山阳县金盆电站碾压混凝土坝施工技术分析

王建坤　温鹃戎

摘 要：本文主要阐述了山阳县金盆电站碾压混凝土坝施工技术，希望能为广大同仁提供参考和借鉴。

关键词：碾压混凝土；常态混凝土；温度控制；模板

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.081

金钱河发源于秦岭南麓，属汉江支流，是山阳境内最大的河流，境内干流79.1公里，总落差280米，年平均径流量11.73亿立方米，水力资源理论蕴藏量8.38万千瓦，河道狭窄，比降较大。在山阳境内共规划七座水电站，其中金盆电站装机3×103千瓦， 年发电量1317万千瓦时，采用碾压混凝土坝。

碾压混凝土筑坝技术，是介于碾压土坝与常态混凝土坝之间的一种筑坝技术，既能像碾压土坝那样施工，防渗性可靠，适应中高坝大体积填筑，又比传统混凝土坝提高了筑坝速度，节约了水泥、减少了时间、节省了模板、降低了造价。

1 碾压混凝土坝的优点及存在的问题

1.1 碾压混凝土坝的优点

碾压混凝土是采用振动碾压实超干硬性混凝土修建建筑物的施工技术，它的特点是：①低胶凝材料用量，包括水泥与掺和料共120～160kg/m3；②超干硬性，以维勃仪加压测定，拌和物的稠度值在20s左右；③大量使用掺和料，如用粉煤灰或天然火山灰，掺量为胶凝材料总量的30%～60%；④易施工，浸潤线低，稳定性好，防渗性强，适应中高坝；⑤不设纵横缝；⑥碾压混凝土施工较之常规混凝土，具有造价低，施工速度快、节省水泥、模板和劳动力等优点，技术经济效益显著。

1.2 碾压混凝土坝存在的问题

碾压混凝土坝经常存在以下几个问题：①层面结合处容易成为渗水的薄弱层面；②混凝土运输与铺料过程易产生骨料分离；③混凝土浇筑的温控措施复杂；④表面裂缝问题；⑤混凝土浇筑需有连续性、速度快，有碾压要求，停仓有允许时间要求。

2 碾压混凝土的技术分析

2.1 碾压混凝土的组成材料

该坝原材料主要有水泥、粉煤灰、混凝土粗细骨料、水、外加剂等，必须严格控制各种原材料质量符合规范要求。回填灌浆、固结灌浆、帷幕灌浆采用R32.5水泥，坝体接缝灌浆、各类接触灌浆采用R42.5水泥，坝体采用中、低热水泥和低热微膨胀水泥，以控制坝内温度，有效降低坝体内温度应力；优先选用一级粉煤灰，质量应满足GB1596-91的规定；骨料采用金钱河II、III类砂石。

2.2 碾压混凝土的仓面准备

碾压混凝土建基面一般要做常态混凝土，后再进行碾压混凝土。对连续碾压混凝土施工的仓面，当层间间隔时间较短，上下层能良好地结合时，可以连续铺筑上升，下层混凝土表面可不必处理。当层间间隔时间较长超过初凝时间则必须停止浇筑，待终凝后按水平缝处理。水平缝处理要求无泥，无污，无杂物，清理干净，凿除乳皮，或用刷毛机刷毛，风水枪处理干净。在表面清洗干净后，铺上一层1～1.5cm比碾压混凝土高一级标号的砂浆，或3～5cm厚的一级配混凝土，刮平后再铺设上一层碾压混凝土。

2.3 碾压混凝土的拌合

混凝土拌合采用水泥裹砂法：砂子先经砂处理机，使表面含水率保持在2%左右，再加入砂、石、一部分拌合水、水泥开始拌合，在砂石表面裹上一层水泥浆膜，其水灰比控制在0.15-0.35范围内，最后加入剩余的拌合水和高效减水剂，直到拌合成均匀混凝土。

2.4 碾压混凝土的运输

金盆电站地势平坦，道路宽阔平整，主要采用自卸汽车运输，提高了运输效率，减小了混凝土的分离，车体密封，保证在运输过程中不漏浆不泌水，尽量缩短运输时间，确保混凝土质量。但随着坝体的增高，又多次铺设道路，增加了施工成本。

2.5 碾压混凝土入仓

混凝土入仓铺料用平浇法，入仓后都要进行机平仓，振动碾压实，切缝机切缝等工序。

（1）摊铺：建基面处，先浇一定厚度的常态混凝土，一般0.5～2.5m；基岩面用常态混凝土找平，填平凹角，具备施工设备行走条件。

（2）碾压：采用自行式振动碾碾压。通过试验确定了碾压设备、碾压遍数、行走速度、振动频率。每层高度不超过0.5米，层与层之间分段接头错开一定距离，同时分段分条带与坝轴线平行，各分段之间高差不超过1.5米，与边坡土质体结合部用气胎碾进行压实。

（3）温度控制措施：合理安排施工时间，春秋多填筑，冬季低于零度以下不进行坝体施工，夏季正午不填筑碾压。山阳县在每年7月份气温将出现极值，在持续高温期，拌合混凝土时大量掺粉煤灰，掺合料的用量右达水泥用量的25%-60%；重要部位施工时，对骨料进行水冷、风冷法预冷，并采用厚块填筑，以防止因高温热量倒流，出现温度裂缝，同时在坝体内预埋蛇形冷却水管，水流方向24h换一次，初期冷却混凝土与水温差值为22℃，中期为18℃。

2.6 碾压混凝土模板

碾压混凝土坝模板，要有足够的强度、钢度和稳定性。必须能承受施工中可能出现的各种荷载的最不利组合，其结构变形应在允许范围内。金盆电站大坝采用专门加工厂制作的钢模板及钢筋混凝土预制模板。在荷载基本组合中，新填筑的混凝土重量按25kN/m3计算，一般钢筋混凝土按1kN/m3计算，振捣混凝土产生的荷载按1kN/m3计算，其它荷载按现行《建筑结构荷载规范》GB50009-2012确定。

3 建议

3.1 掺加缓凝减水剂

加入缓凝减水剂对延长碾压混凝土初凝时间、减少拌和用水量等方面具有显著的效果。缓凝减水剂的掺量，要根据试验数据，严格控制。特别是用粉末状的，在稀释时，控制好用水量，并在使用前1天稀释，使其充分溶解，并在使用时，要定时搅拌，使其密度均匀。

3.2 改进台阶浇筑法

在高温环境下，混凝土的初凝时间大幅度缩短，为保证层间结合质量，需要减少一次摊铺碾压的面积，使上层混凝土能在下层混凝土初凝前或更短时间内覆盖碾压密实。采用台阶铺筑法，块与块之间不用模板分隔，而是有混凝土自身形成一定坡度的斜面，在层间间隔时间内，完成一个自下而上的浇筑循环，满足在高温环境条件下碾压混凝土坝连续施工的要求。

3.3 施工仓面喷雾

采用喷雾的方法，可以形成适宜的人工小气候，起到降温保湿、减少VC值的增加、降低混凝土的浇筑温度的作用。