任廷江
(中國水利水電第九工程局有限公司,貴陽550001)
某大壩建基面高程為114 m,壩高131 m,是當今世界上已建的最高全斷面碾壓混凝土壩。壩體斷面碾壓混凝土分兩區(qū):上游部位為I 區(qū),為二級配富漿碾壓混凝土,主要用于壩體防滲;下游部位為II 區(qū),為三級配碾壓混凝土,這是大壩主體。壩體混凝土總量為137萬m3,其中碾壓混凝土為110萬m3。
碾壓混凝土通常采用的施工工藝是通倉薄層碾壓施工,其水平層面比較多[1]。層間受到碾壓混凝土的配合比、層間間隔和自然因素等條件的影響,但是通過多年的實踐證明了碾壓混凝土層間可以進行結合,效果十分良好。
摻入高效引氣劑能夠提高混凝土的抗凍融循環(huán)能力,還可以提高混凝土的抗侵蝕環(huán)境能力,同時還能影響新拌混凝的泌水,改善了工作度,使混凝土的彈性模量得到降低。
2.3.1 拌和物需要動態(tài)控制
碾壓混凝土的拌和物性能受到各種條件的影響,不可避免的會存在動態(tài)狀態(tài)。在將混凝土的拌和物運輸?shù)交炷羵}后,現(xiàn)場工作人員會進行質量檢查,檢查其是否含有廢料,骨料的包裹是否良好,在進行碾壓后,其返漿是否充分等。
2.3.2 VC 值需要動態(tài)控制
施工期間根據(jù)現(xiàn)場的氣溫、濕度、降雨、日照、風速等自然條件適當?shù)恼{(diào)整VC 值,保持倉面的最佳VC 值在3 ~7S,確保碾壓完的混凝土層面完全達到泛漿,人員在混凝土層面上行走具有微彈性以及骨料在倉面中不集中等為標準。
2.3.3 對初凝的時間要進行動態(tài)控制
試驗室要根據(jù)不同的自然條件對混凝土的初凝時間進行測試。但是在對混凝土的初凝時間測試時會受到多種因素的影響,這就需要試驗工作人員根據(jù)自身的經(jīng)驗和從實際出發(fā)來進行判斷。在高溫天氣條件下,及時做好混凝土的攤鋪、碾壓和覆蓋,同時對混凝土進行噴霧保濕,那么混凝土的初凝時間會比較長,一般延長1 ~2 h。
要提高混凝土的出機口溫度,可以采用蒸氣預熱骨料砂石和對混凝土進行熱水拌和等措施[2]。在混凝土運輸過程中,為了確保其熱量散失的少,可以采取對混凝土的運輸車輛用棉保溫杯對其搭設保溫棉棚。在混凝土澆筑的過程中可以使用保溫模版,在倉面的攤鋪和碾壓過程中,要使用保溫被對混凝土進行及時的覆蓋。為了延長拆模的時間,可以在拆模后用保溫被對混凝土面進行覆蓋保溫。
在壩基與碾壓混凝土壩體之間澆筑一層常態(tài)混凝土墊層,作為普通混凝土防滲結構。防滲體設在壩體上游與下游面的1.5 ~3.5 m,同時與壩體碾壓混凝土同步搭接澆筑上升。其防滲效果好,可靠性高,但是施工工藝過于復雜,從而限制了碾壓混凝土的快速施工。
為加快高溫季節(jié)碾壓混凝土施工速度,減小碾壓面積,上部采用垂直水流方向碾壓,大量采用了斜層碾壓工藝,為提前發(fā)電爭取了時間,見圖1。
圖1 混凝土斜坡碾壓示意圖
模板安裝是碾壓混凝土快速施工的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)碾壓混凝土大壩的結構特點及薄層連續(xù)施工的需要,上下游直立面和側面采用3 ×3 m連續(xù)翻升鋼模板;壩體中部廊道采用全斷面混凝土預制模板,所有牛腿部位均采用混凝土預制模板,4個中墩全部采用自升式滑升模板。通過使用上述模板,施工效率大大提高,拆模、立模速度快,保證了碾壓混凝土快速施工和外觀質量的需要。
由于大壩廊道、孔洞較多,同時壩面有大量抗震鋼筋,鋼筋量較大。除少部分鋼筋采用焊接連接外,均采用直螺紋機械連接,大大加快了鋼筋安裝速度。
具體包括①每個鋪筑層攤平后,按2 +8 +2 及時碾壓,從混凝土拌和到碾壓完畢的最長允許歷時≤1.5 h;②大壩上下游二級配碾壓混凝土防滲區(qū)碾壓方向應垂直水流方向,其余部位也宜垂直水流方向;③平倉后由一臺振動碾及時跟進無振碾壓2 遍,其后數(shù)臺振動碾按要求的有振碾壓6 ~8 遍平行錯距碾壓,碾壓條帶間的搭接寬度應≥20 cm,接頭部位重疊碾壓2m,最后由一臺振動碾無振碾壓1 ~2遍;④振動碾的行走速度控制在1 ~1.5 km/h;⑤碾壓混凝土允許層間間隔時間應<4 h;碾壓混凝土和變態(tài)混凝土接頭處,待變態(tài)混凝土振搗完畢后,應使用小震動碾進行復碾12 ~16 遍。
若工期特別緊,大部分碾壓混凝土可采用汽車從上游直接入倉方式。為了保護上游二級配防滲混凝土施工質量,使新澆混凝土不被反復碾壓,可采用的方法是:首先將倉號上游入倉道路處利用老混凝土面汽車直接入倉,待斜坡碾壓坡角至入倉口處時,進行封倉;封倉后的混凝土靠設在高處的貝雷橋入倉,見圖2。
圖2 貝雷橋布置示意圖
硅酸鹽水泥、粉煤灰、外加劑和水等材料組成了碾壓混凝土,要確保碾壓混凝土的質量就必須采用符合原材料品質,符合國家相關要求的材料。施工時相關部門如:設備物資部、試驗室等要嚴格控制好原材料的相關檢測,取樣工作。工程施工過程中使用到的水泥和粉煤灰等材料,必須符合相關規(guī)范和要求,并對其進行抽樣復檢。
為了有效的控制好運輸過程中的碾壓混凝土的質量,減少其分層離析,要使運輸距離縮短同時要保持路面的平整。
在大壩碾壓混凝土施工過程中要進行合理的施工組織安排與管理,運用先進的施工技術和先進的施工機械,為碾壓混凝土施工的質量和施工的進度提供強有力的保證。在高溫季節(jié)施工時,要使混凝土出機口的溫度降低,確保碾壓混凝土的施工質量,應該采取相應的制冷措施。為了防止溫度在混凝土運輸和澆筑的過程中回升,應該采取相應的遮陽,覆蓋等措施。
[1]何湘安. 水電站大壩碾壓混凝土施工技術研究[J]. 中國電力教育,2011(15):128,134.
[2]呂巖,王序振. 碾壓混凝土冬季施工技術[J]. 低溫建筑技術,2005(03):63 -64.