淺談碾壓混凝土平層通倉(cāng)斜澆施工新技術(shù)

朱 浩， 朱 福 余

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司,四川 成都 610091)

1 概 述

西泌河水庫(kù)攔河壩為碾壓混凝土重力壩，大壩全長(zhǎng)134.7 m，壩頂寬度10 m，最大壩高88 m，最大壩底寬度83.80 m。大壩左岸非溢流壩段樁號(hào)壩橫0+70.2～壩橫0+134.7，高程EL.683.0以上的碾壓混凝土方量約1萬(wàn)m3，平層通倉(cāng)斜澆高差約13 m，受壩后右側(cè)入倉(cāng)施工道路日漸陡短狹窄影響，碾壓混凝土施工難度逐漸加大，混凝土運(yùn)輸車行駛安全隨入倉(cāng)施工道路陡、短、狹窄而日趨突出。為解決大壩左岸非溢流壩段碾壓混凝土施工困難，同時(shí)降低車輛行駛安全風(fēng)險(xiǎn)，將壩后右側(cè)入倉(cāng)道路改從右岸EL.665 m馬道行走入倉(cāng)，途經(jīng)大壩右岸非溢流壩段和溢洪道，在大壩左岸非溢流壩段從壩橫0+70.2(高程EL.683.0)起坡，按10度坡度向上采用平層通倉(cāng)斜澆施工法(非斜層平推碾壓法)，逐層將大壩澆筑至壩頂設(shè)計(jì)高程696 m(一期混凝土)，使大壩左岸非溢流壩段與大壩左岸696 m上壩公路相連，然后再?gòu)淖蟀妒┕さ缆窛仓蟀妒Ｓ嗄雺夯炷?二期混凝土)。

2 工程主要特征

2.1 斜坡碾壓混凝土施工難度較大

大壩左岸非溢流壩段最大長(zhǎng)度64.5 m，最大寬度15.4 m，碾壓混凝土松鋪厚度34 cm，壓實(shí)厚度30 cm，按不大于10度坡由左向右分層通倉(cāng)斜澆碾壓，碾壓斜坡面時(shí)骨料受擠壓容易向外側(cè)(左側(cè))臨空面移動(dòng)，使斜坡面端頭松散不易壓實(shí)，再加上斜坡面入倉(cāng)車輛進(jìn)出頻繁損壞坡面，需要振動(dòng)碾反復(fù)碾壓斜坡面。上游和下游混凝土變態(tài)區(qū)斜坡面灌注水泥漿時(shí)漿液容易沿坡面流失而振搗困難，需要反復(fù)加漿振搗，加漿量不易控制。隨著不斷升層，上下高差越來(lái)越大，倉(cāng)面越來(lái)越狹窄，倉(cāng)內(nèi)運(yùn)輸車輛、平倉(cāng)設(shè)備和碾壓設(shè)備回轉(zhuǎn)調(diào)頭挪移困難，平倉(cāng)設(shè)備和碾壓設(shè)備需要反復(fù)開(kāi)進(jìn)開(kāi)出。駕駛運(yùn)輸混凝土重車長(zhǎng)距離斜坡倒車入倉(cāng)卸料，增大了駕駛難度。因此，平層通倉(cāng)斜坡法與平層通倉(cāng)法、斜層平推碾壓法相比，施工難度相對(duì)較大。

2.2 質(zhì)量控制相對(duì)較薄弱

在一期碾壓混凝土達(dá)到齡期后，再?gòu)膲螜M0+70.2由左向右分層斜坡碾壓至EL.696.0 m，澆筑過(guò)程中，一期與二期之間結(jié)合面呈三角形，反鏟攤鋪料時(shí)容易形成骨料壘集現(xiàn)象，不及時(shí)扒散壘集粗骨料，容易形成內(nèi)部架空現(xiàn)象。碾壓時(shí)結(jié)合面尖角處振動(dòng)碾鋼輪不易碾壓三角形尖角處或碾壓不密實(shí)，容易形成滲水通道，質(zhì)量控制相對(duì)較薄弱。

2.3 安全問(wèn)題突出

隨著大壩左岸非溢流壩段不斷升層，入倉(cāng)斜坡面日趨增長(zhǎng)，上下高差越來(lái)越大，斜坡面上高臨空振動(dòng)碾多頻率碾壓，安全風(fēng)險(xiǎn)增大。澆筑二期碾壓混凝土?xí)r，長(zhǎng)斜坡駕駛重車在10度坡面倒車卸料時(shí)有翹頭或側(cè)翻傾覆的風(fēng)險(xiǎn)。二期碾壓混凝土澆筑完后形成倒三角體，在自重作用下，倒三角體會(huì)沿結(jié)合斜面深層滑動(dòng)，而引發(fā)較大的工程安全事故。

3 主要施工技術(shù)

3.1 總施工程序

左岸非溢流壩段一期碾壓混凝土→左岸非溢流壩段二期碾壓混凝土。

3.2 工藝程序

修筑入倉(cāng)道路→鋪設(shè)冷卻水管→預(yù)埋止(漿)水片→混凝土運(yùn)輸→攤鋪→碾壓→檢測(cè)→切縫(設(shè)置誘導(dǎo)縫)→養(yǎng)護(hù)→下一個(gè)倉(cāng)位準(zhǔn)備，

3.3 修筑入倉(cāng)道路

用20T自卸車從3號(hào)渣場(chǎng)運(yùn)料，反鏟修筑入倉(cāng)道路，完工后用振動(dòng)碾壓實(shí)路面，并在路面鋪設(shè)脫水碎石帶。

3.4 冷卻水管預(yù)埋

(1)冷卻水管采用公稱外徑φ32 mm，公稱壁厚2.0 mm，導(dǎo)熱系數(shù)K≥1.0W/(m×℃)的HEPE塑料管，根據(jù)圖紙?jiān)趥}(cāng)面蛇形布置。

(2)混凝土厚度達(dá)到1.5m高度布置一層冷卻水管，同一層中每根冷卻水管長(zhǎng)度不超過(guò)250 m，水平管距離1.5 m，垂直距離高溫季節(jié)1.5 m或低溫季節(jié)3 m。

3.5 止水(漿)片埋設(shè)

(1)橫縫止水片在焊接過(guò)程中需要鉛球控制豎向止水片鉛直，止水焊接搭接長(zhǎng)度不少于20 mm，焊接表面應(yīng)光滑、無(wú)砂眼或裂紋，不滲水。

(2)止水銅片應(yīng)安裝準(zhǔn)確、牢固，其鼻子中心線與接縫中心線偏差為±5 mm，定位后應(yīng)在鼻子空腔內(nèi)填滿塑性材料。

(3)橫縫橡膠止水帶應(yīng)由模板加緊定位，連接采用硫化熱粘結(jié)，連接抗拉強(qiáng)度不低于母材的75%。

3.6 標(biāo)識(shí)斜面控制線

用全站儀在上下游翻轉(zhuǎn)模板上，用紅油漆標(biāo)識(shí)碾壓混凝土斜面控制線。斜面控制線從壩橫0+70.2開(kāi)始，按照傾角10度方向線進(jìn)行控制。

3.7 碾壓混凝土運(yùn)輸

(1)碾壓混凝土采用HZS180-1Q4000型拌和樓(2號(hào)樓)拌制的混凝土，混凝土水平運(yùn)輸采用20 t自卸汽車。

(2)運(yùn)輸混凝土汽車進(jìn)倉(cāng)前經(jīng)沖洗平臺(tái)人工兩側(cè)沖洗輪胎，待汽車輪胎沖洗干凈，經(jīng)碎石路面脫水后入倉(cāng)，以防止輪胎將污物帶入倉(cāng)內(nèi)。

3.8 鋪料(平倉(cāng))工藝

(1)平面混凝土攤鋪按條帶臺(tái)階式薄層攤鋪，斜坡面上鋪料待推土機(jī)平料后，再用反鏟修筑，挖除多余料，填補(bǔ)不夠料，用反鏟整平，最后人工用鐵耙精細(xì)修平，確保斜坡面平直。

(2)均勻攤鋪，每一碾壓層平倉(cāng)一次。

(3)鋪料厚度控制在允許偏差范圍內(nèi)，一般控制在±3 cm以內(nèi)；即每層攤鋪厚度為34±3 cm，壓實(shí)厚度為30 cm左右。

(4)鋪料厚度控制：開(kāi)倉(cāng)前，由測(cè)量隊(duì)將各層鋪料層高控制線按照10%坡度用紅油漆標(biāo)在上下游模板上，以便控制斜層端部鋪料位置和鋪料厚度。鋪筑砂漿時(shí)用鐵耙或木耙反復(fù)耙平，砂漿鋪撒厚度1～2 cm。

(5)平倉(cāng)過(guò)程中兩側(cè)出現(xiàn)的骨料集中，應(yīng)由人工將其均勻地?cái)備伒轿茨雺旱幕炷撩嫔希貏e是斜坡面尖角處要及時(shí)扒散壘集骨料，防止內(nèi)部架空，不允許有向下游傾斜和左右傾斜的坡度。

(6)人工修整斜面平整度誤差不超過(guò)±3 cm，避免出現(xiàn)坡面凹凸不平或彎折或明顯突變。

3.9 碾壓工藝

(1)振動(dòng)碾行走速度控制在1.0～1.5 km/h(即0.3～0.4 m/s)。施工時(shí)振動(dòng)碾的行走速度直接影響碾壓效果及壓實(shí)度。

(2)碾壓遍數(shù)：碾壓遍數(shù)按2-8-2控制，即先無(wú)振碾壓2遍，再有振碾壓8遍，最后無(wú)振碾壓2遍。

(3)碾壓方向：上游迎水面8～15 m范圍混凝土碾壓方向一定要垂直水流方向，其余部位碾壓方向同卸料平倉(cāng)方向，對(duì)斜面端頭條帶要用振動(dòng)碾按照靜碾2遍、激振碾壓8遍、最后靜碾2遍。

(4)每層碾壓作業(yè)結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)檢測(cè)檢測(cè)混凝土的壓實(shí)度、密度，所測(cè)密度低于規(guī)定值時(shí)，應(yīng)立即重復(fù)檢測(cè)，并按要求進(jìn)行補(bǔ)碾，補(bǔ)碾后仍達(dá)不到要求應(yīng)挖除處理，斜坡面要加大檢查頻率，確保斜坡面碾壓混凝土質(zhì)量滿足要求。

3.10 檢測(cè)工藝

碾壓混凝土倉(cāng)內(nèi)質(zhì)量控制直接關(guān)系到質(zhì)量的好壞，其控制主要內(nèi)容包括：VC值控制；卸料、平倉(cāng)、碾壓控制；壓實(shí)度控制；澆筑溫度控制。

3.11 成縫工藝

(1)定位：切縫前，先測(cè)量定位，拉線，沿定位線切縫，以利混凝土成縫整齊。

(2)切縫深度：切縫深度控制在25 cm左右(壓實(shí)厚度為30 cm)，不允許將碾壓層切透。

(3)填縫：成縫后，縫內(nèi)人工填塞化纖編織布，并用鋼釬(鋼棒)分層搗實(shí)，縫面埋設(shè)誤差不得大于2 cm。

3.12 變態(tài)混凝土施工工藝

(1) 鋪料：采用平倉(cāng)機(jī)(推土機(jī))輔以人工分兩次攤鋪平整，變態(tài)混凝土應(yīng)隨著碾壓混凝土澆筑逐層施工，層厚與碾壓混凝土相同。

(2) 加漿：斜坡面加漿，需要邊加漿、邊振搗，防止?jié){液沿斜坡面流失。

(3)加漿量標(biāo)準(zhǔn)：變態(tài)水泥粉煤灰凈漿摻加量，三級(jí)配為4%，即40 L/m3，二級(jí)配為6%，即60 L/m3。

(4)振搗：采用φ100 mm高頻振搗器按梅花型線路有序振搗，灰漿摻入混凝土就開(kāi)始振搗，振搗應(yīng)插入下層混凝土5～10 cm。

3.13 碾壓混凝土縫面處理

(1)用高壓水沖毛機(jī)清除碾壓混凝土表面乳皮，使之成為毛面(以清除表面浮漿及松動(dòng)骨料為準(zhǔn))。

(2)清掃縫面并沖洗干凈，在新碾壓混凝土澆筑覆蓋之前應(yīng)保持潔凈，并使之處于濕潤(rùn)狀態(tài)。

(3)在已處理好的施工縫面上按照條帶均勻攤鋪一層1.0～2.0 cm厚水泥砂漿墊層，鋪漿后應(yīng)立即覆蓋碾壓混凝土，砂漿標(biāo)號(hào)比同部位混凝土標(biāo)號(hào)高一個(gè)標(biāo)號(hào)等級(jí)。

3.14 表面養(yǎng)護(hù)及保護(hù)工藝

(1)一般壓實(shí)后10小時(shí)就進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間須比常態(tài)混凝土長(zhǎng)。

(2)連續(xù)鋪筑施工的層面不進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)，如果表層干燥，可用噴霧機(jī)或沖毛機(jī)適當(dāng)噴霧，以改善小環(huán)境的氣候。

(3)混凝土強(qiáng)度未達(dá)到4.5MPa前運(yùn)輸設(shè)備不得碾壓混凝土表面。

4 結(jié) 語(yǔ)

西泌河水庫(kù)攔河大壩為碾壓混凝土重力壩，擋水大壩地處“V”字形深山峽谷，受左岸地形地勢(shì)影響，左岸無(wú)法開(kāi)挖入倉(cāng)施工道路，要完成大壩左岸EL.683 m以上碾壓混凝土，需要從右岸EL.665 m馬道，途經(jīng)大壩右岸非溢流壩段和溢洪道，至壩橫0+70.2(溢洪道與左非銜接處)起坡，按不大于10°坡度平層通倉(cāng)斜坡澆筑左岸EL.683 m以上碾壓混凝土。實(shí)踐證明，在左岸高差不大情況下，采用平層通倉(cāng)斜坡碾壓混凝土技術(shù)是安全、經(jīng)濟(jì)、可行的，施工質(zhì)量能滿足大壩碾壓混凝土技術(shù)要求。