官地水电站大坝碾压混凝土施工质量控制措施

任占杰，李建芳

（浙江华东工程咨询有限公司，浙江 杭州 310014）

1 工程概况

官地水电站大坝为碾压混凝土重力坝，坝顶高程1 334 m，最大坝高168.0 m，整个坝体共24个坝段。大坝各坝段除基础垫层、廊道等孔洞周边、流道、闸墩、上下游面、坝顶等部位采用常态或变态混凝土外，大坝主体均为碾压混凝土，碾压混凝土浇筑总量292万m3。

官地水电站大坝具有工程量大、工期紧、坝体结构较为复杂、混凝土浇筑强度高、施工工序繁多、相互干扰大等特点。监理主要在碾压混凝土原材料质量控制、碾压混凝土配合比审批及碾压混凝土施工全过程质量控制等方面采取了措施。同时，监理根据大坝碾压混凝土施工特点采取了具有针对性的质量控制措施，如仓面设计审批制度、质量考评与奖罚制度、施工全过程监理旁站制度等，对保证碾压混凝土施工质量起到了良好的效果。

2 原材料质量控制

施工所需的水泥、钢筋、粉煤灰和外加剂由业主统供，砂石骨料由工程施工区内的竹子坝和打罗人工砂石骨料生产系统供应，其余材料由施工单位自购。

原材料到场后，由施工单位物资部门、试验室、使用单位及监理人员到场进行验收、检验，并实行签单制度。施工单位按规范要求频次进行取样检测，监理按施工单位取样的10%进行抽检。为确保原材料存储质量，防止不合格材料用于工程，规定进场原材料的报验、存储及使用管理统一由施工单位物资部门负责，严格执行报验程序。制订原材料存储质量控制措施，加强原材料存储及使用情况质量检查，发现问题及时要求施工单位进行整改。督促施工单位做好进场材料的发货管理，材料领用单上要求注明材料出厂批号及使用部位，建立详细的材料使用台帐，做好材料的跟踪管理。

3 碾压混凝土配合比审批

开展碾压混凝土配合比试验前，监理首先审查施工单位提出的试验大纲，对试验人员的资格进行审查，并检查用于试验的仪器的合格证和率定情况，以保证试验的准确性。试验完成后，监理对施工单位提交的配合比试验报告进行审批，并由业主试验检测中心进行复核。未经监理审批的施工配合比不得使用，已审批的配合比未经监理同意不得擅自更改参数。

官地水电站大坝碾压混凝土先后进行了三个阶段的配合比试验，业主组织参建单位及有关专家对施工单位提交的试验成果进行了评审。经过对碾压混凝土配合比的不断调整和优化，施工单位最终确定了典型碾压混凝土配合比，监理批复后用于工程，见表1和表2。

4 施工过程质量控制

4.1 仓面设计审批

碾压混凝土开仓前要求施工单位报送详细的仓面设计，监理组织专题会议对仓面设计进行审查。仓面设计主要内容包括：仓号特性（起止桩号、升程高度等）、混凝土工程量、浇筑时间安排、资源配置情况、入仓道路布置、铺筑方法、冷却水管及埋件施工、温控措施、养护方法、人员分工等，并附仓号分区示意图、平面及剖面图、冷却水管布置图等。经会议讨论通过后，由主管副总监或总工签字同意实施。仓面设计一经批准不得随意改动。

开仓前，要求施工单位专门组织仓面设计交底会，向所有施工人员进行技术交底。碾压混凝土浇筑过程中，监理根据仓面设计对施工过程加以控制，要求严格按照仓面设计进行施工，确保仓面浇筑过程有序、流畅进行。

4.2 开仓前准备工作

碾压混凝土开仓前，监理对原材料储备、拌和楼完好性、施工机具的配置和保养、制浆站及输浆管路、入仓道路及洗车装置、保温防雨材料的准备、现场人员组织、检测仪器率定等进行检查，以保证浇筑过程连续、顺利进行。

在施工单位三检合格的基础上，由各专业监理工程师对电气、监测、水机、金结、灌浆等专业设备、管路和埋件等进行联合验收签证，全部满足要求后监理进行仓号验收，验收合格签发开仓证。

4.3 碾压混凝土生产及运输质量控制

4.3.1 生产质量控制

大坝碾压混凝土由低线及高线拌和系统生产。低线拌和系统设置2座HL360-2S6000L型强制式搅拌楼，设计常温碾压混凝土生产能力600 m3/h，预冷碾压混凝土生产能力500 m3/h，主要供应大坝左岸碾压混凝土；高线拌和系统设置一座4×3 m3型拌和楼和一座2×6 m3型拌和楼，设计常温碾压混凝土生产能力540 m3/h，预冷碾压混凝土生产能力430 m3/h，主要供应大坝右岸碾压混凝土。

表1 大坝碾压混凝土施工配合比（嘉华水泥平凉粉煤灰材料组合）Table 1 :Mix proportion of the concrete(combination of Jiahua cement and Pingliang fly ash)

表2 大坝碾压混凝土施工配合比（石门水泥曲靖粉煤灰材料组合）Table 2 :Mix proportion of the concrete(combination of Shimen cement and Qujing fly ash)

碾压混凝土拌和前，施工单位试验人员依据监理工程师签发的开仓证，按照开具的混凝土配料单进行配料，并对定秤的准确性、衡量精度、拌和容量等进行检查，确保每次拌和的混凝土级配均匀一致，严格控制投料顺序及拌和时间。试验人员按照规范要求进行出机口混凝土的质量检测工作，监理对施工单位的取样和试验方法进行旁站监督，并进行独立抽检和见证取样，发现问题及时处理。

4.3.2 运输质量控制

大坝碾压混凝土水平运输主要采用自卸汽车，垂直运输主要采用满管溜槽及贝雷桥加挂料斗的方式。所有的水平运输方式均要求设置遮阳温控、防雨措施。在仓面运行的车辆不得有急刹车、急转弯以及其它有损混凝土质量的操作。转运或卸料时，控制出口处混凝土自由落差不大于1.5 m。采用满管溜槽入仓时，满管溜槽坡度控制在40°～50°，自卸汽车在溜槽下部接料后将碾压混凝土运至铺筑部位，避免满管溜槽下料时料堆过高而产生骨料分离情况。

要求在入仓口设置洗车槽及脱水槽，汽车入仓前将轮胎清洗干净，防止将泥土、水、杂物带入仓内。运输碾压混凝土的自卸汽车车窗前设置标志卡，标明碾压混凝土强度等级和级配。车辆指挥人员配备对讲机，和仓内要料员保持联系畅通，进行编组入仓，以便正确识别碾压混凝土标号，并卸料在指定部位。

4.4 碾压混凝土浇筑质量控制

4.4.1 卸料与平仓

碾压混凝土采用自卸汽车入仓，退铺法依次卸料，卸在已摊铺但未碾压的层面上，严格控制卸料高度，避免骨料分离，分离的骨料由人工或其它机械将其均匀分散开。浇筑第一层碾压混凝土前，先铺一层2～3 cm厚的水泥砂浆，砂浆铺筑前要求严格清除二次污染物，铺浆后立即覆盖碾压混凝土。

平仓采用SD16L湿地型平仓机，铺层厚度34 cm，分两次进行平仓。主要采用斜层平推法从下游向上游铺筑，使层面倾向上游，坡度控制在1∶10～1∶20范围内，坡脚部位注意避免形成尖角和大骨料集中，厚度小于15 cm的尖角要求清除，斜坡坡脚不允许延伸至上游二级配防渗区。平仓后仓面要求平整无坑洼，厚度均匀。

4.4.2 碾压

采用宝马BW202AD型和Dynapac双钢轮振动碾进行碾压，振动碾行走速度控制在1.0～1.5 km/h范围内，廊道周边、下游坝面、结合部位及其它建筑物周边等特殊部位采用小型振动碾压实。碾压作业要求条带清楚，条带间的搭接宽度为10～20 cm，端头部位搭接宽度不小于100 cm。碾压遍数采用“静碾2遍+有振碾6～8遍+静碾2遍”，碾压后的混凝土面具有泛浆、微弹、无粗骨料集中的良好状态。

碾压层内铺筑条带边缘、斜层平推法的坡脚边缘碾压时预留20～30 cm宽度与下一条带同时碾压，严禁振动碾穿过坡脚前缘进行沿坡倾向的上、下碾压，以避免坡脚前缘的骨料被压碎。要求碾压施工在最长碾压允许历时（从拌和加水到碾压完毕）内完成，气温超过25℃或多风干燥（1～5月）等复杂气候条件时为 1.5 h，其余气候条件为 2.0 h。每个碾压条带作业结束后，及时按网格布点检测压实度，要求不低于98.5%，否则应重复检测并查找原因，采取补碾等措施直至压实度满足设计要求。

4.4.3 切缝

大坝横缝采用手扶式液压切缝机切缝成型，采用先碾压后切缝再骑缝补碾的顺序成缝，每层碾压混凝土完成碾压后开始切缝。切缝后立即将已裁剪好的彩条布嵌入缝中，控制彩条布衔接处间距不大于10 cm，高度低于压实厚度3～5 cm。切缝深度为该层铺料厚度的2/3，成缝面积每层不小于设计面积的60%。为了保证切缝位置的准确，在碾压混凝土仓号准备时，通过测量放线在上下游模板上标定出结构缝位置，切缝前利用标定线在混凝土面上画线，切缝时沿着画线下刀，使切成的缝与设计图纸相符。

4.4.4 层间结合

层间结合质量的好坏直接关系到碾压混凝土是否成为一个整体以及层间是否会形成渗漏通道。为保证层间结合质量，监理主要在控制VC值、层面及缝面铺浆、遮阳覆盖等方面采取控制措施。

碾压混凝土出机口VC值按3～7 s进行控制，要求施工单位对VC值实行动态跟踪，及时根据气温、风速、蒸发情况适时调整出机口VC值，确保满足仓面碾压混凝土VC值的要求。碾压混凝土层间间隔时间控制在直接铺筑允许时间以内，大风、干燥、高温（气温超过23℃）天气不大于4 h，其余天气不大于6 h。层间间歇时间超过直接铺筑允许时间但仍在加垫层铺筑允许时间内时，要求在层面均匀铺筑砂浆或灰浆，否则按施工缝处理。为确保上游面防渗碾压混凝土的层间结合质量，每一碾压层层面在覆盖前均铺洒灰浆。碾压混凝土层面受环境影响较为敏感，当气温过高、阳光辐射以及风速较大时，表面易失水，初凝时间缩短，从而影响层间结合质量。施工中要求对碾压混凝土层面及时覆盖彩条布、同时对仓面实行喷雾降温。

4.4.5 变态混凝土施工

变态混凝土按照“先碾压，后变态”的顺序逐层施工。注浆采用造孔法，注浆孔深度不得小于所摊铺的碾压混凝土厚度，并深入到下层变态混凝土内3～5 cm。注浆孔造孔按梅花型布置，其孔、排距控制在15 cm左右。混凝土加浆量总体上按混凝土量的5%～7%控制。浆液注入碾压混凝土10～15 min后，采用大功率插入式振捣器将碾压混凝土和浆液混合物振捣均匀、密实，振捣时间以振捣后混凝土表面完全泛浆为准且一般不小于15 s，振捣器应缓慢拔出变态混凝土，拔出时混凝土表面不得留有孔洞。

4.4.6 养护及保温

碾压混凝土终凝后即开始洒水养护。水平施工层面洒水养护持续至上一层碾压混凝土开始浇筑为止，永久暴露面分层挂设喷淋花管进行长期淋水养护。

11月～次年2月混凝土要进行早期表面保护，新浇混凝土拆模后，坝体横缝面立即覆盖保温被。上下游面在模板拆除并完成表面缺陷处理后粘贴保温板。各坝块横缝面及水平表面采取临时保温方式，覆盖保温材料直至上层混凝土开始浇筑前方可揭开。

4.4.7 通水冷却

碾压混凝土分三期进行通水冷却，即一期冷却、中期冷却和后期冷却。碾压混凝土终凝后开始一期通水冷却，一期冷却结束时混凝土温度不高于24℃；3～10月浇筑的混凝土进入冬季前进行中期通水冷却，混凝土内部温度控制在20℃～22℃；后期通水冷却适用于要进行接触灌浆的坝段和大坝上游面混凝土区域，后期通水温度与混凝土温度之差控制在10℃以内，日降温速率≤0.5℃/天。监理主要在通水流量、水温、通水时间、结束标准等方面进行控制。

4.5 特殊气候条件施工

4.5.1 高温季节施工

气温高于25℃时，采取削减层间间隔时间、防高温、防日晒、调节仓面小气候等措施，防止混凝土在运输、摊铺和碾压时温度大幅度回升及表面水分迅速蒸发散失。仓面碾压施工时，设置专人采用冲毛枪进行仓面喷雾，冲毛枪数量根据仓面面积进行配置，能够根据仓面情况灵活移动，使仓面形成小气候，补偿水分蒸发和降低环境温度。

4.5.2 雨季施工

开仓前收集气象资料，以便根据天气情况合理安排施工，同时要求施工单位准备充足的防雨布及排水工具。下雨及降雨强度小于3 mm/h时，要求适当加大VC值并适当减小水灰比，卸料后立即平仓、碾压或覆盖；降雨强度超过3 mm/h时，必须暂停施工并做好仓面处理，已入仓的拌和料迅速平仓、碾压，同时及时进行排水，防止雨水浸入碾压混凝土。如遇大雨或暴雨来不及平仓碾压时，采用防雨布迅速全仓面覆盖，待雨后进行处理。

4.6 实行仓号施工质量考评与奖罚制度

为实现对碾压混凝土施工过程的精细化管理，监理对大坝的每个碾压混凝土浇筑仓号实行分工序考评，并进行奖罚的质量管理措施。将整个施工过程划分为备仓、混凝土拌和供应、混凝土运输及卸料、混凝土平仓及碾压、变态混凝土施工、高温及雨季施工、切缝及仓面管理、质量检测、冷却水管及止水等埋件安装保护、表面保温及养护、通水冷却、仓面协调指挥共12道工序进行考核评分，要求施工单位对每道工序都安排专人负责。监理专门制作了“大坝碾压混凝土浇筑施工过程质量控制记录表”，对每道工序考核内容详细列明。旁站过程中，现场监理逐一检查12道工序考核项目，发现违规一次扣一分，同时及时予以纠正。每个班次结束后对扣分情况进行统计，从100分中减去扣分总和，即为最终得分。仓号浇筑完成后，监理及时对浇筑质量进行总结，将质量总结考核结果制作成幻灯片，在每周的监理质量例会上对该仓号碾压混凝土施工质量进行考评，根据考评结果对各工序负责人奖优罚劣。通过施行工序质量考评与奖罚措施，较大程度上起到了规范现场施工、提高作业人员积极性和自觉性的作用，使碾压混凝土施工实现了良性循环。

4.7 监理旁站制度

监理对大坝碾压混凝土施工实施全过程24 h旁站，并建立现场交接班制度。旁站过程中，现场监理主要对施工动态、资源配置进行实时监控，对现场发现的质量问题及时予以提醒并督促处理。每班下班前，要求现场监理人员认真填写旁站记录并做好现场交接工作，保证质量控制过程完整、连续。监理针对碾压混凝土施工特点制作了专门的旁站表格，记录内容包括资源配置、质量检测结果、施工过程中出现的问题及处理情况、交接班注意事项等。旁站监理人员交接班时尤其注意要将本班发生而未处理完毕的问题交接清楚，以免留下质量隐患。通过对碾压混凝土的24 h旁站监理，保证了施工质量始终处在可控状态。

5 钻孔取芯及压水试验

为检测大坝碾压混凝土施工质量，采用钻孔取芯及做压水试验检查的方法。通过观察芯样外观长度、断面、骨料分布均匀性、混凝土密实程度、胶结情况以及测定其物理力学指标，评价碾压混凝土层间结合性能、物理力学性能是否满足大坝稳定的要求，以及施工工艺和碾压参数的合理性；通过现场钻孔压水试验测定其渗透指标，为评价碾压混凝土抗渗性能和局部区域施工质量提供依据。

大坝钻孔取芯共计14孔，钻孔总长565.15 m，芯样获得率99.6%。取出10 m以上芯样12根，其中最长芯样18.28 m。取芯检查结果表明碾压混凝土整体质量良好，芯样表面光滑，结构密实，胶结情况良好；压水试验共布置4孔，共进行33段次压水检查。压水试验检查碾压混凝土最小透水率0.004 47 Lu，最大透水率0.335 42 Lu，满足设计及规范指标要求，碾压混凝土整体抗渗透性能良好。

6 结语

官地水电站大坝碾压混凝土采用大升程斜层碾压的快速施工方法，在22个月的时间内浇筑完成292万m3碾压混凝土，施工强度大。监理通过采取一系列行之有效的质量控制措施，很好地控制了大坝碾压混凝土施工质量。经钻孔取芯及压水试验检查，大坝碾压混凝土施工质量满足设计及规范要求，未发生质量事故及较大质量缺陷，质量控制成果显著。