混凝土碾壓施工技術在水利大壩施工中的應用研究

焦興國

（甘肅水利機械化工程有限責任公司，蘭州 730030）

1 引言

混凝土碾壓施工技術對水利工程中大壩的建設質量、施工過程等有顯著影響。在實際應用期間，需要樹立提高施工質量與經濟效益的目標，發揮混凝土碾壓施工技術的優勢，從而為高效完成水利施工奠定基礎。此次研究以甘肅某水庫工程為例，探討混凝土碾壓施工技術在水利施工中的應用。

2 項目概況

某水庫工程主要由水庫樞紐工程和輸水工程、水土保持和環境保護工程等組成，水庫樞紐工程由混凝土碾壓重力壩、壩頂設閘溢洪表孔、左壩身取水兼放空建筑物等組成。輸水工程由壩后泵站及高位水池、輸水干管及支管等建筑物組成。最大壩高72 m，壩頂長150.4 m。

3 混凝土碾壓施工工藝

混凝土碾壓施工工藝主要包括混凝土拌和、運輸、入倉卸料、平倉、碾壓切縫、核子密度儀測壓實容重、灑水養護等過程[1]。施工技術流程如圖1 所示。

圖1 混凝土碾壓施工技術流程圖

3.1 混凝土碾壓入倉

入倉過程中，主要運輸線路是：混凝土制備完成—上壩公路—轉移至入倉道路—執行澆筑倉面。

在運輸混凝土碾壓期間，應用載重量為150 kN（15 t）的自卸式汽車，轉移至倉內以后，借助100 kN（10 t）自卸式汽車進行轉輸。

3.2 混凝土碾壓卸料過程

汽車在倉內執行鋪料期間，通常會應用退鋪法，以保證物料依次平灑在卸料區域。在卸料過程中，要按照多點式卸料，盡可能降低料堆的高度，并防止出現骨料分離的情況。混凝土卸料，需要放置在已被平倉處理過的混凝土上部，此條件下，可以確保平倉機完全攪動料堆，使骨料集中的風險得以降低。

3.3 混凝土碾壓攤鋪階段

通常應用條帶法對混凝土碾壓實施攤鋪。攤鋪過程中需要確保條帶方向和壩軸線保持平行，根據施工層的寬度，有效控制條帶的寬度[2]。根據倉面面積及設備施工能力，混凝土碾壓攤鋪分為平層法和斜層平推法兩種方式。

平層法施工：混凝土碾壓倉面面積＜2 000 m2，層面略向上游傾斜。保證汽車在卸料過程中合理控制與模板條帶的距離。通常情況下，料堆邊緣部位和模板的距離應大于1 m。和模板相接觸的區域，通常要采用人工鋪料的方式進行控制。在倉內期間，汽車進行轉送物料時，各個條帶起始卸料時需要應用梅花形布料法，操作中保證堆中心距離約控制在7 m，單個排間距約為4 m，卸料過程中會出現約6 m 寬的條帶。經過測量，如果鋪料條帶的長度已經維持在約20 m，需啟動平倉程序，混凝土碾壓期間，厚度應控制在30 cm，并且保證按照兩次輔料完全碾壓的操作進行。單次鋪料時厚度應達到約18 cm，總體上平倉厚度需要維持在33~35 cm。

斜層平推法施工：若混凝土碾壓倉面面積超過2 000 m2，需采用該方式進行施工。通常斜層按照從左到右進行傾斜，斜層的坡度比例介于1∶10~1∶15。需要注意的是，如果在斜坡的前端部位存在陳舊的混凝土或者雜物，需要借助高壓水槍對其實施清除，確保其中的雜物被清理干凈，為后續的平推段攤鋪砂漿創造條件。此外，如果觀察到上一段平推期間還存在沒有被碾壓的情況，則未曾碾壓的前緣部位需要使用砂漿實時包裹，混凝土面主要應用攤鋪機來鋪砂漿。針對上層沒有被碾壓過的區域，還需要借助人工輔助鋪砂漿的方法來處理。

3.4 混凝土碾壓階段

在開展碾壓作業期間，主要應用條帶搭接法確保碾壓方向和壩軸線方向平行，使不同碾壓條帶間的搭接寬度控制在約15 cm。條帶端頭部位搭接寬度應控制在約100 cm，針對碾壓期間無法操作的死角部位或者有重要預埋件的區域，主要采用澆筑變態混凝土的方式。碾壓期間，針對施工縫面的砂漿，需要采用分段攤鋪的方法，按照順序和層次，確保逐漸向上進行碾壓。隨著施工的進行，還需要借助攤鋪機對砂漿進行鋪設，如果存在沒有被碾壓的邊緣部位還需要借助人工鋪砂漿的方法來完成。正常狀態下，屬于最新鋪設的砂漿應該保證在30 min 內完成覆蓋過程。

4 混凝土碾壓施工技術要點及難點

4.1 施工技術要點

1）碾壓速度：控制在1.0～1.5 km/h。

2）碾壓遍數：為了避免在振動碾壓期間突然設備陷入混凝土中，需要對初始鋪設的混凝土進行重復碾壓。在執行兩次無振碾壓后，使其維持在平整狀態，然后再采用有振碾壓的方式，碾壓約7 遍，在混凝土碾壓的表面表現為泛漿狀態后，還需要在無振狀態下繼續碾壓2～3 次。

3）壓實度檢測[3]：在碾壓次數滿足規定標準后，需要應用核子密度儀對經過壓實處理過后的混凝土執行容重檢測，如果發現測定結果不滿足指標要求，需要重新執行振補碾壓操作，最終保證壓實度數值大于98%。

4）碾壓要求：根據對碾壓提出的要求，碾壓期間必須保證作業條帶足夠清晰，總體走向偏差維持在20 cm 以內，不同條帶間的重疊寬度控制在約15 cm。如果在碾壓期間同一碾壓層的不同碾壓帶出現了凸起的區域，應該采用無振慢速碾壓操作，碾壓2 次以后進行收平處理。針對收倉面上呈現出來的凸出帶，應借助無振緩慢碾壓的方式進行收平處理。

4.2 施工技術難點

4.2.1 變態、異種混凝土施工控制

在處理大壩混凝土碾壓模板邊沿50 cm 區域、止水埋沒區域、孔洞周圍、難以直接展開振動碾壓的區域時，均需要采用變態混凝土。對于變態混凝土和混凝土碾壓的結合位置，應當使用BW75S 振動壓實，并進行收平，值得注意的是，整個澆筑工序要依據混凝土碾壓施工依次進行。首先，針對已被處理完成的層面要均勻鋪設1 層水泥摻合料漿，并保證其體積限定在變態混凝土所規定摻量的1/2，等到鋪筑完成首層混凝土碾壓后，攤鋪好的混凝土碾壓上層還應當鋪設水泥摻合料漿，隨后完成對第二層混凝土碾壓的鋪設。完成第二層混凝土碾壓攤鋪流程后，需要使用大功率的振搗器將混凝土液漿搗實，如果觀察到層面出現連續上升的情況，需要控制上層混凝土澆筑期間振動器的深度置入下層變態混凝土的5~10 cm。拔出振搗器以后，確保混凝土表面不會出現孔洞，并且在振搗時，時間需要控制在攪拌水泥摻合料后的1 h 以內，嚴格按照規范操作。在操作期間，保證混凝土表現為外光內實的狀態，盡可能避免欠振、漏液的情況發生。

對于異種混凝土施工，其主要涵蓋大壩混凝土碾壓和基礎面層常態混凝土、大壩混凝土碾壓和岸坡斜段連接區域、大壩混凝土碾壓和常態混凝土的同步澆筑3 種情況。

大壩基礎面墊層常態混凝土澆筑完畢固結灌漿施工完成后，使用高壓水對墊層常態混凝土表面進行沖刷處理，及時清理混凝土表面存在的松動骨料和部分浮漿，完成處理流程后，還需要均勻攤鋪厚度約2 cm 的砂漿，并確保砂漿的強度大于混凝土碾壓后的強度，隨后在上面澆筑混凝土碾壓。

與變態混凝土連接時，混凝土碾壓與變態混凝土碾壓應同步進行，按照施工流程，首先執行混凝土碾壓操作，然后再對常態混凝土實施澆筑。如果在澆筑常態混凝土時觀察到混凝土碾壓的坡角位置出現松動跡象，要將處于分離狀態的骨料予以挖除，并有效確保常態混凝土和混凝土碾壓的結合處于良好狀態。

大壩碾壓后的混凝土和常態混凝土在連接時，需要按照規范化順序來操作，混凝土碾壓施工完成后，澆筑常態混凝土。正確使用高頻振搗器沿著巖基朝向倉內方位實施振搗，插入下層混凝土的幅度約5 cm。針對以上兩種混凝土的結合部位區域，需要按照規范化操作精心振搗，并積極保證上述兩種混凝土呈現出融混密實的狀態。此外，針對異種混凝土結合區域，在其表面還要使用BW75S 進行振動，并保證達到碾壓收平的狀態。

4.2.2 縫面及層面處理

對于結構縫，根據壩體結構布置與混凝土碾壓的施工特點，采取以下方法成縫：通倉澆筑壩體橫縫止水，在縫面區域應用鋼支架對止水片以及瀝青杉木板進行固定，在該部位還需要澆筑變態混凝土。同時，在對壩提橫縫進行止水后，需要對縫面進行處理，利用切縫機執行切縫操作，按照先碾后切的操作流程。針對混凝土碾壓橫縫的縫面區域，需要利用測量放樣的方法進行定位，正確使用切縫機保證切縫成型，切出的寬度限定在10~12 cm，并符合連續性特征。橫縫成縫面積不小于設計成縫面積，填縫材料為彩條布。分倉澆筑壩體橫縫采用立模成縫，折模后在縫面上安裝固定填縫材料。

對于施工縫處理，連續上升鋪筑混凝土碾壓時，要充分考慮層面的間隔時間，確保其鋪筑時間合理。在具體操作過程中，要優先在其表面鋪設砂漿或者水泥粉煤灰凈漿，完成后鋪筑碾壓混凝土。在對施工縫和冷縫處理時，借助高壓槍實施刷毛操作，盡快清除混凝土表面存在的浮漿或者松動的骨料成分。

5 混凝土養護和表面保護

正常狀態下， 通常混凝土碾壓在施工結束后的12~16 h內實施灑水養護處理操作，針對永久性暴露出來的表面，應當使用流水養護方法，針對水平施工層面，維護時間則需要達到上層混凝土碾壓開始鋪筑。在養護期間，還應當保證專人負責，優先做好養護記錄。在對混凝土表面質量缺陷檢查時，填好混凝土表面質量缺陷檢查表。

6 結語

混凝土碾壓施工屬于水利大壩施工項目中的新型種類，在施工過程中，應當嚴控施工質量，基于混凝土碾壓施工流程，做好混凝土碾壓入倉、卸料、攤鋪及碾壓過程，掌握混凝土碾壓施工技術要點、解決施工難點，有效提升混凝土碾壓施工的質量，助力水利大壩工程的健康發展。