浅谈碾压混凝土重力坝施工技术在莽山水库的应用

刘 斌

（湖南省水利工程协会，湖南 长沙 410007）

1 工程概述

莽山水库是一个以防洪、灌溉为主，兼顾城镇供水与发电等综合效益的Ⅱ等大（Ⅱ）型水利枢纽工程。碾压混凝土重力坝施工因工艺简单，节省水泥用量，温控措施相对于常规混凝土坝简单、可通仓浇筑，施工进度较快，能有效节约成本，初设考虑采用碾压混凝土重力坝。

莽山水库碾压混凝土重力坝坝顶高程399.8 m，坝顶宽6 m，建基面高程298.5 m，最大坝高101.3 m，坝顶全长354.8 m。大坝由左、右岸非溢流坝段及溢流坝段组成。坝体除基础垫层和廊道周边、溢流面、闸墩及坝顶细部结构外，其余均采用碾压混凝土。大坝主要工程量：土石方开挖65.61 万m3，碾压混凝土55.04 万m3，常态混凝土15.98 万m3，固结灌浆1.06 万m3，帷幕灌浆1.55 万m3。

2 前期施工准备

2.1 原材料控制

由现场试验室根据碾压试验的要求对工程所选原材料按规定取样检测，严格按照规范、规程要求，不足取样数量和取样时间的至少取一次样进行检测。本工程采用的原材料为：吉港康达（湖南）水泥有限公司生产的“吉一牌”P·O42.5 水泥；华润电力湖南有限公司生产的Ⅱ级粉煤灰；采用老鼠坳石料场生产的人工砂和碎石；山西格瑞特建筑科技有限公司生产的FDN-Ⅱ缓凝高效减水剂、GRT-AE 型引气剂、GR-U 型膨胀剂、GRT-S 型速凝剂。经取样检测，各项性能指标均能到达到相关规范标准技术要求。

2.2 配合比试验

大坝使用的碾压混凝土设计强度值为90 d 龄期强度。根据对原材料的试验结果及参考已建工程的经验，在确定粗骨料级配比例[三级配∶（40～80 mm）∶（20～40 mm）∶（5～20 mm）=30∶40∶30、二级配∶（20～40 mm）∶（5～20 mm）=50∶50]、最优砂率（三级配为32%、二级配为36%）、外加剂掺量和单位用水量的基础上，对拟定水灰比和固定粉煤灰掺量（参考已建工程的经验成果按50%）进行试验，通过试验得出碾压混凝土工作性能（VC 值、容重和凝结时间）、硬化混凝土的力学性能（劈裂抗拉强度、弹性模量、极限拉伸）及混凝土的耐久性能（抗渗等级、抗冻性）的结果，推荐混凝土施工配合比，以供施工使用。具体的混凝土施工配合比见表1。

表1 碾压混凝土配合比

3 大坝碾压施工关键技术

1）混凝土摊铺与碾压

根据现场布置条件，坝体碾压混凝土大部分采用15 t 自卸汽车直接进仓退铺卸料，每层填筑厚度为35 cm，边缘死角选择人工摊铺方式。碾压混凝土的铺筑作业根据仓面特征，采用全断面斜层平铺碾压技术，可做到快速平仓、快速碾压。采用斜层碾压工艺，充分利用浇筑过程进行仓面准备工作，较好地解决了混凝土待凝与模板拆安、仓面冲洗等影响[1]。当完成本仓后，下一仓的准备工作基本结束，可以做到连续施工，有利于防止停歇期混凝土温度“倒灌”，做到加快对下一层混凝土面的快速覆盖。

由于碾压施工直接影响坝体强度与稳定性，需要加强对碾压质量的控制，结合现场试验将碾压次数确定下来。工程中先进行2 次静压，再震动碾压8 次和静压2 次。在碾压过程中对振动碾行走速度控制在1.0～1.5 km/h 范围内，碾压带搭接宽度10～20 cm，走偏误差控制在10 cm 范围内， 端头部位的搭接宽度为100 cm左右，并保证碾压混凝土、富胶碾压混凝土防渗面板高度提升保持一致。

2）层面结合及缝面处理

在坝体碾压混凝土铺筑期间，当层间间歇时间小于初凝时间（按6 h 控制），可不铺砂浆或水泥净浆，连续上升；坝体上游面二级配R90200W8F50 富胶碾压混凝土层间结合，每层铺料前均需铺一层水泥净浆；连续上升铺筑的碾压混凝土，层间允许间隔时间（下层混凝土拌合物加水拌时起，至上层混凝土碾压完毕）控制在混凝土初凝时间内，且混凝土拌合物从拌合到碾压完毕的历时不大于2 h；超过初凝时间的，必须在层面上铺水泥净浆，再铺筑上一层碾压混凝土；超过终凝时间（按9 h 控制），按施工缝、冷缝处理方式，由人工凿毛或冲毛机冲毛（以小石微露为标准），之后摊铺高于碾压混凝土强度一个等级的、1～1.5 cm 厚水泥砂浆，砂浆摊铺前结合面积水必须排净，而后才能继续进行下道工序施工。

3）施工温控和养护措施

在碾压混凝土重力坝施工过程中，还需要加强对施工温度的控制，这有利于提升整个坝体的防渗能力[2]。根据设计院提供的技术要求，在基础强约束区混凝土容许温差应控制在14℃以内、基础弱约束区混凝土容许温差应控制在17℃以内。为降低混凝土浇筑温度，在坝体埋设冷却通水管路系统，根据不同时段和要求采用河水进行强制冷却，以降低内部混凝土温度。高温季节施工过程中，还应在施工仓面上采取喷雾降温方式，喷雾雨量强度每6 min 小于0.3 mm。

坝体碾压混凝土在施工间歇期间，碾压混凝土终凝后，必须进行养护，保持混凝土面湿润，以利水泥正常水化，防止混凝土开裂。在低温（3℃以下）环境下的养护，主要是保温，一般在混凝土面铺保温材料，在高温干燥天气，采用喷水、喷雾保持湿润，养护应持续至上一层碾压混凝土开始铺筑为止；对永久暴露面，应养护28 天以上，有温控要求的碾压混凝土，应根据温控设计采取相应的防护措施。

4 结 语

碾压混凝土重力坝相较于常态混凝土坝具有施工速度较快、质量控制简单、经济性好等优点，在以后的水利工程建设中必然会受到更加广泛的应用。在施工过程中各参建单位针对本工程特性做了大量工作。经过建设者科学管理，大胆创新，提前规划，精心组织，2019 年3 月工程实现下闸蓄水目标，各项指标均满足要求，坝体防渗良好，在快速施工的同时保证了较高的质量水平。