水电站碾压式混凝土坝的施工技术与质量控制

甄文凯

中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550081

1 工程概况

某工地水电站建设于河流下游，现场地形平稳，无明显起伏现象。该水电站总装机容量6000kW，左右岸坝及溢流坝结构形式具有一致性，为业内较为主流的碾压式混凝土坝，左、右岸坝段长度依次为64.75m、75.69m，坝顶宽度为6m，最大高度为57.4m。

2 碾压混凝土坝施工新技术

2.1 四级配碾压混凝土技术

在常规的碾压混凝土坝施工中，通常选用二、三级配骨料，最大粒径不超过80mm，同时应在许可范围内减少粗骨料的用量。若采取四级配碾压混凝土技术，最大粒径可提升至150mm，胶凝材料的用量也随之减少，可有效削弱水化热现象，充分保证混凝土浇筑层的厚度，在确保施工质量的同时还可减少成本投入，具有显著的经济优势。与三级配碾压混凝土相比，在该项新型技术的支持下，胶凝材料的使用量降低16 ～20kg/m3，用水量降幅可达到8 ～10kg/m3。

2.2 斜层平推碾压技术

碾压混凝土施工应高度注重对各项工艺的控制，需严格把控混合料出厂直至碾压完成所持续的时间，不超过2h，同时各层间隔时间也不宜超过混凝土初凝时间。若遇到浇筑仓面尺寸偏大的情况，在采取传统的平层碾压方式时，需以坝面的总体规格为准，拆分为若干个仓块，按顺序有序浇筑到位，同时将拌和、运输、浇捣等各项工作落到实处，避免出现质量问题。然而，分仓浇筑方式的局限之处在于仓面工作量明显增加，对机械设备的综合性能提出了较高的要求，资金投入量较大。这表明，传统的平层碾压方式在大面积施工中缺乏可行性。

斜层平推碾压法则具有更显著的应用优势，其浇筑层面与浇筑块顶面和底面可形成特定的角度，有效保证作业面的施工质量。不仅如此，由于降雨等特殊环境对施工的干扰较微弱，因此可有效缩短层间的覆盖时间，从而更好地保证混凝土层间结合的稳定性，让施工全程均处于可控的状态。

2.3 箱式满管技术

传统的负压溜槽系统在实际应用中易出现堵料、柔性胶带受损等问题。鉴于此，以负压溜槽输送原理为基本依据，使用箱式满管技术来铺设适量的管道，并通过该装置将碾压混凝土从上方送到下方，可省去填筑石碴路的施工环节，从而在提高全程工作效率的同时大幅度减少运输成本。

箱式满管技术高效地集成了各项装置，集料斗、箱式满管槽身、下料控制装置可构成完整的体系，且箱式满管槽身下方配套有系统支撑结构，能够保证各装置的稳定性。集料斗呈漏斗形，通过油泵控制的方式可精准地调节出料门的开度。箱式满管槽身是通过各送料管所拼接成的完整结构，在逐步拆除送料管后，能够使箱式满管槽身随坝体高度的增加而持续升高，以便有效适应浇筑面的进度，全程效率较高，所需成本较低。

3 水电站碾压式混凝土坝施工工艺

3.1 准备工作

（1）施工机械及原材料准备。通过应用施工机械，可提高施工效率，减少人员投入；加之高质量的施工材料，则可以有效地保证坝体施工质量。对此，施工单位需以现场施工条件及工程质量要求为导向，制订科学的机械设备组合方案，配备性能达标的机械设备，并做好日常的维护与保养工作。同时，施工单位还需选择符合资质要求的供应商来采购施工所需的材料，加强进场时的质量检验，采取防晒、防雨等相关防护措施，从而更好地维护施工机械与原材料[1]。

（2）准备作业。以施工方案所提要求为准，组织各项参数的实测工作，确定结构控制点的具体位置，若无误则有效标示。按照要求将模板安装到位，采取固定措施，以免在混凝土浇筑期间发生偏位现象，且需预埋钢筋等相关构件。在做好各项准备工作后，组织全面验收，若合格则进入后续环节，不合格则需及时处理。

3.2 配合比设计

施工单位可通过试配来确定具体配比，并将所得工艺参数作为正式生产的标准。通常情况下，试验需明确配合比、搅拌时间、温度等方面的具体取值标准，且在未经许可的情况下不可随意变更配合比。

3.3 拌和与运输

根据配合比组织混凝土的拌和作业，其生产所得的混凝土应利用自卸车及时转运至现场。运输车需尽可能匀速运行，并保持5km/h 以下的速度，且期间不可出现快速提速、加刹车、急转弯等驾驶行为，否则将易导致混凝土工程性能大幅度下降。混凝土在运抵现场后，需由专员指挥卸料，同时保证堆放高度＜1.5m。卸料时，施工单位需加强对混凝土质量的检验，若存在骨料分离的现象，需及时采取处理措施，以避免将不达标的混合料应用于施工中。

3.4 混凝土平仓

以仓面实际情况为准，合理组织平仓作业。根据工程经验，薄层摊铺是可行方式之一。在实际摊铺过程中，施工单位需重点关注混凝土的工艺特点，如初凝时间等，并根据规范在作业面上施工出带宽为5 ～8m 的相应条带。同时以大坝的轴线为基准，使条带走向与其平行。此后，再利用推土机进行清理，将两侧的混凝土推向中间，使整个施工面具有平整性。对于施工机械难以到达的边角区域，则需要由施工人员处理。

3.5 混凝土的碾压作业

碾压施工工艺要点较多，施工人员需充分关注各方面的情况，采取动态化控制措施。碾压设备速度全程稳定在1 ～1.5km/h，相邻条带搭接量至少应达到10cm。模板边缘及孔口处较为特殊，此类区域可采取手扶式振动碾压的方式。每完成一层混凝土的碾压作业后，需检查压实度，视实际情况决定是否需采取进一步的处理措施[2]。

3.6 坝体碾压混凝土层间处理

层间间隔时间具有差异性，因此其对应的处理方法也需适时调整。若时间短于混凝土终凝所需时间，则必须在铺筑上层混凝土前做好处理工作，即加铺一层厚度约1.0 ～ 1.5cm 的水泥砂浆；反之，若该间隔时间超过终凝时间，则有必要对施工缝面采取凿毛处理措施，随后再完成水泥砂浆的铺设作业。对此，施工单位必须以合理的方法做好层间的处理工作，以免对混凝土铺筑施工效果造成不良影响[3]。

3.7 养护

混凝土初凝后，需通过高压水枪全面清理水泥硅表面杂物，要求混凝土表层具有一定的粗糙度。混凝土施工成型后，为了保证能够及时进入覆盖养护环节，施工单位必须保证混凝土全程维持湿润的状态，且期间需由专员定期洒水，以避免因混凝土过于干燥而产生裂缝

此外，若现场气温＜3℃，需辅以保温措施，从而减小低温对混凝土成型质量的影响。

4 水电站碾压式混凝土坝施工质量控制措施

4.1 原材料方面

原材料是混凝土的基本组成部分，加强对原材料的质量控制可以有效地保证施工质量。对于水泥等相关材料，需从符合资质的厂商购买，且要求其出具生产合格证等相关具有质量证明性质的资料。在材料进场时，施工单位需加强检测，对于质量不达标的材料，均不可入场。不仅如此，考虑到原材料易受到气温、日晒等因素的影响，施工单位还需对进入现场的材料采取防护措施，以免因材料质量下降而阻碍正常施工。

4.2 碾压方面

在碾压过程中，施工单位需充分考虑碾压轮的宽度，并以此为参考合理规划条带规格，要求相邻条带间可有效搭接，碾压方向与搭板轴线呈平行的关系。待碾压完成后，需利用核子密度仪检测，以便掌握压实度的实际情况，要求实测值至少应达到设计标准的98.5%，否则需组织复压，直至碾压质量完全满足要求为止。另外，混凝土经过碾压后将发生一定程度的反弹，为了准确反映真实的压实度情况，在碾压完成后不宜随即组织压实度检测工作，较合适的是碾压完成10min 后开始检测。

4.3 成缝控制方面

碾压后再切缝，施工设备要以切缝机为宜，填充应与成缝施工同步展开，需做到一次成缝，同时应严格控制填缝材料与混凝土表面的间距，具体以1 ～2cm 为宜。横缝是较为薄弱的区域，经切缝处理后，需再次碾压1 ～2 遍，目的是提高混凝土的压实度，保证碾压式混凝土坝的总体施工质量。此外，碾压式混凝土坝的工作量较大，对工期提出较严格的要求，因此切缝需及时完成，尽可能缩短中途耽搁时间，以免对正常施工进度造成影响。

5 结束语

综上所述，若要在既定工期内保质、保量地完成水电站碾压混凝土坝的各项任务，则必须遵循因地制宜的原则，合理优化施工技术。此外，工程施工前需要将准备工作落实到位，深入现场全面勘察，掌握气候、地质、水文等方面的具体情况，以此为重要参考，合理组织施工作业。