試論大壩碾壓混凝土的施工工藝

1、試論大壩碾壓混凝土的施工工藝楊俊利(中國水電建設(shè)集團(tuán)第十五工程局有限公司陜西西安710016)摘要碾壓混凝土壩是一個(gè)新興的壩型，它將土石壩的機(jī)械化作業(yè)用于碾壓混凝土施工。本文通過對麒麟觀電站碾壓混凝土施工工藝的試驗(yàn)、研究和探討，總結(jié)出大壩碾壓混凝土從基礎(chǔ)處理、入倉方式、鋪料、碾壓等施工工藝的基本施工方法，值得同類型大壩施工參考和借鑒。關(guān)鍵詞碾壓混凝土；變態(tài)混凝土；負(fù)壓溜槽；翻升模板中圖分類號：TV544921文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B1工程概況南河

2、麒麟觀一級水庫位于湖北省宜昌市五峰縣仁和坪鎮(zhèn)，壩址所處河段位于五峰六大河流之一的南河流域中游，屬南河流域中的梯級調(diào)節(jié)電站。麒麟觀一級水庫電站樞紐布置有大壩、壩頂溢洪道，左岸引水壓力隧洞，發(fā)電廠房和升壓站等建筑物，水庫總庫容1532O0萬m，裝機(jī)總?cè)萘?x3200kW。大壩為碾壓混凝土雙曲拱壩，建基面高程385Om，壩頂高程462m，最大壩高77m，大壩底寬12m，頂寬45m，壩軸線長1381m。大壩頂部設(shè)3‘孔溢流表孔，每孑L凈寬9m，

3、大壩及溢洪道混凝土設(shè)計(jì)方量共計(jì)約6萬m。2施工工藝流程●大壩碾壓混凝土分為上游二級配區(qū)(25m寬)和下游三級配區(qū)。共設(shè)三個(gè)誘導(dǎo)縫，將大壩分為四個(gè)壩塊，采用通倉薄層澆筑施工。施工工藝流程如圖1所示。3施工工藝31基礎(chǔ)面處理大壩為通倉澆筑，倉面面積較大，采用人工鑿毛勞動(dòng)強(qiáng)度大，速度慢，不能滿足大壩快速上升的需要。采用1臺50MPa／cm壓力水沖毛機(jī)，班產(chǎn)量可達(dá)300m2~400m，周邊輔以人工鑿毛，可縮短間歇時(shí)間，提高工效。沖毛時(shí)間一般在混

4、凝土終凝后24h。沖毛厚度3mm，露出砂粒即可，不必露出石子，比常規(guī)人_T鑿毛可節(jié)省混凝土lO倍以上。而且在基礎(chǔ)面鋪筑砂漿時(shí)更易于人工鋪筑，鋪筑厚度容易控制，可以大量節(jié)省砂漿。32模板翻升翻升模板外形尺寸為3m15m，外備兩個(gè)鋼衍架支撐，上下左右設(shè)有6根調(diào)弧絲桿，可根據(jù)大壩體型進(jìn)行板面調(diào)節(jié)，單塊重800kg，配1臺8t吊車協(xié)助作業(yè)。每塊模板有4個(gè)由16內(nèi)拉錨，拉錨直線長50em，由2根16鋼筋彎成紡錘形，單根16鋼筋長12m，兩根紡錘形

5、鋼筋與一根16絲桿焊接，外加螺帽緊固。模板翻升每班可完成lOOm左右，拉錨每班每人可焊接4O個(gè)左右。根據(jù)上壩速度，可確定模板數(shù)量，如每班上升一層(30cm)時(shí)，必須保證有5層模板，即75m高模板，才能保證施工安全。如果大壩上升速度快，模板量可按比例增加。左右壩肩設(shè)計(jì)輪廓線與山體較近，翻升模板不能應(yīng)用，采用小模板，外側(cè)加固。33混凝土運(yùn)輸331水平運(yùn)輸混凝土采用1臺2Om拌合樓，混凝土攪拌時(shí)間90s，6臺自卸汽車運(yùn)輸至左岸壩頂集料斗。33

6、2垂直運(yùn)輸根據(jù)大壩左右壩肩地形條件，無法在壩肩修筑混凝土入倉道路。左壩肩開挖坡度為43。，滿足負(fù)壓溜槽的使用條件。因此沿左壩肩拱端架設(shè)負(fù)壓溜槽，在大壩左岸壩頂高程462m處設(shè)有集料斗，圖1施工工藝流程圖e、()CC@自卸車將混凝土倒入集料斗中，經(jīng)O8m寬輸送帶運(yùn)至負(fù)壓溜槽。左岸負(fù)壓溜槽架設(shè)在承重腳手架上，腳手架沿岸坡方向搭設(shè)5排，排距Im，間距15m，步距12m，腳手架底部與岸坡砂漿錨桿連接。負(fù)壓溜槽用500半圓形鋼管加一r而成，壁厚5

7、ram，單根長4m，兩頭焊接20mm厚鋼法蘭盤。溜槽上鋪6ram厚、寬1m的橡膠蓋帶，蓋帶鋪成半圓形，距槽底8era～lOem，L口用扁鐵壓條與溜槽邊緣角鋼連接，連接采用12螺桿，間距05m。溜槽出料端連接500彎管，彎管再接鐵皮串簡，通常溜槽運(yùn)行10萬m’混凝土?xí)r，槽底將會磨透損壞。根據(jù)總體混凝土方量，可適當(dāng)增加至8ram厚，或在間歇期間及時(shí)補(bǔ)焊槽底。蓋帶每l萬m時(shí)將會磨透，根據(jù)實(shí)際情況可適當(dāng)增加蓋帶的厚度。500彎管壁厚5ram，運(yùn)

8、行l(wèi)O~Om’混凝土?xí)r，彎管受沖擊力最大的地方將會被擊穿，導(dǎo)致漏料漏漿，嚴(yán)重影響澆筑速度，因此，可在管壁內(nèi)受沖擊力最大的部位焊接廢舊彈簧鋼板，增加耐磨性及抗沖擊性。串桶采用15mm厚鐵皮焊接制成，上口直徑500rnm，下口直徑400mm，高lm，管徑不宜太小，否則將會出現(xiàn)頻繁的堵料現(xiàn)象。33VC值動(dòng)態(tài)控制混凝土出機(jī)口VC值通?？刂圃?s～lOs之間，根據(jù)現(xiàn)場施_『=情況，以不陷碾為準(zhǔn)，VC值越小越好。氣溫較高時(shí)可減小VC值，也可以在倉面

9、噴霧降溫，陰雨天時(shí)，可增大VC值。降雨量在3mndh以下時(shí)不會影響施]：，超過3mrrdh時(shí)應(yīng)停止施工。34砂漿鋪筑通常砂漿鋪筑采用人工鋪撒。按常規(guī)配合比拌制的砂漿，砂漿偏干，和易性差，鋪筑厚度及均勻性較難控制，不易于施[?，F(xiàn)場試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，較干的砂漿不易與層間接合，結(jié)合層的砂漿成蜂窩狀，對于層間防滲來講，尤為嚴(yán)重。如果采用和易性好，較稀的砂漿，人工便于鋪撒，便于用刮板刮平，厚度與均勻性能得到有效的控制，而且施工速度快?，F(xiàn)場試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，該

10、方法施工后層間結(jié)合很好，看不出層間結(jié)合的痕跡。在混凝土層間出現(xiàn)初凝但未終凝的情況下，一般采用鋪筑砂漿墊層，此時(shí)砂漿的和易性尤為重要，宜稀不宜干。35鋪料351壩面運(yùn)輸大壩壩面配置2臺5t自卸汽車從負(fù)壓溜槽接料運(yùn)輸，交叉作業(yè)，可提高鋪筑速度，充分發(fā)揮負(fù)壓溜槽輸送能力。352鋪料分區(qū)整個(gè)壩面一般分二級配區(qū)(25m寬)和j級配區(qū)。根據(jù)壩面寬度，上下游分為兩個(gè)碾壓條帶，壩面寬度窄時(shí)可逐一減少鋪料條帶，沿壩軸線方向鋪料長度一般以2h之內(nèi)能夠碾壓為

11、準(zhǔn)，來確定鋪料長度，一般鋪料長度定為30m～40m353鋪料順序及方法一般先鋪上游二級配區(qū)，二級配區(qū)層間要求鋪撒水泥凈漿。鋪筑40m左右時(shí)換料鋪筑下游j級配區(qū)，采用倒退法鋪料。在遇到埋設(shè)誘導(dǎo)塊或冷卻水管時(shí)，采用進(jìn)占法鋪料，此時(shí)可按誘導(dǎo)縫位置將大壩分為4大塊鋪筑。36平倉碾壓選用平倉設(shè)備時(shí)，必須充分考慮到達(dá)壩頂時(shí)的操作空間，設(shè)備體積不宜過大，否則在接近壩頂施工時(shí)，會發(fā)生設(shè)備擁堵、無法施_T的現(xiàn)象。本工程采用7O型東方紅推土機(jī)平料。推土機(jī)平

12、料前，人工必須將料堆周周集中的粗骨料散開，平倉厚度34em，周邊止水等邊角部位輔以人工平倉。碾壓機(jī)械為YZC12雙鋼輪振動(dòng)碾。壓實(shí)厚度30em，先靜碾2遍，再振碾8遍，碾壓左右搭接20em以上，前后搭接15m～3Om最后碾壓2遍時(shí)可灑水碾壓，使層面泛有2mm左右厚度的漿液。如遇氣溫偏高，可用沖毛機(jī)在表面2m高噴霧降溫后碾壓。碾壓后及時(shí)的測試壓實(shí)度，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)重新補(bǔ)碾，直到合乎要求為準(zhǔn)。37變態(tài)區(qū)施r：上下游變態(tài)區(qū)寬50em，左右壩

13、肩變態(tài)區(qū)寬15m。上下游模板邊緣一般在鋪料前人工先在模板根部提前鋪筑一部分細(xì)料，然后推土機(jī)大面積平料，這樣能防止推土機(jī)平料時(shí)周邊骨料堆積現(xiàn)象發(fā)生，便于人振搗密實(shí)，能保證大壩的外觀形象質(zhì)量。變態(tài)區(qū)加漿以前，人T先挖20era寬，15era深的溝槽，或者采用50腳踏式打孔器打孑L，然后加水泥凈漿，加漿量控制在5％～6％。水泥凈漿由集中制漿站L4o0型攪拌機(jī)拌合，經(jīng)由50運(yùn)輸管路放人拉漿筒中，用標(biāo)準(zhǔn)量具倒入溝槽中。通常設(shè)計(jì)每米加漿標(biāo)準(zhǔn)量具，防

14、止?jié){液多加或少加。振搗器采用書100插入式變頻振搗器振搗，2臺振搗器f=作范圍為200m，一般先振搗后碾壓，這樣易于人工勾槽加漿。碾壓后可能會出現(xiàn)與變態(tài)區(qū)錯(cuò)臺現(xiàn)象，此時(shí)可用振搗器二次振搗抹平，此方法比小碾子碾壓質(zhì)量更可靠，而且倉面平整，更易于碾壓區(qū)域與變態(tài)區(qū)域結(jié)合。如果先碾壓后加漿振搗，人_[不易溝槽，漿液不易滲透，而且難以振搗密實(shí)。38誘導(dǎo)縫施T誘導(dǎo)縫上游設(shè)有銅皮、PVC雙層止水帶，下游只有1層PVC止水帶，通常銅皮止水焊接高度(一般

15、與翻升模板高度一致)取15m，由于壩型的限制銅皮止水三維變化較大，如若太長，焊接偏差大，與設(shè)計(jì)線相差較大，如若太短，焊接量大，不易于施工。PVC止水帶粘結(jié)通常采用加熱板現(xiàn)場連接，采用長50emt5em的鋼板，用汽油噴燈加熱，人丁割除PVC帶上的凸條后，按設(shè)計(jì)要求搭接15em長。該方法速度快，粘結(jié)質(zhì)量好，而且不易污染。如用粘結(jié)劑，粘結(jié)過程時(shí)間太長，而且經(jīng)常被水泥漿污染，出現(xiàn)開膠、脫膠現(xiàn)象。誘導(dǎo)塊每90em高(3個(gè)升層)一層，每塊重170k

16、g，人工搬運(yùn)困難。在以后設(shè)計(jì)中建議適當(dāng)改小誘導(dǎo)塊體形，便于現(xiàn)場施工。4工藝效果通過在本工程施工過程中的研究和探討，基本總結(jié)出了大壩碾壓混凝土的施工工藝。在施工時(shí)嚴(yán)格按照工藝流程操作，使得各工序作業(yè)規(guī)范化、程序化，操作工越來越熟練，效率越來越高。本次工程的混凝土月最大升程達(dá)13m。經(jīng)現(xiàn)場取樣檢查，內(nèi)在質(zhì)量良好，外觀質(zhì)量同樣取得了驗(yàn)收專家的好評5結(jié)語碾壓混凝土施T關(guān)鍵在于快，重點(diǎn)在于翻升模板的翻升速度，這是制約工程進(jìn)展的關(guān)鍵工序。實(shí)際工程中