探讨金安桥水电站碾压混凝土关键施工技术

黄鹏飞

摘 要：碾压混凝土施工工期紧，质量控制标准严格，为了满足电站整体施工工期及混凝土质量要求，实际施工过程中，对碾压混凝土施工关键技术及工艺不断进行实践及探讨，从而推动碾压混凝土施工技术不断进步。

关键词：探讨;金安桥水电站;碾压混凝土;施工;技术

一、工程概述

金安桥水电站碾压混凝土重力坝坝顶高程1424m，最大坝高160m，坝顶长度640m。坝体共分21个坝段，从左至右依次为混凝土键槽0#坝段，左岸1#～5#非溢流坝段， 6#左岸冲沙底孔坝段，7#～11#厂房坝段，右岸12#泄洪（冲沙）底孔坝段，13#～15#溢流坝段， 16#～20#非溢流坝段。坝体碾压混凝土约250万m3。

二、碾压混凝土关键技术、工艺控制

1、碾压混凝土施工工艺流程

2、模板吊装施工

金安桥水电站碾压混凝土坝体横缝模板采用组合定型钢模板，模板尺寸为：坝前3×3.2m（宽×高）;坝后模板采用键槽定型钢模板1.5×1.5m（宽×高）;坝前模板、平直面模板采用3×3m（宽×高）爬升模板。模板采用8t仓面吊提升，模板安装前需对模板表面的预留混凝土等杂物彻底刮除，模板就位时应根据测量放样点控制好垂直度、坡度与平整度，调整至允许偏差后一次加固成型，模板内涂刷隔离剂，模板安装时调整板块间缝隙小于3㎜，用1：2水泥砂浆对模板缝隙勾抹严密平整，穿設好虚设螺栓，挂好止浆片。用红漆标注混凝土收仓线、分缝线，模板安装完毕后要求平整、整洁，稳定牢固。入仓处考虑坝块均匀上升的过车要求，设置1：6的混凝土贴角，形成过车坡面。坡面施工质量控制同坝体砼。

3、卸料、摊铺、平仓

金安桥水电站碾压混凝土考虑到坝址地区气候影响，碾压混凝土铺料方式主要采用斜层碾压方式施工，较小仓面或受条件限制无法进行斜层碾压施工的采用平仓碾压方式进行施工。

斜层铺筑法具体做法是开仓段先平层铺筑，且铺筑层自下而上依次缩短，从而使新浇筑的混凝土表露面形成一个斜面，至收仓端的大部分混凝土按此斜面铺筑，铺筑方法与碾压混凝土平层铺筑法基本相同，收仓端通过几个依次加长的平层收仓。为提高仓内混凝土施工设备利用率，斜层碾压坡度控制为不陡于1：10。

每一坝段铺设碾压混凝土前，施工缝铺设水泥砂浆，变态及防渗混凝土层面铺洒水泥粉煤灰净浆。碾压层的允许间歇时间，因气温、空气湿度而异，一般为6-8小时。超过此时段，要经过处理才能继续浇筑，具体处理方式按照金安桥水电站混凝土施工技术要求确定。斜层铺料方向根据仓面特性，可采用左右方向或自下游向上游方向进行的方式。

卸料摊铺平仓条带可根据施工方式进行调整，受横向廊道切割及孔底侧边的窄条形部位，摊铺平仓条带可平行水流方向，但迎水面8～15m范围内碾压方向应垂直水流方向。碾压混凝土平仓厚度每层34cm。

自卸汽车采用退铺法卸料，汽车卸料要做到边慢行边卸，两点式卸料减小堆料高度，减轻骨料分离。汽车卸料要卸在已平仓尚未碾压的碾压混凝土面上，以便平仓机摊铺平仓时，扰动料堆底部，使料堆底部骨料集中现象得以分散。卸料后及时平仓，原则上要求边卸料、边平仓以便碾压混凝土料始终卸在已平仓的碾压混凝土面上。卸料堆出现骨料分离时，人工配合将分离骨料均匀散铺到未完成平仓作业的含砂浆较多处或新混凝土面上。

4、混凝土碾压施工

金安桥水电站碾压混凝土充分考虑碾压效率、起振力、滚筒尺寸、振动频率、振幅、行走速度后选用HAMM HD130 型号振动碾。碾压按照先无振碾压，然后有振碾压，再无振碾压的程序进行，直至核子密度仪检测的碾压密实度达到98%以上。振动碾行走速度为1.0～1.5km/h左右，碾压遍数为2+8+2，即先无振2遍，再有振8遍，最后无振2遍。混凝土碾压分条带进行，出机后的2h内碾压完毕。各条带由上游向下游与坝轴线平行进行，碾压作业采用搭接法，碾压条带间的搭接宽度10～20cm，端头部位搭接宽度为200cm左右。对于模板、基岩周边采用振动碾直接靠近碾压，无法碾压到的50～100cm或复杂结构物周边，直接浇筑变态混凝土。变态混凝土与碾压混凝土相邻区域混凝土碾压时与变态区域搭接宽度大于20cm。仓面的Vc值控制在3～12s，现场实验中心根据现场的气温、昼夜、阴晴、湿度等气候条件不断适当调整出机口Vc值。

5、变态混凝土施工

金安桥水电站大坝上下游面、靠岸坡部位、止水埋设处、廊道周边、电梯井周边及其它孔口周边等不能用振动碾碾压部位。通过在碾压混凝土摊铺层面注入适量的水泥净浆或粉煤灰水泥浆后，用130型振捣器振捣密实，形成新形态混凝土，加浆量为混凝土体积的4%。变态混凝土随着碾压混凝土填筑逐层施工。

变态混凝土进行注浆之前先将相邻部位的碾压混凝土压实，碾压混凝土与变态混凝土交接处振捣完后根据实际情况用振动碾补碾数遍。加浆量控制采用统一规格加浆车注浆机计量，一次加入30cm顶部。水泥净浆由设置的制浆站灰浆搅拌机拌制，通过专用输浆胶管送至仓面，自搅拌到掺和、振捣在0.5h内完成。在止水材料埋设处的变态混凝土施工设置专门的支撑结构，妥善保护止水材料，保证止水构造的正确位置，止水材料周围的二级配碾压混凝土料摊铺施工时，防止骨料集中，洒铺好水泥粉煤灰净浆后，采用软轴振捣器仔细谨慎地进行振捣密实，止水材料如有损坏应及时加以修复，该部位混凝土中的大骨料人工予以剔除，以免产生渗水通道。

6、层间结合控制

配合比设计合理，施工速度、施工工艺、施工质量控制得到保证，层间结合完全能达到设计要求。

金安桥水电站碾压混凝土VC值控制在3～5S，小于10S为宜。在现场碾压混凝土铺筑、碾压施工中对碾压混凝土拌合物VC值实行动态跟踪，及根据气温、风速、蒸发情况适时调整出机口VC值，满足仓面碾压混凝土VC值的要求。高温日照时VC值取下限，低温阴天时VC值取上限。为确保上游面二级配防渗碾压混凝土的层间结合，每一碾压层层面在覆盖上一层碾压混凝土前，喷洒2mm厚的水泥粉煤灰净浆。该净浆由左、右岸EL1424m平台制浆站按设计配合比配制，采用输浆管路将浆液送碾压混凝土施工仓面，仓内采用浆液拉运车辆拉至至喷洒部位喷洒。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，从而影响层间结合强度。采取及时覆盖彩条布，同时对仓面进行喷雾降温。如局部有失水发白现象，则在覆盖上一层碾压混凝土前铺洒水泥粉煤灰净浆。

7、施工缝处理

金安桥水电站碾压混凝土缝面处理主要采用高压冲毛机冲毛，以清除混凝土表面乳皮及松动骨料，冲毛标准是露砂微露石。冲毛时间可根据施工季节、混凝土强度、设备性能等因素进行确定。下一升程碾压混凝土摊铺施工前，先在已浇筑混凝土面均匀刮铺一层厚15～20mm的砂浆层（砂浆强度等级比碾压混凝土高一级）。对于已达初凝的施工层面，必须摊铺水泥砂浆后方可继续碾压混凝土施工。

碾压混凝土铺筑层面在收仓时要基本上达到施工计划规定的同一高程或预定的层面形状，不得出现高低不平现象。当出现降雨或其它原因造成施工中断时，对已摊铺的碾压混凝土料及时进行碾压。对于停止铺筑的碾压混凝土面宜碾压成不陡于1：4的斜面，对该斜面坡角处进行修整并根据其继续浇筑的间隔时间按要求处理。

8、横缝止水安装及伸缩缝施工

金安桥坝体碾压混凝土仓号周边横缝止水采用止水模板进行安装加固，施工仓面内部横缝止水采用钢筋与地锚焊接形成支架进行止水加固、安装。确保止水按设计位置准确安装不移位。横缝处安装诱导缝模板，防渗层内止水采用架立钢筋固定，横缝切缝后根据设计文件要求缝内填充填充材料。安装后采用仪器监测，其偏差必须符合施工规范及设计要求。

碾压混凝土坝体中的伸缩缝的位置及缝内填充材料需满足设计要求。采用先碾压后切缝再骑缝补碾压的顺序成缝。通仓浇筑坝段的伸缩缝采用切缝机切缝成型，缝内填充彩条布。方法是：预先将彩条布裁割成规定大小的小块，当每层碾压混凝土完成碾压后开始切缝切缝深度大于每层碾压厚度的2/3，切缝缝宽24mm。完成切缝后立即将已裁剪好的彩条布嵌入缝中。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相符。其施工工序为：测量放线→（混凝土完成碾压面上）画出结构缝位置线→切缝→填充彩条布→检查验收。

9、冷却水管施工

坝体碾压混凝土冷却水管水平间距为1.5m，垂直间距为1.5m或3.0m，冷却水管采用专用冷却塑料水管，铺设时根据碾压混凝土施工进行情况由下游向上游方向顺碾压条带进行。每层冷却水管均铺设在开仓面第一个碾压层面上，采用ф6钢筋卡加固在已碾混凝土上，专人负责指挥协调，未覆盖混凝土前，防止机械碾压。冷却水管按要求的间排距埋设，距上游坝面2.0m～2.5m，距下游坝面2.5m～3.0m，水管距缝面、坝内孔洞周边1.5～2.0m，单根管路总长不大于300m。冷却水管管头根据冷却管路设计及引管规划引入廊道或坝后，排列有序，作好标记，管口应妥善保护，防止堵塞。

10、特殊气侯条件碾压混凝土施工

⑴雨季施工

雨季到来前，准备足量的防雨布及排水工具，当碾压过程中出现降雨，立即组织足够劳动力待命排水，保证雨季碾压混凝土施工质量。

①降雨强度小于0.3mm/6min时继续施工。但需加大碾压混凝土拌和物VC值、减小水灰比。同时加快平仓、碾压速度，对未摊铺或未碾压的拌和物利用防雨布覆盖，暴露在雨中不能超过10min，对已摊铺料及时碾压。

②降雨量大于等于0.3mm/ 6min时，暂停铺筑和碾压施工，碾压混凝土禁止入仓。已入仓的拌和物迅速平仓碾压，未及时碾压的混凝土，用防雨布迅速覆盖。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，如搁置时间过长作废料处理。

③大雨过后，当降雨量小于0.3mm/6min，并持续30min以上，仓面已覆盖未碾压的混凝土尚未初凝时可以恢复施工，恢复施工时要采取：排除仓内积水，混凝土运输车辆车箱内积水清除干净;适当加大新拌制混凝土VC值;漏碾、漏振已初凝部位及被雨水严重侵入部位混凝土要清除;恢复施工前，要在已损失灰浆的碾压混凝土层面上均匀铺设2～3cm厚水泥砂浆等措施。

⑵高温季节施工措施

气温等于或高于25℃时，采取温控措施，以防止混凝土在运输、摊铺和碾压时，混凝土温度大幅度回升及表面水分迅速蒸发散失。

新老混凝土温控标准：在间歇期超过28天的老混凝土面上继续浇筑时，碾压混凝土不大于13℃。

表面混凝土温控标准：碾压和常态混凝土的内外温差控制不超过16℃。

①、原材料温度控制

应严格控制砂、石骨料的含水率满足规范要求，主要控制砂含水率小于6%、小石含水率小于1%。通过一、二次风冷对骨料进行预冷，以降低混凝土的出机温度;水泥、粉煤灰提前组织进场，以降低出厂温度，严格按照规定控制入罐溫度。水泥低于60℃、粉煤灰低于50℃。

②、出机温度控制

拌和制冷系统在混凝土拌和前提前运行，对大石、中石、小石骨料进行一、二次风冷;在混凝土生产过程中，根据出机口温度随

③、运输过程中温度控制

混凝土运输过程中的热量倒灌较多，在实际施工时加快混凝土运输，吊罐、自卸车等混凝土的容器侧壁用隔热材料进行保温，顶部设防晒棚，以有效控制混凝土在运输途中的温度回升;在满管溜槽槽体上搭设遮阳棚，防止太阳光直接照射槽体，并在槽体上喷水，保持槽体潮润，以降低槽体本身温度。控制混凝土温度从出机口至振捣密实温度回升不大于5℃。

④、仓面温控

仓面碾压施工时，设置专人进行仓面的喷雾工作，在仓号周边模板顶部架设固定式喷雾机进行喷雾，喷雾机可摆动机头，另设置移动式喷雾机巡仓喷雾。对边角部位，采用手持冲毛机喷射枪在仓内进行人工喷雾，并且及时铺设麻袋片，使混凝土面保持湿润，形成仓面小气候，补偿水分蒸发和降低环境温度，喷雾时冲毛机的压力不得小于20MP，喷枪枪口不得正对混凝土面，喷头高出混凝土面1.5m以上，喷雾时所有供水设备密封完好，防止渗漏，同时严禁滴状水雾。

在坝体的上、下游坝面进行淋水养护，养护时间大于28天，以降低混凝土的温度，间歇层面进行洒水养护，保持混凝土面湿润，养护至下一升层混凝土施工。振动碾在碾压混凝土施工过程中，必要时可启动振动碾的淋水系统，进行淋水碾压，自行补水，防止粗骨料发白、发干。每一碾压层施工时，协调组织好，加快仓面施工碾压的节奏，使混凝土料在仓内的堆放时间不要过长，并且采取分区卸料、平仓、碾压的方法施工。根据施工仓面的实际情况，及时调整碾压混凝土的VC值，掌握每个不同施工时段VC值的变化曲线，及时调整碾压混凝土施工中的VC值。

⑤、收仓后混凝土温度控制

在混凝土覆盖后48h开始通水，一期冷却采用10℃左右制冷水进行冷却，有效降低混凝土早期温度，确保坝体最高温度在设计允许范围内。通水流量为1.2m3/h～1.5m3/h，冷却时间控制在23d。冷却水水流方向24h调换一次。一期通水温度与坝体混凝土最高温度之差控制在25.0℃以内。

混凝土养护主要采用人工洒水、塑料花管自流（上下游坝面及两侧横缝面采用钻有小孔的塑料管进行自流养护）的方式使混凝土表面在满足规范要求的时间内保持长时间湿润。

⑶、低温季节施工措施

低温气温骤降季节，为防止碾压混凝土的暴露表面产生裂缝，新浇混凝土拆模后，坝体横缝面必须覆盖保温材料，保温材料紧贴被保护面，贴挂牢固，覆盖搭接严密。所有孔、洞及廊道等入口设帘以防受到冷气的袭击。

11、施工效果

金安桥水电站坝体碾压混凝土已全部完成，已取得15.73m碾压混凝土芯样可以看出混凝土施工效果良好。

12、结语

金安桥水电站工程，在充分应用大体积碾压混凝土施工关键技术及工艺的同时，对相关施工技术及工艺不断进行试验、总结、探讨，为坝体混凝土快速上升打下了良好的基础，为同等工程建设总结了丰富的施工技术经验。