碾壓混凝土壩施工技術(shù)探討

1、<p>　　碾壓混凝土壩施工技術(shù)探討</p><p>　　摘 要：介紹了碾壓混凝土壩的主要技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀，指出碾壓混凝土壩施工中應(yīng)注意混凝土的層面處理，并對(duì)斜層鋪筑法和碾壓混凝土自防滲技術(shù)防治大壩滲漏做了分析。同時(shí)對(duì)碾壓混凝土的控溫防裂措施以及變態(tài)混凝土的施工做了介紹。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：水利工程；碾壓混凝土壩；施工；控溫；防滲 </p><

2、;p>　　中圖分類號(hào)：TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)： </p><p><b>　　引言： </b></p><p>　　碾壓混凝土是一種由硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)摻和料、水、外加劑、砂和分級(jí)控制的粗骨料拌制成的無(wú)塌落度的干硬性混凝土。碾壓混凝土壩具有防滲性能好、壩身可溢流、節(jié)約水泥用量、施工工藝簡(jiǎn)化、機(jī)械化程度高、施工速度快和工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，因而在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛

3、的應(yīng)用。 </p><p>　　1.我國(guó)碾壓混凝土筑壩技術(shù)的特點(diǎn) </p><p>　　1.1壩越筑越高。初期建造的碾壓混凝土壩多為50~80m，自水口、巖灘2座100m級(jí)高壩采用碾壓混凝土技術(shù)修建主壩以后，相繼建成了江埡、棉花灘、大朝山等高壩。正在興建的有索風(fēng)營(yíng)（壩高120m）、百色（130m）和龍灘（196m）等高壩。 </p><p>　　1.2拱壩比例不斷提

4、高。自普定碾壓混凝土拱壩突破了碾壓混凝土筑壩應(yīng)用領(lǐng)域以后，碾壓混凝土拱壩近10年發(fā)展很快，至今已占碾壓混凝土壩總數(shù)的1/6，其中還有一些雙曲薄拱壩、100m級(jí)高拱壩和嚴(yán)寒地拱壩。這些拱壩含有許多新的技術(shù)突破和發(fā)展。 </p><p>　　1.3碾壓混凝土工程量在壩體總體積中的比例不斷提高。早期的碾壓混凝土壩，采用“金包銀”式結(jié)構(gòu)，常態(tài)混凝土占去壩體體積很大份額，碾壓混凝土工程量所占比例約為50％~60％。自開發(fā)出

5、變態(tài)混凝土和二級(jí)配碾壓混凝土作防滲體技術(shù)后，近期所建重力壩和拱壩，基本上普遍采用全斷面碾壓混凝土筑壩技術(shù)（除溢流壩、豎井等部位采用常態(tài)混凝土外），使碾壓混凝土占?jí)误w工程量比例增高到80％左右。 </p><p>　　1.4筑壩技術(shù)要求從細(xì)從嚴(yán)。我國(guó)碾壓混凝土壩，強(qiáng)調(diào)層間連續(xù)鋪筑，層間要有良好結(jié)合，上游面混凝土應(yīng)滿足防滲、防裂和抗凍融等主要性能要求，而內(nèi)部混凝土要滿足必要的混凝土溫度控制及抗裂要求。 </p&

6、gt;<p>　　1.5碾壓混凝土筑壩。低水泥用量，高摻粉煤灰，中膠凝材料的干硬性混凝土；薄層連續(xù)碾壓；二級(jí)配碾壓混凝土防滲；廣泛采用誘導(dǎo)縫，不設(shè)縱縫，全倉(cāng)面或全壩面碾壓施工。 </p><p><b>　　2施工技術(shù) </b></p><p><b>　　2.1層面施工 </b></p><p>　　層面處

7、理是影響碾壓混凝土壩安全穩(wěn)定的一個(gè)重要問題，尤其是高壩尤為重要。解決此問題除了處理好骨料離析問題和改善層面條件以外（如保持層面濕潤(rùn)、清除層面上浮漿皮、松散物和過量集水及污物），要求著重控制好碾壓混凝土的初凝時(shí)間。初凝時(shí)間是根據(jù)實(shí)測(cè)時(shí)間并考慮鋪筑環(huán)境溫度、日曬、表面保護(hù)等因素確定。我國(guó)不少碾壓混凝土壩參考國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，用成熟度（即表面溫度與暴露時(shí)間的乘積）來控制初凝時(shí)間?？涌谀雺夯炷林亓螌?duì)層面處理的經(jīng)驗(yàn)是：當(dāng)氣溫在 13 ℃以下、層面間隔

8、時(shí)間在 16 h 以內(nèi)時(shí)，不做任何處理直接在碾壓混凝土層面上鋪筑上層混凝土；當(dāng)層面間隔時(shí)間超過16 h，且在 24 h 以內(nèi)時(shí)，在層面鋪筑 1.5 cm 厚的水泥砂漿再鋪筑上層碾壓混凝土；當(dāng)層面間隔時(shí)間超過 24 h，則用低壓水沖洗混凝土層面，并鋪筑 1.5 cm 厚的水泥砂漿后再鋪筑上層碾壓混凝土。 </p><p><b>　　2.2防滲 </b></p><p>

9、;　　2.2.1 采用斜層鋪筑法提高層間抗?jié)B能力 </p><p>　　根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外已建碾壓混凝土壩的運(yùn)行觀測(cè)，總體來說碾壓混凝土筑壩技術(shù)是成功的，但普遍都存在滲漏問題。形成壩體滲漏的一個(gè)主要原因是，碾壓混凝土壩是采用大面積薄層碾壓而成的層狀結(jié)構(gòu)，層面抗剪強(qiáng)度及抗?jié)B能力均低于混凝土本體，是影響壩體滲漏的關(guān)鍵因素。碾壓混凝土斜層鋪筑法是相對(duì)傳統(tǒng)的鋪筑方法而言的，即將傳統(tǒng)的水平攤鋪碾壓層改為 1∶10~1∶20 的斜

10、層。1996 年在江埡工程中，經(jīng)過壩內(nèi)外幾次試驗(yàn)和測(cè)試，于 1997 年 11 月份在較大倉(cāng)面正式采用斜層鋪筑法施工，層間間隔時(shí)間由平層鋪筑法的 6~7 h 縮短為 2~4 h，混凝土質(zhì)量達(dá)到或超過傳統(tǒng)的平層鋪筑法，最大單倉(cāng)混凝土量達(dá) 3.5 萬(wàn)m3。江埡工程采用斜層鋪筑法澆筑碾壓混凝土45.5萬(wàn) m3，占碾壓混凝土總量的 41.1%。目前，斜層鋪筑法的優(yōu)點(diǎn)已被廣泛認(rèn)可，該法可以利用有限的資源實(shí)施大倉(cāng)面的施工，并可縮短層間間隔時(shí)間，特別

11、是高溫多雨條件下。采用斜層坡度合理、平推方向合適的斜層平推鋪筑法施工的碾壓混凝土，其層面抗?jié)B能力可以達(dá)到或接近碾壓混凝土本體的抗?jié)B性能，使碾壓混凝土本身即可承擔(dān)起壩體防滲的任務(wù)，不再需要其他的輔助防滲措施。 </p><p>　　2.2.2 自防滲技術(shù) </p><p>　　碾壓混凝土的防滲形式主要有以下3種類型：“金包銀”模式、碾壓混凝土自防滲、在壩的上游面另做防滲層等。自普定拱壩成功采

12、用二級(jí)配碾壓混凝土自防滲技術(shù)以來，當(dāng)前在我國(guó)已普遍采用第二種模式，即采用三級(jí)配碾壓混凝土做大壩主體，其上游采用二級(jí)配碾壓混凝土作防滲結(jié)構(gòu)，在壩體上游面采用二級(jí)配富膠凝材料碾壓混凝土自身防滲。如大朝山、大花水等百米高壩，均沒有在壩上游面另做防滲層。 </p><p>　　近年來，水電八局在昆明紅坡碾壓混凝土重力拱壩施工實(shí)踐中，通過優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)，加強(qiáng)層間結(jié)合處理和施工工藝控制等，實(shí)現(xiàn)了全斷面三級(jí)配碾壓混凝土的

13、自防滲。這是碾壓混凝土施工技術(shù)的一個(gè)新突破。紅坡碾壓混凝土重力拱壩自1999 年竣工以來正常運(yùn)行至今，防滲效果良好。此后，水電八局在世界上最高碾壓混凝土拱壩沙牌大壩的上部也成功地采用了這一技術(shù)。 </p><p>　　2.3完善和拓展變態(tài)混凝土 </p><p>　　壩體結(jié)構(gòu)物周邊及壩基（肩）部位受鋼筋、模板拉筋或基巖的限制，實(shí)施碾壓混凝土非常困難，一般需配備小型碾壓設(shè)備處理，這就大大降低

14、了碾壓混凝土整體施工效率。1989 年巖灘碾壓混凝土圍堰施工時(shí)，將一定濃度的水泥漿灑入靠近模板的碾壓混凝土中，用插入式振搗器振搗，這便是變態(tài)混凝土的初級(jí)階段。在江埡大壩工程施工中，進(jìn)一步完善了變態(tài)混凝土的漿液濃度和摻入比例。同時(shí)，變態(tài)混凝土應(yīng)用范圍擴(kuò)大，除基巖面以外的碾壓混凝土，包圍的結(jié)構(gòu)物周邊及模板邊緣均采用了變態(tài)混凝土。由于變態(tài)混凝土的“變”是在倉(cāng)面最終完成，拌和樓不必頻繁變換混凝土類型，做到了與碾壓混凝土同步上升，使得碾壓混凝土施

15、工更加簡(jiǎn)潔流暢。江埡大壩工程采用制漿站集中制漿，通過管道輸送到倉(cāng)面，漿液水灰比為0.7，漿液與碾壓混凝土的比例為 1∶9。 </p><p><b>　　2.4溫控措施 </b></p><p>　　碾壓混凝土壩綜合了混凝土壩的安全性和土石壩的高效率施工特性，但在許多已建工程中卻不同程度地存在裂縫，嚴(yán)寒地區(qū)的碾壓混凝土壩裂縫尤為嚴(yán)重。裂縫降低了碾壓混凝土的完整性、抗?jié)B

16、性和耐久性，降低了大壩的安全度。研究表明，碾壓混凝土壩的溫度應(yīng)力是導(dǎo)致壩體裂縫的主要因素，因此，施工期對(duì)溫度應(yīng)力和溫度進(jìn)行控制是預(yù)防混凝土裂縫、保證大壩安全的重要措施。高碾壓混凝土重力壩和高碾壓混凝土拱壩在施工期和運(yùn)行期的壩體溫度場(chǎng)、徐變應(yīng)力場(chǎng)、溫度應(yīng)力場(chǎng)的分布規(guī)律和隨時(shí)間的分布規(guī)律也有別于一般的碾壓混凝土重力壩，特別是在嚴(yán)寒干旱地區(qū)，冬季長(zhǎng)間歇施工及惡劣的氣候條件，使高碾壓混凝土壩具有獨(dú)特的溫度應(yīng)力時(shí)空分布規(guī)律，溫控防裂難度更大，因此

17、，高碾壓混凝土壩溫控防裂是當(dāng)前迫切需要研究解決的課題。在溫度控制方面，彭水、龍灘等工程均采用了高效空氣冷卻器及兩次風(fēng)冷技術(shù)、輔以片冰機(jī)制冰、少量摻冰的預(yù)冷碾壓混凝土生產(chǎn)工藝。已建的中低碾壓混凝土壩基本上依靠低溫季節(jié)多澆混凝土（特別是基礎(chǔ)約束部位）夏季澆筑上部混凝土通常輔助以倉(cāng)面噴霧、保濕、成品料堆防曬等常規(guī)措施，并普遍采用初期通水冷卻降溫措施?；炷恋膫?cè)面永久保溫已由過去的掛草席、布簾改</p><p><

18、b>　　3.結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　隨著我國(guó)水電事業(yè)的發(fā)展，更高、更復(fù)雜的碾壓混凝土壩不斷涌現(xiàn)，圍繞嚴(yán)寒地區(qū)、施工條件復(fù)雜地段碾壓混凝土壩的施工技術(shù)，展開新材料、新工藝、新設(shè)備的研究具有重要意義。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]宮凌杰.碾壓混凝土施工綜述[J].東北水