碾压混凝土重力坝施工技术和施工质量的管控

程显皓 深圳海油工程水下技术有限公司

水利工程的实施对地区水利效益、生态效益、社会效益有着深远的影响，一项水利工程建设的核心单位工程通常为拦蓄坝工程，当前水利工程大坝建设应用最广泛的施工技术是碾压混凝土大坝施工技术，加强碾压混凝土大坝施工技术探索、施工质量管理的研究具有重要意义，基于此本文对碾压混凝土重力坝施工技术和施工质量的管控进行了探讨。

1.碾压混凝土重力坝施工技术研究

1.1 混凝土的配合比设计

碾压式混凝土重力坝混凝土的配合比直接决定了大坝的力学性能、耐久性能、变形性能、抗渗性能、成型质量等。在配比设计时应考虑原材料和配合比两方面因素，碾压混凝土的原材料主要包括水泥、掺合料、粗骨料、细骨料以及外加剂等几部分，选择原材料应综合考虑混凝土弹性模量、徐变、极限拉伸值、强度、自生体积变形、热膨胀系数、绝热温升等参数的要求，在混凝土拌合前应根据相关标准对原材料进行检测，检测不合格的材料严禁进场。混凝土配合比的确定应充分考虑外部温度环境、混凝土运输条件、浇筑部位、坍落度损失、出厂离析等因素，通过实验室配合比试验，确定最佳到场配合比。

1.2 改善约束条件

碾压混凝土重力坝通常为大体积混凝土坝，为保证良好的浇筑质量需采用分层浇筑。其中施工分层的划分既影响混凝土浇筑质量，且影响施工进度，浇筑分层的划分可以根据碾压混凝土重力坝分层浇筑的相关实践，结合工程的实际来开展。在分层浇筑施工中需要保证在开始上层浇筑前，在已经成型的混凝土表面敷设一层砂浆，砂浆的强度等级需高于已成型的混凝土，砂浆的坍落度控制在10cm左右，厚度则需要控制在15mm左右。铺设完砂浆后应立刻进行上层混凝土的浇筑工作，方能有效的防止混凝土出现初凝或者失水等问题，从而保证混凝土的浇筑质量。

碾压式混凝土重力坝浇筑的流程如图1所示。

图1 碾压式混凝土浇筑流程

1.3 温度控制方案

碾压混凝土重力坝在浇筑过程中水泥会产生较大的水化热，混凝土的温度过高可能会使其不能完成初凝，甚至会出现失效的问题，为避免这种情况，除了采用分层施工的方式来有效降低混凝土最高温度和内外温差之外，还需对温度进行有效的控制，温控手段有冷却水管、表面保温、预冷、管道口冬季封闭、仓面喷雾等，这些措施如何合理利用需综合研究，当前最主要的方式是进行温度仿真模拟，根据结果来对温度进行控制。

温度仿真模拟可以采用有限元或离散元来模拟，在开展温度仿真数值计算时，按照设计好的开始浇筑时间，通过调整施工顺序、浇筑分层、层间间歇时间、保温措施和保温时间、冷却水管的参数、混凝土预冷幅度等参数，构建温度仿真计算模型，并对模型进行温度模拟计算，得到温度包络图，根据计算结果的分析和经验，调整温控措施，得到可行的温控方案。图2为某工程计算出的水化温度包络图。

2.施工质量管控措施

碾压混凝土重力坝的施工质量控制，不仅应对施工技术路线进行详尽研究，同时还需做好施工质量的管理工作。

2.1 碾压混凝土防裂管理

碾压混凝土重力坝比较常见的质量问题是后期开裂，加强后期开裂的管理工作，可以采取以下两方面的措施：一方面，加强温控措施管理。根据温度场和温度应力分析结果，采取预冷、改善环境温度、合理布置降温水管、加强养护等方式，有效降低混凝土内部温度，防止内部温度过高及内外温差较大而造成的开裂。加强混凝土养护工作，在混凝土表面成型之后，应根据现场的实际情况采取浇水或者是保温等措施来保证环境适宜。另一方面，合理安排施工进度，尽量选择低温季节或夜间浇筑，严格按照施工技术要求合理分层，避免薄层长间歇，控制间歇层厚度和间歇时间。

2.2 施工环境管理

降雨或高温对碾压混凝土的施工质量均有较大影响，选择合理措施应对不同的天气条件是施工环境管理的重要工作。雨天应尽量避免混凝土浇筑，确需浇筑时，根据施工实际情况，可适当调整混凝土的坍落度，采用斜层平铺法进行施工，加强仓内排水并防止周围雨水汇入仓内；做好新浇混凝土面的保护工作；确保排水设施正常运行，在降雨后可以将雨水及时的排除，降低其对混凝土的不利影响。

高温季节开展碾压混凝土施工则需调整混凝土配合比从而降低水化热，降低入仓温度，加强浇筑后的管理，采用恰当的养护方案，加强二次振捣或二次抹面。从而解决混凝土早期裂缝问题，提高浇筑质量。

2.3 成品保护

为了防止由于缺乏保护或者保护不善等原因对工程已完成的部分造成破坏，需要采取有效的措施来避免污染。因此，项目管理人员应对工序进行合理的安排，尽可能的避免出现交叉作业的情况，同时要做好上下工序之间的交接，尽可能的避免下道工序对上道工序成品所造成的影响。此外，应建立严格的成品保护制度对成品进行保护。

2.4 整改措施

在碾压混凝土重力坝施工过程中主要采用分层施工的方法，而应用这一施工方法时，分层结合处的质量对整个单位工程的质量有着非常大的影响。鉴于这一位置施工质量的重要性，应设置由施工方和监理方联合组成的质量检查小组，对这一部分质量进行质量检查，若发现存在质量问题，则要求施工人员即刻整改，确保该处施工质量满足要求，质量检查人员需要对整改的情况继续进行监督和管理，直至整改合格。

图2 某碾压混凝土重力坝水化温度包络图

3.结语

碾压混凝土重力坝是当前水利工程大坝的主要形式，本文从施工技术和施工质量管控两方面对如何保证碾压混凝土重力坝的施工质量进行了探讨，希望对于提高其施工的质量起到一定的作用。