水利施工中碾压混凝土施工技术研究

山东省单县水务局 山东单县 274300

1 碾压混凝土坝发展概述

碾压混凝土是一种干硬性贫水泥的混凝土，是由胶凝材料、砂、分级控制的粗骨料、水及外加剂拌制成无坍落度的干硬性混凝土，主要应用在水库大坝的工程建设中，通常采用与土石坝施工相同的运输及铺筑设备，用振动碾分层压实。在1972 年召开的“混凝土坝经济施工”会议上，坎农提出“用土料压实的方法修建混凝土坝”，同年，他又发表了“用振动碾压实大体积混凝土”的论文，并公布了用卡车运输、前卸式装载机平仓、振动碾碾压的混凝土试验结果，形成了最初的碾压混凝土概念。世界上第一个大量使用碾压混凝土的工程是1975 年美国陆军工程师团承包巴基斯坦的塔伯拉坝泄洪隧洞修复工程。该工程用未经筛洗的砂石料加少量水泥拌和的混凝土，经振动碾碾压，修复被冲毁的部位。42d 内浇筑了35×104m3混凝土，平均日浇筑8333m3，最大日浇筑达18438m3，显示了碾压混凝土快速施工的巨大潜力。

碾压混凝土坝既具有混凝土体积小、强度高、防渗性能好、坝身可溢流等特点，又具有土石坝施工程序简单、快速、经济、可使用大型通用机械的优点。由于碾压混凝土坝融合了常态混凝土坝结构和碾压土石坝施工的长处，因此，碾压混凝土坝作为近年来广泛应用的筑坝技术受到了越来越多的关注[1]。

2 水利工程中碾压混凝土施工技术的应用要点

2.1 掌控施工材料质量

水利工程碾压混凝土施工技术应用会用到大量的骨料，因此需要选择合适的骨料材料，提升混凝土施工质量。在该工程具体骨料选择中，尽可能地选择膨胀系数小、弹性模量较低和级配良好的骨料，以中砂为主，将含泥量控制在3%以下，尽可能地选择较大碎石或卵石。在实际施工过程中，该工程选择了适量的粉煤灰代替水泥，约15%-20%左右，以此降低混凝土的硫、碱用量，以便于后续施工活动有序的开展。同时，在夏季炎热天气施工，为了避免入模温度过高，通过搅拌水加冰块、骨料覆盖遮阳方式，将温度维持在平衡状态，避免影响到混凝土强度和硬度。

2.2 模板施工技术

模板施工技术可以有效地提高碾压混凝土施工的连续性，且在实际应用中可以用普定拱坝上下交替悬臂钢模板进行交替上升，从而有效地提高施工建设速度。同时，应该在施工中结合实际情况优化模板施工技术的应用，实现台阶模板的连续上升，实现一次浇筑成型。在该工程的实际建设中，合理应用分块模板连续上升基础，以此实现模板的连续翻升，保证台阶模板可以进行连续上升，使整体建设符合连续浇筑的要求，在此基础上，利用分块平层对混凝土进行浇筑处理。如果在实际施工中的坝体体形较为复杂，可以对连续翻升模板进行调整，缩短施工时间，确保水利工程的有序进行[2]。

2.3 摊铺碾压技术

在大坝施工环节，使用汽车进行混凝土材料卸料，保证铺筑厚度均匀，满足设计要求。水坝建设前，可通过运输量对卸料面积进行计算。卸料过程中安排专人负责安全运输，由指挥员进行卸料指导。施工期间，作业人员使用钢束进行检测，严格控制铺筑厚度，预防骨料分离问题。卸料采取叠压式、串联摊铺法进行，可避免骨料分离，提高铺筑质量。碾压平料过程中需要人工散料，保证水坝施工有序进行。一般情况下使用20t 单钢轮压路机，初压先前静后振1 次，保持1.5-2.5km/h；复压先小振、再大振、再小振，保持2-3km/h；终压要静压1-2 次，保持3-4km/h。在混凝土表面需要逐条碾压条带，保证条带之间存在10-20cm 的搭接，端头位置留有1m 搭接宽度，从而保证边角区域的压实度。水泥初凝需耗时200min，终凝时间约360min，一次性碾压长度保持40-60m，压实结束控制在3h 内。对边角区域补碾施工时，可使用小型手扶振动机施工，将压实度控制在设计范围内。若压实度未达到要求，需要重复碾压，完成混凝土铺筑后需要对混凝土表面进行检查，检查是否存在粗骨料窝、白干等情况。

2.4 垫层混凝土施工技术

在传统的水利工程混凝土碾压施工中，基本以常态混凝土进行浇筑。常态混凝土的运输较为烦琐，实际运输需要配置相应的运输设备，常见的设备如垂直运输设备。但就目前我国水利工程的施工建设来看，垫层混凝土的施工仍然需要深入的研究和分析，如现阶段水利工程在施工时的环境较为恶劣，多数施工都是在岩面上进行，这样的施工需要提高各类技术的应用程度，防止意外的发生。基于此，该水利工程石坝最大高度为210m，其中面板以50 块混凝土面板进行构造，在碾压混凝土施工技术应用中控制预应力，将普通混凝土替换为碾压混凝土，随后直接进行浇筑，以此加快施工进程，实现对坝体的温度控制。

2.5 灌浆施工技术

在碾压混凝土施工期间，拱坝积水承受压力较大，需要加强横缝和诱导缝的处理。处理过程中，混凝土温度降低，会造成混凝土拱坝收缩，导致灌浆层面拉伸，产生裂痕，需要再次进行灌浆施工。建设混凝土拱坝过程中，主要处理诱导成缝技术，根据现场情况，调整灌浆施工技术。如施工重力式方法处理拱坝诱导缝，便于进行排气管道施工和灌浆管道施工。施工人员先利用灌浆设备进行预处理，再进行灌浆作业，保证施工有序进行[3]。

3 结语

目前，中国碾压混凝土坝总量居世界首位，大坝规模普遍高大，为顺应我国战略发展的需要，碾压混凝土坝在原材料使用中节省了成本，由于施工工艺特点也节约了工期，因而碾压混凝土坝的第三大特点即为工程造价低。相对而言，碾压混凝土的单价是常规混凝土单价的三分之一到二分之一。碾压混凝土坝的建设方案是一项高质而低廉的选择，方案的优选对于水利工程的建设有良好的推动效益和现实意义。