓混凝土壩體而言，在施工時多采用的是膠凝材料量偏少的貧漿碾壓混凝土，其中，水泥+活性摻合料的用量不超每立方米100千克，而隨著碾壓混凝土施工工藝和技術的不斷進步，當下的水利工程碾壓混凝土施工時更多采用的是膠凝材料用量較多的富漿碾壓混凝土，該混凝土材料中水泥+活性摻合料的用量超過了每立方米150千克。根據當下在水利工程中的碾壓混凝土的應用現狀，平均膠凝材料用量保持在每立方米173千克左右，其中，水泥和活性摻合料分別為每立方米千克、每立方米94千克。隨著工程領域的技術進步，膠凝材料的概念也發生了一定的轉變，在傳統概念下，膠凝材料指的是水泥與活性摻合料，而最早使用的活性摻合料為粉煤灰。

2.2 碾壓混凝土的入倉工藝

在碾壓混凝土施工流程中，入倉工藝的選擇也十分重要，在當下的技術發展中，碾壓混凝土入倉工藝包含了自卸汽車直接入倉、深槽皮帶機入倉、真空負壓溜槽入倉等多種工藝，不同的入倉工藝都有其對應的應用要求和使用條件。比如，對于自卸汽車入倉方式而言，這一入倉工藝的簡單性、高效性較強，但這一入倉工藝在應用時，對于現場的地形條件、交通條件、入倉高度等都有著嚴格的要求，在入倉過程中可能存在入倉道路的墊砟情況，為使入倉工作順利開展，入倉實施之前應做好輪胎的沖洗工作，并進行對應的脫水路段設置。在大壩下部、倉面高程較低位置處一般可采用這一入倉工藝，但具體應用時只能夠從大壩下游入倉，否則可能會破壞上游防滲面。對于深槽皮帶機入倉，一般更適用于小型的碾壓混凝土壩，入倉工藝流程也相對簡單，在開展入倉作業時，進度管理便捷，但是其施工時往往需消耗相對較長的時間。塔帶機入倉方式可直接從拌和樓將配制好的碾壓混凝土運輸到倉面，整個運輸時的人力資源投入量大，且需要消耗相對高的成本，在大型碾壓混凝土壩中一般采用的是這種入倉工藝。如果大壩壩肩較陡，則更適宜采用真空溜槽法。

2.3 鋪設碾壓混凝土工藝

當碾壓混凝土被運輸到工程現場以后，要在特定的時間段內進行混凝土的鋪設，在鋪設工作開展時，要確保層間結合效果。如在鋪設環節層間結合效果不佳，會引起裂縫或者層間滲漏水，導致混凝土的抗剪能力難以達到預期，因此為使層間結合效果良好，在開展澆筑作業時，應注意澆筑間隔和初凝時間方面的控制。進行現場施工作業時，將水泥凈漿直接澆筑在倉面上，加速新碾壓面與舊碾壓面的結合速度，減少層間滲透問題的出現。如果水利工程施工現場的施工場地有限，一般可利用臺階鋪筑法，以提升總體的混凝土鋪筑效率。

在水利工程的混凝土鋪筑中，也可采用斜層攤鋪法。有效地應用這一施工方法，可以有效解決澆筑薄層的情況，不僅可提高施工質量，更可以提升施工效率，尤其是在斜層平推攤鋪工藝下，施工進度受到其他因素的影響相對較小，具有多種技術優勢。當在開展施工作業時，在現場的澆筑面積相對大的情況下，利用斜層平推鋪筑法的澆筑強度相對較小，所需使用的機械設備較少，且施工操作相對簡單，資金投入也相對較小，現場施工人員可根據總體的施工要求來減小間隔時間，可以更好地保障碾壓層的結合。因為水利工程的建設施工規模龐大，施工周期較長，在漫長的施工時間段內，可能會遭遇強降雨，當水量過大時，斜面倉面具有較強的排水能力，也就可以減小降水對于工程質量造成的不利影響。

2.4 碾壓混凝土養護工藝

大壩碾壓混凝土施工時，為達到壩體結構穩定性的要求，往往要使碾壓混凝土的強度達標。因此，當相應的施工作業結束以后，需開展一段時間的養護工作。對于干硬性混凝土，其中的含水量偏低，如果在施工結束以后混凝土中的水分得不到及時有效的補充，在一段時間內混凝土的強度將無法達到要求，也就無法保障大壩的結構性能。因此，為保障碾壓混凝土的養護效果，應從以下幾方面來開展養護工作：①在碾壓混凝土施工全面結束以后，立即安排專人負責混凝土的養護，對已經完成的施工部分，進行保濕材料的覆蓋;②詳細掌握關于縮縫切割的施工工藝流程，以保障切割質量，一般情況下，碾壓工作結束8小時后就可開展切割縮縫處理，在切割過程中，施工人員要嚴格在預定的位置上實施切割，注意對切割縫深度的科學控制;③大壩碾壓混凝土時，如果水分急劇減少，可能會產生開裂問題，針對這一情況，在養護工作開展時需保持養護溫度在相對較低的水平。

2.5 混凝土碾壓施工注意事項

雖然在水利工程施工中的碾壓混凝土施工有著多方面的技術優勢，但在具體的施工作業開展過程中，常常會存在很多施工不規范的情況，加劇質量問題的出現。因此，為保障碾壓混凝土施工質量，在整個的施工過程中，應做好相應的質量控制：①在碾壓混凝土鋪設作業實施之前，在施工縫位置處要進行水泥砂漿的鋪設，而在防滲混凝土層面上應進行水泥粉煤灰凈漿的鋪灑。結合工程施工時的溫度和空氣的濕度情況，進行碾壓層允許間隔時間的控制，一般該時間間隔保持在6～8小時;②卸料攤鋪平倉條帶，應與水流方向保持垂直，但因為存在橫向廊道切割、孔底側邊窄條形的影響，攤鋪平倉條帶應與水流方向保持平行，如果迎水面在8～15米的范圍之間，碾壓方向應與水流方向保持垂直，平倉厚度每層32厘米，每次的攤鋪厚度保持在30厘米左右;③碾壓混凝土的碾壓環節，應分條帶來開展，不同碾壓條帶間保持10～20 小時的搭接寬度，但端頭部位的搭接寬度應保持在200小時左右;④借助大型振動碾來完成碾壓施工，遵循先無振碾壓后有振碾壓、再無振碾壓的順序。

3 工程概況

以某水庫大壩工程為例，分析其屬于Ⅱ級大型多年調節水庫，具有防洪、灌溉、供水、發電等功能，控制流域面積422平方千米。水庫樞紐工程包括攔河壩、泄洪建筑物、水電站、灌溉和供水渠首工程。其中攔河壩采用碾壓混凝土重力壩面板，壩頂高程119米，全長295.5米，最大壩高74米，混凝土總澆筑量43.56萬立方米。

3.1 材料配比

碾壓混凝土配合比設計采用絕對體積法，要求混凝土的抗凍性、強度和抗滲性滿足要求。根據相關規范，施工前應進行現場試驗，如明確外加劑的種類和性能、最大粒徑、表觀密度、級配、含水量等，并通過試驗確定攪拌用水;選擇混砂時，應遵循“混合料VC值最小、強度高、骨料分離小、表觀密度高”的原則，合理確定砂率。通過試驗驗證設計配合比的合理性，確定施工配合比，并報監理單位審查，經批準后方可使用。

3.2 混凝土攤鋪與碾壓

本工程碾壓混凝土采用進占鋪料法，自卸車在通過平倉機平整后的料層上運行，每層填30～40厘米厚混凝土，邊角采用人工攤鋪。由于碾壓作業直接關系到壩體的強度和穩定性，因此有必要開展質量控制工作，開展現場試驗工作，合理確定實際碾壓參數。

3.3 層面處理

在碾壓混凝土鋪筑過程中，由于影響因素較多，很容易出現鋪筑層間距過長的現象。如果上部混凝土沒有初凝，可以鋪設新的一層。如果超過2小時，應采用以下處理方法：第一，選擇高壓水槍處理混凝土層的粗糙表面，壓力通常為0.5兆帕，并及時清理所有骨料和形成的浮皮;第二，在粗糙表面鋪一層水泥砂漿，厚度為1.5厘米，強度高于碾壓混凝土混合料。

4 提升水利工程中碾壓混凝土施工質量要點

4.1 施工材料選擇

施工材料是工程的基礎構件，關系到整個工程質量的高低，是非常重要的因素，會直接影響到工程的質量。負責選購材料的人員一定要在充分了解設計圖紙之后再去對材料進行采購，要選擇滿足設計要求的材料，并且找經常合作或者信譽度高的材料廠家進行材料的采購，從頭保證工程質量。另外，施工過程中材料準備和攪拌要做好動態控制工作，攪拌前計算好材料運用的比例，保證材料的優質，這樣不但可以降低工程的成本還可以節省時間從而提高工程的效率。

4.2 混凝土澆筑

混凝土澆筑工作的有效進行有助于提升整體的施工效率。一般施工人員要對混凝土的碾壓遍數、入倉溫度等都進行有效的控制。在進行混凝土澆筑時，施工人員還需要注意控制輔料的厚度、施工污染、混凝土澆筑的時間間隔等問題，才能促進水利工程中大壩碾壓混凝土施工技術的不斷提升。

4.3 施工運輸

施工運輸在整個過程中有著非常重要的地位，卸車的高效運輸能夠保證混凝土的質量，為了盡可能地減少混凝土出現分層離析的現象，要盡可能地縮小運輸的距離并且選擇相對平坦的道路進行運輸。由于需要保證混凝土的熱量不過多損失，還需要使用棉進行保溫，最終促進水利工程中大壩碾壓混凝土施工技術有效提高。

4.4 溫控措施

碾壓混凝土施工過程的溫度控制主要可以為分為如下幾個階段：

（1）拌和溫度控制。包括合理選擇低水化熱的水泥、混凝土骨料預冷處理與各種原材料溫度控制等，同時做好出機口溫度檢測。

（2）運輸溫度控制?；炷吝\輸車輛上需搭設遮陽棚，合理縮短混凝土的裝倉時間，一般情況下需將混凝土運輸溫度的回升幅度控制在19℃。

（3）倉內溫度控制。此階段主要控制措施包括溫度檢測、覆蓋保溫材料檢查等，同時在混凝土內設置冷卻水管，做好冷卻水溫檢測，防止出現高溫施工的情況。

（4）養護溫度控制：主要采取保濕養護、通水冷卻等方式，全面落實水溫檢測工作。

5 結束語

綜上所述，碾壓混凝土技術在實施的時候具有諸多其他技術無法比擬的優勢，能夠降低工作成本，操作起來也十分簡單方便，還能夠切實保證水利工程具有更強的防滲性。此種技術的使用在提升工程質量的同時可以讓水利工程獲得更高的經濟效益，具有重要應用價值。

參考文獻

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