羅小平，張如軍，劉加華，劉 彬

(中國水利電力對(duì)外有限公司，北京 100120)

0 前 言

蘇阿皮蒂水利樞紐項(xiàng)目是西非幾內(nèi)亞共和國孔庫雷河梯級(jí)開發(fā)的第二級(jí)電站，距首都科納克里135 km。該工程水庫正常蓄水位210 m，對(duì)應(yīng)庫容63.17億m3，裝機(jī)容量450 MW，為Ⅰ等大(1)型工程。主要建筑物有碾壓混凝土重力壩、壩后廠房、進(jìn)場(chǎng)公路及橋梁等。

蘇阿皮蒂水利樞紐工程位于KONKOURE河中游，地處熱帶過渡性氣候區(qū)，具有旱季干燥、雨季潮濕的特點(diǎn)。攔河壩為碾壓混凝土重力壩，壩高120 m，大壩混凝土總量約340萬m3，其中碾壓混凝土總量約300萬m3。項(xiàng)目合同工期58個(gè)月，工期異常緊張。

結(jié)合多年的施工實(shí)踐，碾壓混凝土須快速施工，國內(nèi)對(duì)碾壓混凝土采用低VC值施工基本上達(dá)成共識(shí)。碾壓混凝土變態(tài)區(qū)域施工及層間結(jié)合在國內(nèi)外均是質(zhì)量控制的重難點(diǎn)。碾壓混凝土大壩上游防滲區(qū)域可采用常態(tài)混凝土、加漿變態(tài)混凝土、機(jī)制變態(tài)混凝土、微坍落度或者零坍落度混凝土施工。從理論上講，無論哪種混凝土及施工工藝均可滿足設(shè)計(jì)要求，但均未能徹底改變混凝土常見質(zhì)量問題，實(shí)際已施工完成的碾壓混凝土壩大多數(shù)質(zhì)量問題均出現(xiàn)在這一區(qū)域；項(xiàng)目針對(duì)這一問題及快速施工的需要決定從碾壓混凝土配合比開展研究，在不增加成本的前提下，通過配合比調(diào)整，使碾壓混凝土VC值降低，混凝土拌和物在施工現(xiàn)場(chǎng)既可振搗又可碾壓密實(shí)，且不影響碾壓設(shè)備正常施工，簡(jiǎn)化施工工序，保證變態(tài)區(qū)域混凝土施工質(zhì)量及連續(xù)升層層間結(jié)合質(zhì)量，提高工效，加快施工進(jìn)度。

1 研究技術(shù)路線

改變碾壓混凝土工作度(VC值)，在碾壓混凝土與常態(tài)混凝土的基礎(chǔ)上進(jìn)行配合比調(diào)整，使碾壓混凝土中有更多的自由漿體，使碾壓混凝土在重力及振動(dòng)作用下具有一定的流變性，且施工設(shè)備正常作業(yè)不受影響。

表1 碾壓混凝土配合比參數(shù)

表2 常態(tài)混凝土、碾壓混凝土、可振可碾低VC值碾壓混凝土出機(jī)口性能試驗(yàn)結(jié)果

表3 可振可碾混凝土碾壓遍數(shù)與壓實(shí)度測(cè)試結(jié)果

2 可振可碾低VC值碾壓混凝土配合比設(shè)計(jì)

2.1 混凝土配合比試驗(yàn)

碾壓混凝土配合比所用材料為：水泥為幾內(nèi)亞CDG生產(chǎn)的42.5硅酸鹽水泥，山東萊州Ⅱ級(jí)粉煤灰，浙江龍游ZB-RCC型高效緩凝減水劑、ZB-1G引氣劑，粗、細(xì)骨料為輝綠巖人工骨料。

混凝土配合比設(shè)計(jì)依據(jù)《水工混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》進(jìn)行，拌和物性能控制要求如下：常態(tài)混凝土坍落度50～70 mm，碾壓混凝土VC值3～8 s，可振可碾混凝土VC值0～3 s，含氣量3%～5%。通過對(duì)常態(tài)混凝土、碾壓混凝土進(jìn)行試驗(yàn)，比較兩種混凝土配合比參數(shù)的差異，根據(jù)差異調(diào)整配合比參數(shù)，設(shè)計(jì)可振可碾低VC值碾壓混凝土配合比，具體配合比成果見表1。

常態(tài)混凝土、碾壓混凝土、可振可碾低VC值碾壓混凝土性能試驗(yàn)結(jié)果見表2。由表2可知，可振可碾混凝土是在同等級(jí)碾壓混凝土減少砂率，提高碾壓混凝土拌和物的流變性的基礎(chǔ)上得到的。試驗(yàn)結(jié)果表明，可振可碾低VC值碾壓混凝土性能優(yōu)于常規(guī)碾壓混凝土。

2.2 可振可碾混凝土碾壓遍數(shù)與壓實(shí)度試驗(yàn)

碾壓設(shè)備采用BW202AD雙筒振動(dòng)碾，碾壓混凝土拌合物出機(jī)口VC值按0～5s控制，測(cè)試 2+4、2+6、2+8遍混凝土密實(shí)度，檢測(cè)結(jié)果見表3。

從表3可知，碾壓混凝土碾壓遍數(shù)在2+4、2+6、2+8遍3種情況下，檢測(cè)結(jié)果均能滿足規(guī)范壓實(shí)度要求，且隨著碾壓遍數(shù)增加壓實(shí)度無明顯增加，碾壓過后表面泛漿充分，液化效果良好。確定施工按2遍靜壓+6遍振動(dòng)碾壓控制，可以大大提高施工工效。

2.3 可振可碾混凝土碾壓遍數(shù)與表面絨漿厚度測(cè)試

碾壓過后對(duì)碾壓面層表面絨漿進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表4。

表4 可振可碾混凝土碾壓遍數(shù)與絨漿厚度測(cè)試試結(jié)果

表5 可振可碾碾壓混凝土振搗泛漿時(shí)間與VC值測(cè)試結(jié)果

測(cè)試結(jié)果表明，絨漿厚度在碾壓遍數(shù)為2+6時(shí)均在5～8 mm左右，這一絨漿的存在可保證連續(xù)升層上、下層之間良好的粘合質(zhì)量。

2.4 可振可碾碾壓混凝土振搗泛漿時(shí)間試驗(yàn)

試驗(yàn)采用秒表，人工手持Φ100 mm的振搗棒，插入可振可碾混凝土層50 cm，核子密度水份儀測(cè)試密度，測(cè)試混凝土振搗開始泛漿到完全密實(shí)所需時(shí)間，以振搗后混凝土表面無大氣泡溢出為準(zhǔn)，具體測(cè)試結(jié)果見表5。

從表5可知，VC值0～3 s碾壓混凝土拌和物采用振搗棒振搗4 s開始泛漿，在1 min內(nèi)均能達(dá)到密實(shí)。

2.5 可振可碾混凝土VC值的控制標(biāo)準(zhǔn)

拌和樓距左、右岸壩段最遠(yuǎn)運(yùn)輸距離不超過2.5 km。為了保證入倉碾壓混凝土拌和物能夠滿足可振可碾混凝土性能要求，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了入倉攤鋪后VC值歷時(shí)損失試驗(yàn)，在最不利工況中午高溫時(shí)段及陽光直射條件下進(jìn)行了拌和物VC值損失試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 可振可碾碾壓混凝土VC值損失

從測(cè)試結(jié)果來看，60 min后VC值為4.6 s，滿足施工需求，根據(jù)可振可碾混凝土施工性能需求及高溫時(shí)段VC值損失結(jié)果，確定出機(jī)口VC值控制標(biāo)準(zhǔn)為<2 s，夜間及陰雨天VC值做動(dòng)態(tài)調(diào)整，變態(tài)區(qū)域混凝土從攤鋪到振搗結(jié)束要求在40 min內(nèi)完成。

3 可振可碾混凝土應(yīng)用成果

3.1 可振可碾混凝土抽檢結(jié)果

截止到2018年7月，蘇阿皮蒂水利樞紐工程大壩混凝土已施工將近完成約100萬m3。混凝土含氣量、VC值、強(qiáng)度、抗?jié)B抗凍、現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度檢驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表7～10。

試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表明，碾壓混凝土所抽檢的各項(xiàng)拌和物性能及硬化混凝土性能均能滿足施工、設(shè)計(jì)要求。

3.2 鉆孔取芯

對(duì)已施工完成到設(shè)計(jì)齡期的C9015W6F50碾壓混凝土在基礎(chǔ)廊道內(nèi)鉆孔取芯，累計(jì)鉆孔25.0m，獲取芯樣24.0m，芯樣獲取率96%。芯樣抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B試驗(yàn)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié) 論

(1)可振可碾混凝土在變態(tài)區(qū)域施工，攤鋪后無需加漿直接振搗，振搗泛漿效果好，模板周邊振搗時(shí)間大大縮短；碾壓混凝土在2+6遍就完全滿足壓實(shí)度要求，提高了施工作業(yè)效率，加快了施工速度。

表7 碾壓混凝土含氣量、VC值抽檢結(jié)果統(tǒng)計(jì)(控制標(biāo)準(zhǔn)含氣量3～5%、VC值0～3s)

表8 碾壓混凝土強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

表9 碾壓混凝土抗凍、抗?jié)B檢測(cè)結(jié)果

表10 碾壓混凝土壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果

(2)可振可碾混凝土解決了變態(tài)區(qū)域與碾壓區(qū)域搭接部位因加漿引起硬包鼓包的問題；可振可碾液化泛漿效果明顯，表面絨漿存在使層間結(jié)合質(zhì)量更加有保證。

(3)可振可碾混凝土VC值較低，使混凝土拌和物黏聚性增強(qiáng)，有效地膠結(jié)了粗骨料，較好地解決了粗骨料分離，避免出現(xiàn)骨料架空現(xiàn)象。

(4)可振可碾混凝土應(yīng)用解決了加漿不均勻造成混凝土強(qiáng)度及水化熱溫升在相同部位差異較大的問題，且含氣量損失小，混凝土耐久性更加有保證。

(5)采用可振可碾低VC值碾壓混凝土施工，極大地改善了碾壓混凝土倉面的施工秩序，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。