斜层碾压施工工艺在西溪电站大坝工程中的应用

赵杰

【摘要】碾压砼筑坝是当今坝工建设的一个发展趋势，斜层碾压施工工艺的出现，推动着碾压砼筑坝技术向更快的方向发展。本文主要介绍全断面碾压混凝土斜层碾压的施工工艺流程、应用情况，并提出了斜层碾压工艺在施工中还存在需要解决的问题，斜层碾压的施工程序及坡脚处理，斜层碾压施工工艺在西溪水电站大坝碾压混凝土中的应用。西溪大坝碾压混凝土斜层铺筑施工经验表明，斜层碾压施工工艺具有极大的推广应用前景。

【关键词】斜层碾压;坡脚处理;二次污染

一、斜层碾压的产生

碾压砼保证施工质量的二大控制指标是：①从拌和机出料口至仓面碾压完毕控制在2h以内;②碾压砼层间间隔时间控制在砼初凝时间以内。对于全断面碾压砼坝由于其仓面过大，如果按传统的平层碾压，必须采用如下施工方案：a、分仓浇筑：将整个坝面分解成若干浇筑仓块分开浇筑，以满足二大控制指标的要求。b、增加设备：碾压砼的浇筑必须按最大浇筑仓面配制砼的拌和、运输、平仓、碾压所需的设备。

如采用分仓浇筑，则大大增加了仓面处理的工作量，必须增加工期，并且为汽车的进仓卸料带来一定的难度;如按最大浇筑仓面配备一整套的机械设备，则需要投入大量的资金，并且很大部分设备在大部分时间里处于闲滞状态，设备利用率低，还需要投入资金进行设备的保养，造成资金周转的困难。碾压砼筑坝技术在发展中出现如此“两难”的局面，国内坝工界同行一直在寻找其克服的有效办法，斜层碾压工艺由此而生，并且首先在湖南江垭电站得到实践应用，西溪大坝碾压砼施工在吸取江垭大坝斜层碾压成功经验的基础上，首先在下游围堰进行斜层碾压工艺试验，在试验成功后，应用于主体大坝施工全过程。

二、斜层碾压的施工工艺

斜层碾压一般的工艺过程与平层碾压工艺要求是一样的，关键在于斜层的三个要点“坡度、厚度及坡脚处理”的控制。西溪大坝斜层碾压施工工艺，斜层坡度为I≥10%，碾压层厚为30cm，碾压砼摊铺厚度为34～36cm。斜层碾压工艺为：

1、浇筑要领图：浇筑要领图描述详细的施工方案，每一仓块由工程技术人员绘制，仓面指挥长、指挥员、质检员等均必须在开浇前熟悉浇筑要领，并按浇筑要领图的要求组织实施。

2、RCC运输方式：采用汽车直接入仓方式或负压溜槽输送方式，但汽车在浇筑仓内的行走不得在已收仓的砼面行走，即必须在老砼中行驶，经坡脚后退至卸料点进行卸料，并且应选择仓块上下游方向的中部（应力较小处）作为爬坡点。

3、卸料：卸料由仓面指导员指挥，采用退铺法依次卸料，且宜按梅花形依次堆放，先卸1/3，移动1m左右位置后卸2/3。为了减少骨料分离，自卸汽车将混凝土料卸于铺筑层摊铺前沿的台阶上，再由平仓机将混凝土从台阶上推到台阶下进行移位式平仓。卸料尽可能均匀，料堆坡脚如出现的小部分已分离的骨料，由人工将其均匀地摊铺到未碾压的混凝土面上。

4、平仓厚度及坡度的控制：浇筑前在周边模板和底部老砼面上测量画出各层的平仓线。每层平仓厚度为34～36cm左右，经检查若超出规定值的部位必须重新平仓，局部不平的部位用人工辅助铺平。平仓方向由坡顶向坡底进行，坡比i≥10%，在斜层坡脚、坡顶处形成的尖角，用小型振动碾碾压密实。平仓过程出现在两侧集中的骨料由人工均匀分散于条带上。

5、碾压：采用进口BM202AD型双轮高频振动碾，采用搭接法碾压，搭接宽为20cm，振动碾的行走速度为（1～1.5）km/h，碾压遍数按“无振+有振+无振”方式为：“2+8+2”遍，如果有振6遍后砼仍不泛浆，应开启振动碾自带的水箱洒水进行水份补偿，如因VC值偏大但仍无法泛浆，应在下一层砼覆盖前铺洒1.5mm厚的水泥粉煤灰净浆。卸料、平仓、碾压三道工序是施工关键，必须协调合作，根据浇筑要领图合理安排时间和操作顺序，实现流水作业，才能使各机械发挥最高效率。

6.斜层碾压坡脚处理

6.1斜层碾压施工程序为：先摊铺碾压施工坡脚3 m宽的平层，后摊铺碾压施工斜面砼。

6.2按大于1：10坡度放樣的碾压层底脚宽度3m摊铺砂浆（坡度变化时底脚宽度相应调整）。

6.3在底脚范围内水平摊铺RCC料，摊铺厚度约为35cm。

6.4底脚平层碾压，碾压遍数按“2+8+2”实施。

6.5斜层摊铺碾压施工，摊铺时下坡脚不得超出平层外边缘，斜层碾压时同平层外边缘部位一起碾压，但碾压机不得超出平层外边缘线。

6.6切脚处理

下一层卸料前对坡脚进行切除（挖除高度约10cm），如局部切出的砼底部无砂浆时，应继续向后切，直至切出的砼底部出现砂浆。切除时采用切缝机进行切断，将切下的砼予以挖除，并立即摊铺砂浆进行下一层RCC的浇筑。

三、西溪大坝斜层碾压应用情况

1、西溪大坝碾压砼从2005年12月30日开始碾压砼浇筑，2006年5月30日第一枯水期浇筑完毕，完成15万m3砼的碾压，2006年9月24日开始第二枯水期碾压砼浇筑，2007年4月19日完成，大坝1#、2#坝段浇至EL67，3#～6#坝段浇至EL65，二枯完成碾压砼33万m3。

2、大坝碾压砼浇筑在下游砼围堰碾压试验的基础上，大坝直接采用斜层碾压施工工艺，并且打破以往斜层碾压只能左右岸方向倾斜的贯例，坝基EL37～EL47采用从下游往上游方向斜层碾压，EL47～EL57采用从右岸向左岸斜层碾压，EL57～EL67采用从左岸向右岸斜层碾压。EL67以上，1#、2#挡水坝段采用从右岸向左岸斜层碾压，5#、6#坝挡水坝段采用从左岸向右岸方向斜层碾压。

3、斜层碾压坡脚处理的试验

斜层碾压在西溪水电站大坝已全面应用，为了检验斜层碾压坡脚施工工艺的成功性，以便于给斜层碾压坡脚施工予以定论，使斜层碾压更为全面广泛应用，作了简易的试验方法：用观测方法准确测量斜层坡脚的桩号和高程。通过对斜层坡脚砼钻孔取芯、压水试验检查与非坡脚处的芯样、压水检查相比较。

4、砼取芯、压水试验检查效果

2006年汛期，对第一枯水期浇筑的碾压砼进行了钻孔取芯、压水试验，其中最长的芯样达8.38m，每30cm碾压层面无法看出，每3m浇筑层面可看见一层细细（约3mm）厚的砂浆层，证实碾压砼层面结合紧密。

四、斜层碾压在施工中存在的问题

1、仓面污染问题

1.1因采用斜层碾压，自卸汽车进仓卸料，坡顶刚碾压完毕的砼不得行驶汽车，汽车的行走路线必须从老砼面上行走，在行走过程中，汽车轮胎会将砼中的浆液带入已冲洗的老砼面上，使仓面受到污染。

1.2利用斜层浇筑，RCC连续快速施工的特点，仓面二次污染在RCC施工中表现得较为突出。一是由于气温条件较低，砼间歇时间短，砼强度低，仓面砼运输汽车等机械设备不断行走，砼层面受到破坏较为明显严重，特别是遇到雨天气候或气温低条件下，进行仓面二次污染处理的工作量大大加大，不但影响RCC浇筑速度，人力、物力的投入也大大增多。

2、上游二级配层面净浆有一定程度的流失、人工铺洒难以确保均匀，斜层的坡脚一般浆液较丰富，而坡顶浆液较贫乏。

五、结束语

斜层铺筑最大的优点就是在一定的资源配置情况下，可以浇筑大仓面，把大仓块转换成小碾压层面，这样可大大缩短碾压砼层间间隔时间，提高混凝土层间的结合力，节省机械设备、人员的配制，同时也便于雨季、次高温施工等。

经过西溪水电站二个枯水期约48万方斜层碾压砼的实践证明，只要克服斜层施工中存在的一些问题，斜层碾压是一种具有较大推广价值的碾压砼施工技术。

参考文献：

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[2]师硕，崔浩，尹洪亮分析水利施工中碾压混凝土施工技术[J].吉林农业，2014（2）60.

[3]张莉欣，水利水电工程中碾压混凝土大坝施工技术的运用[J].黑龙江科技信息，2014（22）249.