楊志華

（江西省水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院，江西南昌 330029）

1 工程概況

山口巖水利樞紐工程位于贛江支流袁水上游，壩址以上控制集雨面積為 230km2，水庫總庫容為1.05×108m3，是一座以防洪、供水為主，兼顧發(fā)電、灌溉等綜合效益的大（Ⅱ）型水庫，主要建筑物有大壩、溢流堰、放空洞、引水隧洞及發(fā)電廠房等。大壩為碾壓混凝土拋物線雙曲拱壩，最大壩高99.1m，壩頂高程為247.6m，壩頂寬度5.0m，壩底最大寬度 30.0m，壩頂弧長(zhǎng) 268.23m；壩體為全斷面碾壓混凝土。

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

山口巖水利樞紐工程大壩為全斷面碾壓混凝土雙曲拱壩，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)試驗(yàn)初定的系統(tǒng)措施和施工工藝、施工參數(shù)等需要通過施工現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，以達(dá)到有充分的技術(shù)準(zhǔn)備。碾壓混凝土現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的目的是：通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)考察和驗(yàn)證碾壓混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行能力、碾壓混凝土配合比適應(yīng)抗骨料分離能力和可碾性、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工序環(huán)節(jié)影響和施工措施、施工質(zhì)量控制與施工技術(shù)水平等，確定大壩碾壓混凝土鋪筑厚度、碾壓遍數(shù)、VC值等施工參數(shù)指標(biāo)。

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究的主要內(nèi)容

按照山口巖碾壓混凝土拱壩施工規(guī)劃進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，驗(yàn)證科研和室內(nèi)試驗(yàn)成果、系統(tǒng)運(yùn)行能力、施工工藝及工序環(huán)節(jié)等。以積累經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)山口巖碾壓混凝土拱壩的施工。根據(jù)這一試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，提出本次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的主要試驗(yàn)研究項(xiàng)目如下。

（1）山口巖碾壓混凝土拱壩筑壩原材料（水泥、粉煤灰、外加劑、砂石骨料）的品質(zhì)復(fù)核驗(yàn)證。

（2）山口巖碾壓混凝土拱壩室內(nèi)試驗(yàn)推薦混凝土配合比驗(yàn)證復(fù)核和適應(yīng)性試驗(yàn)調(diào)整。

（3）砂石骨料系統(tǒng)和混凝土拌和系統(tǒng)綜合運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，包括砂石成品質(zhì)量試驗(yàn)，兩系統(tǒng)生產(chǎn)能力及配套試驗(yàn)。

（4）混凝土拌和樓運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)（碾壓混凝土拌和投料程序，拌和時(shí)間，儀器精度，拌和質(zhì)量和生產(chǎn)能力等）。

（5）混凝土拌和樓機(jī)口碾壓混凝土質(zhì)量控制監(jiān)測(cè)，VC值及碾壓混凝土性能抽樣試驗(yàn)。

（6）碾壓混凝土主要施工參數(shù)的選擇試驗(yàn)。

（7）碾壓混凝土層面結(jié)合影響因素及控制方法試驗(yàn)。

（8）碾壓混凝土容重現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)試驗(yàn)及測(cè)試儀器的校正。

（9）碾壓混凝土試件室內(nèi)、現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)（不同齡期）。

（10）鉆孔取混凝土芯樣及混凝土芯樣加工成型做各種物理力學(xué)性能試驗(yàn)（28d以后）。

（11）現(xiàn)場(chǎng)碾壓混凝土層間和自身抗?jié)B及壓水試驗(yàn)（28d以后）。

（12）碾壓混凝土施工工藝和機(jī)具協(xié)調(diào)配套試驗(yàn)。

（13）碾壓混凝土現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制項(xiàng)目、手段和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)等試驗(yàn)研究。

4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)主要參數(shù)

4.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)塊尺寸及分區(qū)

山口巖水利樞紐工程碾壓混凝土現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的試驗(yàn)塊尺寸為30 m2×15m2。根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目需要將選定試驗(yàn)塊平面分為A、B兩塊，A塊尺寸30 m2×4.5m2，主要進(jìn)行三級(jí)配RCC試驗(yàn)，B塊尺寸30 m2×10.5m2，主要進(jìn)行二級(jí)配RCC試驗(yàn)，具體尺寸見圖1。同時(shí)將整個(gè)試驗(yàn)塊分為3層，第Ⅰ、Ⅱ?qū)愉伭虾穸瓤刂?4～36cm，碾壓厚度控制30cm，第Ⅲ層鋪料厚度控制29～31cm，碾壓厚度控制25cm。具體分布見圖2。

圖1 試驗(yàn)塊平面布置圖（單位：cm）

圖2 試驗(yàn)塊A-A剖面圖（單位：cm）

4.2 碾壓層厚度及平倉厚度

使用BW-202AD型振動(dòng)碾碾壓，擬用34～36cm的鋪層厚度，壓實(shí)厚為30cm。根據(jù)國內(nèi)外澆筑碾壓混凝土壩的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，薄層平倉（15～25cm）有利于改善骨料可能出現(xiàn)的分離狀況，故要求把 34cm碾壓層分為二次平倉。

4.3 碾壓遍數(shù)

根據(jù)國內(nèi)外澆筑碾壓混凝土壩的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使用 BW-202AD型振動(dòng)碾時(shí)，碾壓遍數(shù)為：先無振 2遍，有振8遍，最后無振2遍。經(jīng)核子密度儀測(cè)試，當(dāng)碾壓混凝土的容重未達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)增加碾壓遍數(shù)，直至容重達(dá)到設(shè)計(jì)容重為止。

4.4 碾壓層間隔時(shí)間及碾壓時(shí)間

碾壓層間隔時(shí)間是指一層碾壓完畢起到第二碾壓層覆蓋碾壓為止的時(shí)間。此數(shù)值應(yīng)小于混凝土初凝時(shí)間，常溫情況下該數(shù)值應(yīng)控制在 6h以內(nèi)。本次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，擬用間隔時(shí)間為4、6、8、10、12、24h，鋪水泥砂漿和不鋪水泥砂漿情況進(jìn)行試驗(yàn)，選擇出最優(yōu)間隔時(shí)間。

碾壓時(shí)間系指混凝土拌和物從拌和機(jī)出料口卸出來到振動(dòng)碾碾壓完畢為止所經(jīng)過的施工歷時(shí)。依據(jù)國內(nèi)外已建碾壓混凝土壩的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，碾壓時(shí)間應(yīng)控制在2h以內(nèi)。

5 碾壓混凝土施工工藝流程

山口巖拱壩碾壓混凝土現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)?zāi)雺夯炷翝仓に嚵鞒虉D3所示?；炷龄佁罘绞讲捎枚送朔ǎㄒ赃M(jìn)料倉面的遠(yuǎn)端退鋪填到倉面的進(jìn)料路口）。

6 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)施工質(zhì)量控制

6.1 砂石料質(zhì)量控制

組建專職質(zhì)量監(jiān)控小組對(duì)砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)每天生產(chǎn)的砂石料進(jìn)行各種檢測(cè)，要求砂的細(xì)度模數(shù)基本穩(wěn)定，其變化范圍控制在 2.4～2.8之間，石粉含量（d≤0.16mm顆粒）應(yīng)控制在 18%以內(nèi)，三級(jí)配碾壓混凝土骨料的最大粒徑控制在80mm，二級(jí)配碾壓混凝土骨料的最大粒徑控制在40mm，砂料表面含水率要滿足規(guī)范規(guī)定小于1%的要求，碎石遜徑含量應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定。

6.2 VC值和含氣量檢測(cè)

碾壓混凝土屬坍落度為零的干硬性混凝土，須用稠度儀檢測(cè)其工作度（VC值）。為使拌和樓生產(chǎn)的碾壓混凝土具有一定的可碾性。機(jī)口取樣的 VC值控制在 2s～4s范圍內(nèi)；考慮到氣候條件（如氣溫、日照、溫度、蒸發(fā)、風(fēng)向風(fēng)速等）以及碾壓混凝土運(yùn)輸，停留等因素的影響，VC值有所增加，入倉VC值控制在4s～7s范圍內(nèi)，且以入倉VC值為主要控制指標(biāo)。在倉面上，每鋪筑一層碾壓混凝土，應(yīng)施測(cè)VC值5～10次，在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)應(yīng)在機(jī)口取樣施測(cè)VC值。

碾壓混凝土含氣量的大小，將直接影響混凝土的密實(shí)度，允許偏差為1%左右，每臺(tái)班須檢測(cè)二次以上，（可與機(jī)口取樣同時(shí)進(jìn)行）。

6.3 平倉（鋪料）厚度控制

對(duì)平倉（鋪料）厚度可在模板上標(biāo)出平倉（鋪料）高度線來控制，平倉機(jī)作業(yè)后的個(gè)別坑洼，則以人工鏟料補(bǔ)平。

6.4 壓沉量和碾壓遍數(shù)檢測(cè)

為檢測(cè)碾壓混凝土的壓實(shí)效果，在碾壓過程中，每碾壓層應(yīng)進(jìn)行壓沉量的檢測(cè)，（測(cè)點(diǎn)按倉面大小布置），應(yīng)不少于 5個(gè)測(cè)點(diǎn)，可采用水準(zhǔn)測(cè)量方法。碾壓機(jī)械操作人員應(yīng)做好碾壓遍數(shù)記錄。

6.5 容重及含水量檢測(cè)

在碾壓混凝土澆筑過程中，使用核子密度儀檢測(cè)碾壓混凝土表面與不同深度的混凝土容重和含水量，它可以直接控制碾壓混凝土的壓實(shí)效果。

圖3 碾壓混凝土澆筑工藝流程

7 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)論

（1）本次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)采用的混凝土拌和系統(tǒng)所生產(chǎn)的碾壓混凝土是可行的。砂、水（外加劑）、水泥（粉煤灰）、骨料等混凝土原材料投料順序正確，拌和時(shí)間按 120s控制拌制出來的碾壓混凝土均勻性良好。

（2）通過現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)可知，當(dāng)混凝土攤鋪厚度小于35 cm，壓實(shí)后厚度為30 cm時(shí)；碾壓混凝土出機(jī)口VC值在2～8s，入倉時(shí)混凝土VC值控制在 4～9s內(nèi)，使用 BW-202AD振動(dòng)碾按 1.0～1.5km/h速度控制進(jìn)行振動(dòng)碾壓，碾壓遍數(shù)按“先無振2遍，有振8遍，最后無振2遍”控制時(shí)，經(jīng)核子密度儀檢測(cè)碾壓混凝土的容重達(dá)到設(shè)計(jì)要求，壓實(shí)度均大于98%（設(shè)計(jì)值），碾壓混凝土抗壓、抗拉、抗?jié)B等性能指標(biāo)均能滿足設(shè)計(jì)要求。

（3）通過對(duì)碾壓混凝土現(xiàn)場(chǎng)取芯的芯樣折斷原因分析，當(dāng)混凝土攤鋪層厚度超過 4h時(shí)應(yīng)在碾壓混凝土層面處鋪筑 1.5～2.0cm厚水泥砂漿，以利于層面間良好結(jié)合。

（4）在施工過程中將碾壓混凝土的VC值控制在2～8s之間，并依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

8 結(jié) 語

（1）通過碾壓混凝土現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，為山口巖拱壩碾壓混凝土的施工提供了合理的施工工藝和技術(shù)參數(shù)。

（2）本工程通過碾壓混凝土現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定的施工工藝和技術(shù)參數(shù)對(duì)類似工程具有一定參考借鑒作用。

[1]能源部、水利部碾壓混凝土筑壩推廣領(lǐng)導(dǎo)小組.碾壓混凝土筑壩—設(shè)計(jì)與施工[M].北京:電子工業(yè)出版社,1990

[2]張仲卿.碾壓混凝土拱壩[M].北京:中國水利水電出版社,2002

[3]水工碾壓混凝土施工規(guī)范(DL/T5112-2000).北京:中國電力出版社,2001