水电站碾压混凝土重力坝施工技术分析

水电站碾压混凝土重力坝施工技术分析

曹军

中国水利水电第四工程局有限公司 青海 西宁 810007

摘要：国家发展和居民生活对用电量提出了更高需求，水电站作为基础建设设施，建设质量直接影响了最终用电输送量，而碾压混凝土重力坝施工技术作为水电站施工中的常用工艺，又对水电站建设质量有直接影响，为进一步深化施工工艺的发展，本篇文章以某水电站碾压混凝土重力坝施工为例，考虑了其特点，具体施工方案，对其施工进行了总结，此次大坝混凝土施工已基本完成，整体过程一体化程度高，基本选用机械化，标准化模式进行施工，快速完成了混凝土振捣，铺浆等工作，确保施工顺利完成。基于此，本文对水电站碾压混凝土重力坝施工技术进行深入分析，为后续大坝施工提供参考依据。

关键词：水电站；碾压混凝土；重力坝；施工技术

引言

本文以某工程为例（该工程为单一的发电站建设工程）对其施工过程中所选用的标准化施工方式进行深入探讨，结合实际施工内容对大坝混凝土施工工艺技术要点进行总结，为后续施工提供参考。

1 碾压混凝土大坝概述

近些年来，我国水利事业的飞速发展为水电站水量激增打下良好基础，尤其是伴随着科学技术的不断进步，水电站建设规模也随之扩大，各类大型水电站逐步完工，这在很大程度上为国家发展提供便利，但同时也对施工材料和技术提出了更高要求。例如龙滩碾压混凝土大坝工程作为国家重点新建工程，使用到了大量的碾压混凝土。碾压混凝土作为一种干硬性贫水混凝土在上世纪工程建设中已经有所应用，随着技术的不断进步，在大型水利工程建设中应用频率再创新高。

2大坝设计及施工特点

此次大坝施工工程在过往施工中是比较成功的一次施工案例，大坝设计充分考虑了碾压混凝土施工的技术要点，充分发挥了碾压混凝土坝快速施工的优势，具体表现在以下几个方面:（1）整体施工中所使用横缝较少，减少了后期裂缝几率，整体把施工中只设置一条横缝，其余缝隙均选用自制切割机切缝诱导缝的形式进行建设，这种方式切缝方式减少了混凝土碾压量，降低了碾压混凝土施工仓面面积，帮助施工难度进一步下降，在一定程度上加快了施工进度。（2）此次大坝施工方案对大坝排放进行了优化，去掉了泄洪排砂底孔，大坝体内除了包括排水廊道和灌浆廊道以外，没有其他外物结构，大大提高了碾压混凝土的占比，是提高施工质量的重要举措。（3）传统施工都是使用斜坡面进行挡水坝设计，但此次施工中是采用台阶式建筑进行挡水坝施工，帮助大块模板连续翻转上升，提高建筑效率。（4）此次大坝施工的溢流坝上游悬臂混凝土使用的是混合混凝土，即将常态混凝土与碾压混凝土混合后进行同步浇筑上升，这种方式解决了传统浇筑难题，减小立模面积，保证碾压混凝土和常态混凝土充分结合施工，大大缩短施工工期。（5）此次施工时的河床溢流坝段施工是利用汛期进行施工，固结灌浆几乎不占用施工工期时间，并且选择在汛期施工，解决了碾压混凝土施工与固结灌浆之间的相互干扰，实现真正意义施工工期缩减。（6）传统大坝左右岸接坡施工选用传统混凝土，而此次混凝土则使用碾压混凝土进行浇筑施工，提高混凝土浇筑效率，加快施工进程。（7）传统混凝土在装载搅拌时步骤较多，而此次施工碾压混凝土仓内，通过装载机转运铺料技术，解决了人工搅拌不足的问题，同时提高工作效率和混凝土碾压效率。（8）阶梯式溢流坝的表面有助于简化碾压混凝土的工艺和工期缩短，同时，可以采用“ R形宽尾墩+台阶坝面+静水池”的综合能量消散方法，使静水池与水池后部之间的流动顺畅，该池有利于提高固定池底部的稳定性和综合耗能效果。

3模板

为进一步促进碾压混凝土连续上升，浇筑工艺满足其施工需求，必须进一步提高模板翻升水平，此次施工根据大坝施工要求，设计了多种不同类型的模板。具体如下:（1）为保障混凝土的外观质量，此次施工中均采用了300×310的反桁架式交替上升大块模板，具体用量为372块，每2块为一套。（2）溢流面台阶同样采用了此种形式的交替上升大块模板，确保溢流台阶能够形成大小不一的组合型台阶，这种加工方式不仅满足立模需求，还能结合实际施工模板对碾压混凝土的质量需求，降低施工成本，提高施工效率。（3）闸墩也不例外采用大型模板，该模板承载300 cm x 310 cm的大型反向模板，而圆头部分使用20个1/4圆形155 cm高剖面钢模板。通过规范模型校准时间，支撑，脚手架等加快了施工进度，外观质量达到了良好的水平。（桥墩形式的不足部分应以钢复合形式补充。）（4）悬臂混凝土模板采用钢复合模板，大型抗交叉钢支撑其支撑框架，内部张力锚点埋入碾压混凝土中。相同水平的碾压混凝土和普通混凝土的注射量被输送到同一仓库，从而确保了注射质量，加快了项目进度并降低了模具组装成本。常规和压缩圆筒压缩混凝土施工技术已成功应用于同一仓库和同一层，是现阶段较大的突破性应用。

4大坝混凝土施工配合比

相关检验单位根据现场情况的水泥，粉煤灰等原材料，对水电站大坝混凝土的设计配合比进行了检查，其中，业主和相关部门提供了所使用的各类原材料和人工砂石骨料，基于室内和室外测试以及现场RCC生产率的决策，特别要指出的是，业主为建造大坝提供的水泥含有3.56％Mg0，这是大坝混凝土尺寸的连续膨胀，以补偿混凝土的冷却收缩并减小拉伸应力的膨胀量，目前，大坝的混凝土浇筑已基本完成。 表1示出了用于大坝混凝土构造的圆筒压缩混凝土的配合比，表2示出了普通混凝土构造的配合比。

表l水电站大坝碾压混凝土施工配合比表

表2水电站大坝常态混凝土施工配合比表

5 大坝碾压混凝土入仓方式

确保在2个干燥期内完成大坝和普通混凝土的碾压，并达到2年内发电的目标，结合项目的拟议性质和项目总体布局。在施工过程中，大坝混凝土的存储方式如下：（1）从大坝基础起不到362.00 m的普通混凝土板从大坝后面装入仓库，此过程中主要采用自卸汽车+平仓机人仓平仓的方式进行装卸，部分混凝土会从反铲辅助的方式获得帮助，以期做好混凝土入仓。（2）不同区域需要采用不同的拆装装卸入仓方式，例如大坝左岸挡水坝段区域的碾压混凝土浇筑，主要采用自卸汽车加真空负压溜槽的方式。总体来说，此次施工中使用了较有特点的布料技术，碾压混凝土仓内装机是目前施工中较为独特的技术方式，在此次施工中做出了极大贡献。

6大坝碾压混凝土施工

6.1铺料、平仓、碾压及切缝

水力发电厂的压缩混凝土圆筒路面采用两种类型的碾压混凝土浇注方法：分别浇注和通仓浇筑。在海拔372.00m处，以下项目采用通仓注入方式，最大流出筒仓表面积为3581m2。 上面使用了另一个浇筑方式——分仓浇筑，溢出面积控制在2500平方米以内。走廊，天气状况以及仓库门缝的安装是每个仓库的升力的主要影响因素，最大径流高度为10.80m，最小径流高度为3m。施工选用ZI50G装载机进行仓库中的传送铺路材料，大大降低施工难度。实际工程建设中，每个载体的已转移材料的最大测量容量为2640 m3 / d，地板使用轴平行读取方向，面对面进行沥青和找平，主道路的压实厚度为34厘米，压缩的厚度为30个锚，而条带的宽度为4-6 m，D3P卡特彼勒矫平机的实测工作效率高达352平方米每小时，并且能够保持卸料，移动，滚动和料仓连续工作。同时，混凝土层通过开挖，开挖，剥离观察和测试，在仓库的入口处进行了反复滚动，装载机被反复碾压，检查发现，压缩满足紧凑的要求并保持了无缺陷的质量规格，压缩设备使用两台BW202AD振动磨和一台小型BW75S振动磨。根据过往工作经验以及实际工作需求来讲，要求碾压作业根据现场实验结论，首先采用静压的方式进行两边压实，然后再通过低频高振的方式进行四遍碾压，进行碾压式确定后再进行高频低振碾压四遍，具体碾压次数以实际情况而定，此次施工时保持了行走速度1.5km每小时，持BW75S-2型手扶振动碾碾压，总体碾压次数高达28遍，最终碾压结果，符合施工需求。在此需要注意，如果碾压时出现了高度差，一定要及时通过振碾压的方式压平，总体压制时间应控制在两小时内，另外，若采用分层压实浇筑，必须控制好二次压制时间。

6.2变态混凝土施工

变态混凝土主要用于上游和下游的水坝，横缝模型，与沿海斜坡，挡水板和周围廊部的连接。在制备变态混凝土时，应根据34碾压混凝土的厚度放置混合物，人工将1至3个20厘米宽，17厘米深的深槽封闭在槽叉和模板之间。长度为15至25厘米，两次叉波之间的距离小于25厘米，将人造砂浆添加到5％的碾压混凝土中，添加浆液后10分钟，用塞子振动器振动。浆液应在1小时内完成以分散并摇动混合物。振动方法是先使用高频振动器，使其与模板的距离间隔为50 cm和30 cm，然后与模板的距离为15 cm，然后再使用小直径振捣器进行振捣，混凝土表面泛浆不排气泡才能确保振捣工作结束，污泥储罐，高速混合机，污泥管线等都属于仓面强加浆系统。

6.3碾压混凝土层间结合良好的保证措施

中间层的粘合质量是确定结构质量的先决条件，防漏效果主要取决于碾压混凝土结合面粘合质量。因此，需要可靠的组合保修。（1）CCHJ35B高压水处理机是市面上某一个清洗有限责任公司建筑研究所制造的，用来清理碾压混凝土水平层的施工缝，此外，还可以清除混凝土表面的砂浆和松散的骨料，混凝土表面砂浆乳皮全部冲刷掉，即意味着清理工作结束，在寒冷季节，必须对接缝表面进行绝缘和维护，在炎热的季节，应使用自来水对其进行处理或对其进行喷涂，直到浇筑下层混凝土结束。（2）开始进行缝面施工，要首先进行常态混凝土砂浆铺设，然后再以混凝土条带进行摊铺，在进行沙滩铺浆时要注意初凝前需完成上步碾压混凝土的碾压，未进行砂浆铺设的封面始终保持湿润状态更有利于后续施工。（3）实际施工对碾压混凝土配合比要求较高，为保证配合比合适必须掺入具有减水凝缓作用的外加剂，确保混凝土初凝时间能够持续延长，未初凝前完成上一次碾压混凝土覆盖工作预留更多时间。（4）为确保施工质量，整体碾压混凝土拌合凝固施工时间应尽量保持在两小时内。（5）不同外界环境同样会对仓面以及碾压混凝土质量造成极大影响，例如气温过高，风速较大，环境较干燥时，容易出现混凝土失水，导致凝结时间缩短，此时需要通过降温措施提高混凝土含水量，若温度过低，则应做好保温措施，环境过于极端的情况下不建议施工。

6.4特殊天气条件下碾压混凝土施工

特殊天气条件例如:阴雨天气和炎热天气下的混凝土结构施工，比常态化天气下碾压混凝土施工所需重视的工作要点更多，在雨天施工期间，质量控制站负责加强降雨监控，并每30分钟向总部的生产部门报告一次降雨测试的结果。如果降雨强度小于5毫米/时，则可以使用车辆覆盖仓库表面，覆盖混凝土混合物的VC值应以上限为准，然后拉动以继续施工。当降雨强度超过5 mm / h时，立即停止搅拌混凝土，尽快完成未完成的沥青，卸载，碾压工作，并采取诸如覆盖或清空新碾压的混凝土筒仓表面的步骤，尽快完成排水。若是在极端干燥大风环境下进行粘混凝土施工，总要注意由于高温或者干燥带来的混凝土水分流失，技术人员尤其要重视养护工作，做好降温拌和防护方案，为避免运输过程中出现混凝土表面水分过早散失，应采取覆盖或者喷雾等措施保持碾压混凝土的含水量，需要注意的是，若温度过高或者干燥情况较为严重时，应尽量做好混凝土保存工作，禁止施工。

结束语

综上所述，此次水电站碾压混凝土重力坝施工已经结束并投入使用，整体建设效果良好，具体建设过程中采取了机械化，自动化的建设模式，降低了过往水电站重力坝施工难题出现的概率，即使在施工期间经历了多次高温，降雨，低温，等等极端天气影响，最终仍完成了大坝混凝土浇筑任务，并取得了较好的建设结果，此次施工过程中使用了常态混凝土与碾压混凝土同仓同层浇筑等先进技术，为后续施工指明了新方向，是现阶段大坝施工技术的一大突破，文章对其施工重难点进行深入解析，希望为后续同等类型施工提供参考。

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