山陽縣金盆電站碾壓混凝土壩施工技術(shù)分析

王建坤　溫鵑戎

摘 要：本文主要闡述了山陽縣金盆電站碾壓混凝土壩施工技術(shù)，希望能為廣大同仁提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：碾壓混凝土；常態(tài)混凝土；溫度控制；模板

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.081

金錢河發(fā)源于秦嶺南麓，屬漢江支流，是山陽境內(nèi)最大的河流，境內(nèi)干流79.1公里，總落差280米，年平均徑流量11.73億立方米，水力資源理論蘊(yùn)藏量8.38萬千瓦，河道狹窄，比降較大。在山陽境內(nèi)共規(guī)劃七座水電站，其中金盆電站裝機(jī)3×103千瓦， 年發(fā)電量1317萬千瓦時，采用碾壓混凝土壩。

碾壓混凝土筑壩技術(shù)，是介于碾壓土壩與常態(tài)混凝土壩之間的一種筑壩技術(shù)，既能像碾壓土壩那樣施工，防滲性可靠，適應(yīng)中高壩大體積填筑，又比傳統(tǒng)混凝土壩提高了筑壩速度，節(jié)約了水泥、減少了時間、節(jié)省了模板、降低了造價。

1 碾壓混凝土壩的優(yōu)點(diǎn)及存在的問題

1.1 碾壓混凝土壩的優(yōu)點(diǎn)

碾壓混凝土是采用振動碾壓實(shí)超干硬性混凝土修建建筑物的施工技術(shù)，它的特點(diǎn)是：①低膠凝材料用量，包括水泥與摻和料共120～160kg/m3；②超干硬性，以維勃儀加壓測定，拌和物的稠度值在20s左右；③大量使用摻和料，如用粉煤灰或天然火山灰，摻量為膠凝材料總量的30%～60%；④易施工，浸潤線低，穩(wěn)定性好，防滲性強(qiáng)，適應(yīng)中高壩；⑤不設(shè)縱橫縫；⑥碾壓混凝土施工較之常規(guī)混凝土，具有造價低，施工速度快、節(jié)省水泥、模板和勞動力等優(yōu)點(diǎn)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。

1.2 碾壓混凝土壩存在的問題

碾壓混凝土壩經(jīng)常存在以下幾個問題：①層面結(jié)合處容易成為滲水的薄弱層面；②混凝土運(yùn)輸與鋪料過程易產(chǎn)生骨料分離；③混凝土澆筑的溫控措施復(fù)雜；④表面裂縫問題；⑤混凝土澆筑需有連續(xù)性、速度快，有碾壓要求，停倉有允許時間要求。

2 碾壓混凝土的技術(shù)分析

2.1 碾壓混凝土的組成材料

該壩原材料主要有水泥、粉煤灰、混凝土粗細(xì)骨料、水、外加劑等，必須嚴(yán)格控制各種原材料質(zhì)量符合規(guī)范要求?；靥罟酀{、固結(jié)灌漿、帷幕灌漿采用R32.5水泥，壩體接縫灌漿、各類接觸灌漿采用R42.5水泥，壩體采用中、低熱水泥和低熱微膨脹水泥，以控制壩內(nèi)溫度，有效降低壩體內(nèi)溫度應(yīng)力；優(yōu)先選用一級粉煤灰，質(zhì)量應(yīng)滿足GB1596-91的規(guī)定；骨料采用金錢河II、III類砂石。

2.2 碾壓混凝土的倉面準(zhǔn)備

碾壓混凝土建基面一般要做常態(tài)混凝土，后再進(jìn)行碾壓混凝土。對連續(xù)碾壓混凝土施工的倉面，當(dāng)層間間隔時間較短，上下層能良好地結(jié)合時，可以連續(xù)鋪筑上升，下層混凝土表面可不必處理。當(dāng)層間間隔時間較長超過初凝時間則必須停止?jié)仓?，待終凝后按水平縫處理。水平縫處理要求無泥，無污，無雜物，清理干凈，鑿除乳皮，或用刷毛機(jī)刷毛，風(fēng)水槍處理干凈。在表面清洗干凈后，鋪上一層1～1.5cm比碾壓混凝土高一級標(biāo)號的砂漿，或3～5cm厚的一級配混凝土，刮平后再鋪設(shè)上一層碾壓混凝土。

2.3 碾壓混凝土的拌合

混凝土拌合采用水泥裹砂法：砂子先經(jīng)砂處理機(jī)，使表面含水率保持在2%左右，再加入砂、石、一部分拌合水、水泥開始拌合，在砂石表面裹上一層水泥漿膜，其水灰比控制在0.15-0.35范圍內(nèi)，最后加入剩余的拌合水和高效減水劑，直到拌合成均勻混凝土。

2.4 碾壓混凝土的運(yùn)輸

金盆電站地勢平坦，道路寬闊平整，主要采用自卸汽車運(yùn)輸，提高了運(yùn)輸效率，減小了混凝土的分離，車體密封，保證在運(yùn)輸過程中不漏漿不泌水，盡量縮短運(yùn)輸時間，確保混凝土質(zhì)量。但隨著壩體的增高，又多次鋪設(shè)道路，增加了施工成本。

2.5 碾壓混凝土入倉

混凝土入倉鋪料用平澆法，入倉后都要進(jìn)行機(jī)平倉，振動碾壓實(shí)，切縫機(jī)切縫等工序。

（1）攤鋪：建基面處，先澆一定厚度的常態(tài)混凝土，一般0.5～2.5m；基巖面用常態(tài)混凝土找平，填平凹角，具備施工設(shè)備行走條件。

（2）碾壓：采用自行式振動碾碾壓。通過試驗(yàn)確定了碾壓設(shè)備、碾壓遍數(shù)、行走速度、振動頻率。每層高度不超過0.5米，層與層之間分段接頭錯開一定距離，同時分段分條帶與壩軸線平行，各分段之間高差不超過1.5米，與邊坡土質(zhì)體結(jié)合部用氣胎碾進(jìn)行壓實(shí)。

（3）溫度控制措施：合理安排施工時間，春秋多填筑，冬季低于零度以下不進(jìn)行壩體施工，夏季正午不填筑碾壓。山陽縣在每年7月份氣溫將出現(xiàn)極值，在持續(xù)高溫期，拌合混凝土?xí)r大量摻粉煤灰，摻合料的用量右達(dá)水泥用量的25%-60%；重要部位施工時，對骨料進(jìn)行水冷、風(fēng)冷法預(yù)冷，并采用厚塊填筑，以防止因高溫?zé)崃康沽?，出現(xiàn)溫度裂縫，同時在壩體內(nèi)預(yù)埋蛇形冷卻水管，水流方向24h換一次，初期冷卻混凝土與水溫差值為22℃，中期為18℃。

2.6 碾壓混凝土模板

碾壓混凝土壩模板，要有足夠的強(qiáng)度、鋼度和穩(wěn)定性。必須能承受施工中可能出現(xiàn)的各種荷載的最不利組合，其結(jié)構(gòu)變形應(yīng)在允許范圍內(nèi)。金盆電站大壩采用專門加工廠制作的鋼模板及鋼筋混凝土預(yù)制模板。在荷載基本組合中，新填筑的混凝土重量按25kN/m3計算，一般鋼筋混凝土按1kN/m3計算，振搗混凝土產(chǎn)生的荷載按1kN/m3計算，其它荷載按現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012確定。

3 建議

3.1 摻加緩凝減水劑

加入緩凝減水劑對延長碾壓混凝土初凝時間、減少拌和用水量等方面具有顯著的效果。緩凝減水劑的摻量，要根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，嚴(yán)格控制。特別是用粉末狀的，在稀釋時，控制好用水量，并在使用前1天稀釋，使其充分溶解，并在使用時，要定時攪拌，使其密度均勻。

3.2 改進(jìn)臺階澆筑法

在高溫環(huán)境下，混凝土的初凝時間大幅度縮短，為保證層間結(jié)合質(zhì)量，需要減少一次攤鋪碾壓的面積，使上層混凝土能在下層混凝土初凝前或更短時間內(nèi)覆蓋碾壓密實(shí)。采用臺階鋪筑法，塊與塊之間不用模板分隔，而是有混凝土自身形成一定坡度的斜面，在層間間隔時間內(nèi)，完成一個自下而上的澆筑循環(huán)，滿足在高溫環(huán)境條件下碾壓混凝土壩連續(xù)施工的要求。

3.3 施工倉面噴霧

采用噴霧的方法，可以形成適宜的人工小氣候，起到降溫保濕、減少VC值的增加、降低混凝土的澆筑溫度的作用。