浅谈新疆SETH 水利枢纽碾压混凝土大坝施工技术

马栋梁

（甘肃省水利水电工程局有限责任公司，甘肃兰州730046）

1 工程概况

新疆SETH 水利枢纽工程是国务院部署的“十三五”期间172 项重大水利工程之一。该工程主要任务为供水和防洪，兼顾灌溉和发电，工程等别为Ⅱ等，工程规模为大（2）型。工程主要由碾压混凝土大坝、电站厂房及升鱼机组成。最大坝高75.5 m，坝长372 m，正常蓄水位EL1027m，坝顶高程EL1032m，水库总库容2.94 亿m3，电站装机27.6 MW。工程所在地气温年内变化较大，极端最高气温38.4℃，极端最低气温-47.7℃，变幅达86.1℃，夏季6—8 月平均气温在18℃以上。历年最大风速17.3 m/s，最大冻土深度239 cm。工程建成后，可调蓄河道径流，促进阿勒泰地区经济发展。同时，还可以加强流域水资源统一管理和调配，为维持河道生态环境创造条件。

本工程于2016 年10 月10 日正式开工，于2017 年10 月22 日通过自治区水利厅组织的截流阶段验收并实现截流，计划2020 年11 月大坝具备下闸蓄水条件，为厂房发电机组调试创造条件。

2 原材料选择

SETH 水利枢纽工程选用富蕴天山水泥有限责任公司生产的天山牌普通硅酸盐水泥（专供）42.5（7天水化热小于293 KJ/kg）、乌鲁木齐乾元盛贸易有限公司生产的Ⅰ级（F 类）粉煤灰、苏博特新材料股份有限公司生产的SBTJM-Ⅱ缓凝高效减水剂和GYQ-Ⅰ高效引气剂以及HME-Ⅲ低碱型混凝土膨胀剂，砂石骨料采用项目部自产的灰长岩破碎石和人工砂。工程原材料全部符合国家标准及规范要求。

3 混凝土生产系统

SETH 碾压混凝土重力坝设置2 座HZS270-1Q4500 型微机控制混凝土搅拌站，搅拌机生产厂家是德国BHS，主站配置件生产厂家是郑州水工。骨料配料称量精度在动态时为±2%、静态时为±0.3%，水泥、粉煤灰、外加剂配料称量精度在动态时为±1%、静态时为±0.25%。

搅拌站的布置形式为二阶式：由2 个主站、制冷车间、5 个200 m3中转预冷骨料仓、地垄、骨料输送系统及8 个400 t 粉料仓等组成，生产能力常态砼为400 m3/h、碾压砼为200 m3/h，可满足混凝土生产强度要求。

4 碾压混凝土施工技术

SETH 水利枢纽工程地处我国高寒干旱地区，高温、干燥、高蒸发、风大是该地区主要气候特征。结合之前的碾压混凝土坝的施工经验和现场条件，通过SETH 水利枢纽工程现场碾压工艺试验验证，取得了可靠的试验参数和碾压工艺，施工机械设备的性能得到了验证，使混凝土的碾压施工达到了优质、高效、质量第一的目的。

4.1 混凝土的碾压施工工艺、参数

4.1.1 VC 值参数 出机口的VC值应控制在1～3s，仓面的VC 值应控制在3～5 s，按照VC 值动态控制的原则并根据气温的变化情况，必要时进行喷雾保湿，为仓面施工形成小气候创造条件。

4.1.2 含气量 二级配控制在4.5%～6.5%，三级配控制在3.0%～5.0%。

4.1.3 温度 高温季节碾压混凝土出机口温度控制在12℃左右，入仓温度控制在14～16℃，浇筑温度控制在18～22℃；低温季节碾压混凝土出机口温度控制在10～12℃，入仓温度控制在12～16℃，浇筑温度控制在15～20℃。

4.1.4 振动碾的行走速度 该速度宜控制在1.2 km/h。

4.1.5 铺层厚度 该厚度控制在33～35 cm。

4.1.6 碾压遍数 根据现场RCC 压实度检测结果，最佳碾压遍数确定为无振2 遍＋有振8 遍，即2+8组合，另收面层可加无振2 遍收面。

4.1.7 施工方法 本次碾压试验的变态混凝土采用人工现场勾槽加浆的施工方法，从现场施工效果看，控制加浆量在5%时泛浆较为充分，且后续变态混凝土施工时采用5%加浆量。

4.1.8 稠度 严格控制用于层间结合砂浆的稠度，按照规范要求摊铺厚度2～3 cm，以保证层间结合的质量。

4.2 平层通仓法碾压

SETH 碾压混凝土在大坝下部一般选3～6 个坝段进行平层通仓法施工，上部可根据施工条件选多个坝段，仓面面积控制在3 000 m2左右。依据现场条件提前规划入仓方式，采用水平入仓或垂直加水平入仓。开仓前由工程技术部提交仓面设计，设计内容包括人员和设备的配置、入仓方式、入仓道路、混凝土分区图、压实度检测点位分区图、配合比、冷却水管埋设、层间处理方式、施工作业流程图等，开仓前在现场进行技术交底和安全交底，做到人人清楚岗位职责和注意事项。

4.3 变态混凝土施工

主要用于大坝上下游面、靠岸坡部位、紫铜止水埋设处，灌浆廊道、主排水廊道、通风廊道周边、大坝安全监测仪器埋设周边、10#坝段泄洪底孔设置的检修门槽模板周边、13#坝段引水坝段设置的叠梁门槽模板周边、15#坝段电梯井模板周边振动碾碾压不到的地方。

变态砼采用勾槽加浆的方式进行。具体要求：在已经摊铺好的碾压砼上，作业人员采用三角耙将碾压砼掏出两条平顺笔直的沟槽，再将灰浆均匀倒入沟槽内。灰浆的密度采用比重计测量，灰浆比重控制在1.65 g/cm3以上方可使用，使用前应搅拌均匀，人工将灰浆均匀掺入在砼沟槽中。

4.4 碾压混凝土层间结合

4.4.1 水泥灰浆的铺设 迎水面各碾压砼层间铺设宽2～5 m、厚2～4 mm 的水泥灰浆，水泥灰浆应根据实验室验证合格签发的施工配料单配制，要求配料计量准确、搅拌均匀，作业队负责制浆和洒铺，试验室对配制浆液的质量进行检查。洒铺水泥灰浆之前，作业队应做到洒铺区内干净、无积水。洒铺水泥浆液在该条带卸料之前分段、分次序进行，不允许洒铺水泥灰浆长时间未覆盖砼。水泥灰浆铺设应均匀、不漏铺，上游模板一侧铺厚一些，以增强层间结合效果。

4.4.2 层间结合与缝面处理 连续上升铺筑的碾压砼，层间间隔时间控制在混凝土初凝时间8～12 h，高温季节控制在6～8 h，以确保层间结合质量。高温季节和低温季节施工，对已碾压完毕的砼层面应及时覆盖聚乙烯保温被，防止砼因蒸发过快过早初凝来不及覆盖和砼表层冻伤。为便于施工缝砂浆均匀摊铺，确保施工质量，砂浆稠度控制在90～110 mm。

4.4.3 卸料与平仓 采用平铺法进行碾压砼浇筑，碾压砼的压实厚度为30 cm，铺筑厚度为33～35 cm。翻斗车在碾压砼面上行驶应避免急刹车、急转弯，转弯半径不小于12 m，车速控制在5 km/h。平仓机严禁在已经平仓或者碾压过的砼面上急转弯、急掉头或急刹车。卸料点与模板距离不得小于3.5 m，防止砼直接冲击模板，造成模板偏离控制设计线。三级配与二级配砼的分界线，按其误差不得超过0.3 m。

4.4.4 碾压与成缝 仓面碾压时砼的VC 值控制在3～5 s，并根据气温随时调整。碾压条带距离平仓条带的最大间距控制在12 m 以内，以确保碾压层面完全泛浆，保证砼层面的结合质量。振动碾作业的行走速度为1.2 km/h。碾压作业程序按无振2 遍+有振8遍+无振2 遍的工艺进行，碾压条带应清晰、分明，其宽度与振动碾轮压宽度相同。碾压砼的允许层间间隔时间控制小于混凝土初凝时间1～2 h。层间间歇时间高温季节（6—9 月）小于6 h，次高温季节（4—5 月、10 月）小于8 h。通仓浇筑的大坝施工缝用CAT75（卡特小挖机）制作的切缝机切缝形成诱导缝，采用先碾后切的方法，切缝下刀间距不大于12 cm，缝内填充4 层彩条布，填充物顶部距离压实面1～2 cm，切缝完毕后振动碾沿缝隙碾压2 遍。

5 其他技术措施

本工程碾压砼浇筑时，通过缩短层间覆盖时间，加强资源配置，使混凝土浇筑做到快平快碾。动态控制碾压混凝土VC值等措施保证了混凝土浇筑质量。

6 结语

SETH 碾压混凝土大坝技术组在施工中探索出了符合自身施工要求的施工技术，为严寒地区碾压混凝土施工积累了宝贵经验。