水利工程大坝碾压砼的施工技术

水利工程大坝碾压砼的施工技术

【摘要】碾压混凝土技术是大坝施工中较为常用的一种技术，采用碾压混凝土技术的坝体具有防渗性能好、体积小、强度高等优点。本文重点探讨了水利工程大坝碾压砼的摊铺、碾压、接缝等施工技术。

【关键词】水利工程大坝；碾压砼；接缝

一、大坝碾压砼

我国碾压砼筑坝应用范围较广泛，在初期的碾压砼坝建设过程中，体积都受到限制，这与其碾压砼技术的局限性是分不开的，随着近年我国碾压砼技术的成熟，一系列高坝不断得到建设，满足了时代的应用需要，同时也可以看到拱坝比重不断提高，自普定碾压砼拱坝突破了碾压砼筑坝应用领域后，碾压砼拱坝近十年发展很快，至今已占碾压砼坝总数的1/6，其中还有一些双曲薄拱坝、100m级高拱坝和严寒地共的拱坝。这些拱坝含有许多新的技术突破和发展。

目前水利工程建设过程中，碾压砼工程的应用比重很大，在早期碾压砼坝应用过程中，金包银式结构较常见，在整体混凝土工程量中比例较高，自从变态混凝土应用技术及其二级配碾压砼防渗模式的更新后，无论是现阶段的拱坝建设还是重力坝建设，都进行了碾压砼筑坝技术的应用，确保坝体的整体工作模式的优化。

二、大坝碾压砼的施工技术要点

（一）大坝碾压砼的原料与配合比

大坝碾压砼所需的原材料几乎与一般的水泥混凝土一样，就是水泥，粗骨料、细骨料和掺合料等，然后将这些原材料和水按照一定的比例进行配置，这两种混凝土的差别就在于原料的配比不同。大坝碾压砼中所需的掺合料有硅灰、粉煤灰和磨细的矿渣以及适量的外加剂等等。其中硅灰的作用是促凝，适用于坝面或者具有较强腐蚀性的结构中。磨细矿渣的作用是自身硬化可以加强大坝碾压砼的干硬性。外加剂主要是指减水剂、缓凝剂、早强剂和阻锈剂等，这些外加剂在拌入料之前需要对水泥、外加剂和掺合料之间微相容性实验，只有相容才能进行拌制。

大坝碾压砼的配合比的设计方法是绝对体积法，在设计时主要需要确保抗渗性、强度、抗冻性等这些因素符合大坝的实际要求，大坝碾压砼的材料组成与混凝土的质量更是息息相关，因而要多这些材料和各种指标进行严格要求。关于原材料的指标主要有：含水率、极配、表观密度、粒径、外加剂性质、外加剂种类和其相容性等。其中比较重要的指标，如用水量在确定是需要从施工所要求的标准以及粗骨料最大粒径两方面来考虑，并通过相应的实验选择最佳的用水量。在选砂时应根据表观密度大、骨料分离的现象少，强度大、混凝土拌制物的VC值最小等原则筛选出最佳的砂率。在拌制前应当进行试拌以测定具体所需的施工

度，当试拌的混凝土不符合施工度时对其进行调整，然后对符合这样标准的混凝土进行力学性能的测定，最后当所有的指标符合要求时，确定此时所配的混凝土配合比，在施工方和建设方都确认的情况下就可以提交给施工工程了。

（二）碾压砼摊铺

碾压砼摊铺分为平层法和斜层平推法两种方式。

1.平层法施工

当碾压砼仓面面积<2000m2时，采用平层法施工，层面略向上游倾斜。施工要点要点如下：汽车卸料时严格控制靠近模板条带作业，料堆边缘与模板的距离不小于1.0 m；与模板接触部位必要时辅以人工铺料。碾压砼压实厚度均为30cm。按两次铺料一次碾压的方式进行，每次铺料厚度控制在17～19cm左右，总平仓厚度控制在33cm～35cm，并在平仓机上安装激光找平仪进行控制，同时在模板上画出分层高度线，作为辅助控制手段。卸料平仓应严格控制三级配和二级配碾压砼的分界线，二级配碾压砼的推铺宽度应满足施工图纸的规定，最大误差不得大于30cm。 汽车在碾压砼仓面行驶时，尽量避免急刹车、急转弯等有损碾压砼质量的操作。

2.斜层平推法施工

当碾压砼仓面面积≥2000m2时，采用斜层平推法施工。斜坡前缘老混凝土铺料前用高压水把二次污染物清洗干净，然后进行平推段砂浆摊铺，同时将上一平推段未碾压的30～50cm宽的前缘也用砂浆进行包裹。平推段混凝土面采用摊铺机铺砂浆，上层未碾压的前缘需辅以人工铺砂浆。 某大坝坝顶长516m，左右分2个仓号；坝底宽150m，下部采用顺水流方向碾压（坡向上游），上部采用垂直水流方向碾压，大量采用了斜层碾压工艺，为提前发电争取了时间。

混凝土斜坡碾压示意图

（三）碾压砼碾压

混凝土摊铺完成后，随即碾压砼。混凝土从出机到碾压完毕，要求在2h内完成。碾压同样按摊铺顺序施工：即分条带，从左岸到右岸方向碾压，按从上游到下游的顺序逐条带碾压。为了保证碾压质量，碾压行走速度为1-1.5 km/h。压实方式为：先无振动2遍，有振6—8遍，最后无振2遍。碾压时，按反复“错距法”碾压，重叠宽度不小于20 cm，端部为100 cm。同时混凝土在碾压时，利用振动碾自行适当喷水。压实作业完成后，用核子密度仪检查碾压层密实度，如达不到设计规定要求，分析原因，进行补救或返工。

（四）横缝处理

在对水利工程碾压砼坝的施工过程中，其成缝都是依靠预埋分缝板或利用切

缝机来进行成缝的。在这种诱导性成缝过程中，分缝板的不好固定与挖槽困难等问题常常会对整个工程的质量产生影响，因此必须要对此环节进行优化处理。针对此环节问题，作者建议在诱导缝成缝原理基础上，从加强混凝土拱坝建设角度，利用重力式混凝土预制构件的预埋，并依靠重复灌浆系统来实现优化。除了诱导缝之外，横缝也可以采取此种方法进行优化，但需要注意横峰与诱导缝之间存在的差异，在对横缝灌浆过程中为了保证其质量，必须要保证每条横峰上都设置四种不同的预制构件，这样不仅能够保证结构的坚固性，还能够使安装施工变得简便，值得大力推广。

（五）控制碾压砼的温度

碾压砼施工过程中，经常会因为混凝土温控措施布置不当和操作不利，导致混凝土上出现裂缝，如没有将混凝土的温度控制在规定的范围中，就会在混凝土温度不断上升过程中，容易出现裂缝，导玫混凝土的防渗能力和质量降低。为提升碾压砼施工质量，在施工时要做好大体积混凝土的温度控制措施。在此工程中，主要使用提高混凝土的散热速度和降低混凝土发热量两种方法来对温度进行控制。 在施工的过程中，为了有效的减少混凝土的入仓温度，防止裂缝的出现，在中午温度过高的时间段不进行施工。当混凝土的压实度符合规定要求时，为了防止混凝土温度提升，要尽快使用高压喷雾的方法进行降温，并采取适当的保湿措施，加速混凝土热量的散发。如果混凝土的温度已经升高，要使用水喷洒到碾压砼表面，然后在铺筑下一层混凝土前浇筑水泥净浆，从而即增加层间结合能力，同时也有效降低混凝土的温度。随着浇筑高度上升，为了进一步提高混凝土的强度，加速热量的发散，要注重混凝土层洒水作业。

（六）重复灌浆优化

在对混凝土拱坝进行蓄水时，为了保证拱坝的承受力，必须要对坝体的诱导缝和横缝进行灌浆。然而在坝体温度不断降低的影响下，坝体必然会出现收缩现象，当坝体出现收缩情况之后，那么进行灌浆的诱导缝和横缝便会出现拉伸，导致裂缝的出现，这时施工企业不得不对诱导缝和横缝进行二次灌浆。为了避免上述情况出现，通常情况下采用预埋两套灌浆管路的方式，来满足二次灌浆需求。但其无论是从施工成本还是施工进度方面都容易造成施工浪费。在此环节的优化过程中，作者对水利工程坝体诱导缝的形成进行了充分分析。因为大坝诱导缝是利用重力式预制构件来进行成缝的，那么可以在进行成缝时就进行单回路灌浆管路与排气管的预埋，并依靠其对坝体诱导缝和成缝进行重复灌浆操作。单回路灌浆系统具有结构阶段、成本低、安装方便和能够重复灌浆等优点，因此其对于实现水利工程碾压砼施工技术的优化具有重要意义。

参考文献：

[1]杨秀凯.水利工程大坝碾压砼的施工分析[J].山东工业技术，2014年21期.

[2]韦明动.水利工程碾压混凝土大坝施工技术[J].建筑工程技术与设计，2014年30期.