張富冠

（山西省水利建筑工程局有限公司，山西 太原 030006）

1 工程概況

某水電站工程是北盤江流域的控制性電站，采用薄壁型碾壓混凝土雙曲拱壩形式，壩頂、底設(shè)計(jì)高程1 320.5 m、1 152.0 m，壩高最大值156.5 m，壩頂上游弧長(zhǎng)395.81 m，壩頂及壩底拱冠處厚度分別為8.5 m和34.5 m，厚高比為0.185，拱壩呈對(duì)稱形式布置，拱壩中面如圖1所示。

圖1 拱壩中面展視圖

拱壩主體使用抗?jié)B標(biāo)號(hào)W6、抗凍標(biāo)號(hào)D 50、齡期90 d的三級(jí)配C20碾壓混凝土。上游面使用抗?jié)B標(biāo)號(hào)W8、抗凍標(biāo)號(hào)D 100、齡期90 d的二級(jí)配C20變態(tài)混凝土和碾壓混凝土，變態(tài)混凝土設(shè)計(jì)厚度0.5 m，在750 m高程以上，碾壓混凝土設(shè)計(jì)厚度為2.0 m，在750～725 m高程為2.5 m，在725 m高程以下為3.0 m。拱壩基礎(chǔ)使用抗?jié)B標(biāo)號(hào)W8、抗凍標(biāo)號(hào)D100、齡期90 d的二級(jí)配C20常態(tài)混凝土。下游壩面則使用抗?jié)B標(biāo)號(hào)W6、抗凍標(biāo)號(hào)D50、齡期90 d的三級(jí)配C20變態(tài)混凝土。

工程所處區(qū)域山高坡陡，早晚溫差大，夏季高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，自然條件較為惡劣。雙曲拱壩碾壓混凝土總施工方量為104萬(wàn)m3，澆筑施工強(qiáng)度8～9萬(wàn)m3/月，且對(duì)碾壓混凝土施工技術(shù)要求較高。雙曲拱壩施工，主要采用全斷面碾壓工法和連續(xù)上升的筑壩工藝，充分保留和發(fā)揮了碾壓混凝土筑壩施工快速、高效的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，拱壩頂面圖示見2。

圖2 拱壩頂面圖

2 原材料質(zhì)量控制

為降低水泥用量并控制水化熱，本高雙曲拱壩采用工程所在地瑞安水泥廠所生產(chǎn)的大壩專用P.O 42.5普通硅酸鹽水泥，根據(jù)工程工期安排，要求廠家生產(chǎn)出水泥后儲(chǔ)存25～30 d再供貨，并通過(guò)白帆布包裹水泥、粉煤灰和集料儲(chǔ)存罐的方式避免陽(yáng)光直射，控制儲(chǔ)罐吸熱率。按照兩摻一低的方式進(jìn)行配合比優(yōu)化，以降低水泥用量，控制混凝土絕熱溫升，并降低混凝土內(nèi)部溫度。

與此同時(shí)，本水電站工程高雙曲拱壩碾壓混凝土還使用ADD-Ⅲ型緩凝減水劑[1]，設(shè)計(jì)摻量0.8%，在施工環(huán)境溫度38.5～41.5℃的情況下，將初凝時(shí)間控制在8 h以上，其高溫凝結(jié)時(shí)間便能滿足混凝土夏季施工要求，詳見表1。

表1 摻加A DD-Ⅲ型緩凝減水劑后混凝土凝結(jié)時(shí)間測(cè)試結(jié)果

此外，在高溫施工環(huán)境下，還應(yīng)在混凝土拌合系統(tǒng)的水泥罐與煤灰罐增設(shè)噴水管路，使儲(chǔ)料罐內(nèi)膠材溫度降低后，出機(jī)口溫度也隨之降低。同時(shí)將防曬網(wǎng)安裝在拌合系統(tǒng)骨料倉(cāng)上空，避免陽(yáng)光直射，防止骨料升溫；調(diào)整混凝土配合比，通過(guò)增加粉煤灰摻加量，達(dá)到降低水泥水化熱的目的。該水電站高雙曲拱壩碾壓混凝土設(shè)計(jì)配合比詳見表2。

表2 高雙曲拱壩碾壓混凝土設(shè)計(jì)配合比

本水電站高雙曲拱壩澆筑施工，使用可調(diào)節(jié)式全懸臂翻升模板，壩肩岸坡和基巖接觸面使用木模板，底孔進(jìn)水口及閘墩?qǐng)A弧墩頭使用定型模板材料。

3 夏季全斷面碾壓施工質(zhì)量控制

3.1 澆筑分層

本水電站高雙曲拱壩碾壓混凝土按照3.0 m厚度的間歇層澆筑上升，考慮到夏季施工過(guò)程中環(huán)境溫度較高，日照強(qiáng)烈，拱壩碾壓混凝土施工應(yīng)采用斜層平推法[2]，避免倉(cāng)面混凝土攤鋪施工面積增大，保證攤鋪速度和施工質(zhì)量。斜層平推施工坡度應(yīng)控制在1∶10以內(nèi)，并從拱壩左岸到右岸沿壩軸平行線施工作業(yè)，攤鋪層厚度和壓實(shí)層厚度分別控制在34 c m和30 c m。斜層平推坡腳應(yīng)預(yù)留出50c m寬度先不碾壓，而是使用變態(tài)混凝土材料澆筑，以防止因碾壓而導(dǎo)致骨料破碎。

3.2 碾壓及間歇縫面處理

對(duì)于攤鋪好的條帶應(yīng)沿平行于壩軸線的方向及時(shí)碾壓，本水電站采用B W-A D-220型碾壓設(shè)備并配合以小型振動(dòng)碾，先進(jìn)行2遍無(wú)振碾壓，而后進(jìn)行8～10遍有振碾壓，最后再無(wú)振碾壓2遍并整平處理。碾壓設(shè)備行進(jìn)速度、碾壓遍數(shù)和壓實(shí)厚度等參數(shù)必須根據(jù)試驗(yàn)確定。為保證碾壓施工質(zhì)量，碾壓條帶必須設(shè)置清楚，走偏誤差不得超出20 cm的范圍，相鄰碾壓條帶重疊寬度控制在16～20 cm，碾壓條帶接頭處應(yīng)重疊2.5～3.0 m，對(duì)于相鄰碾壓條帶之間出現(xiàn)的高差，應(yīng)無(wú)振慢速碾壓1～3遍壓平。

混凝土連續(xù)上升鋪筑時(shí)，層間間隔時(shí)間不得超出混凝土初凝時(shí)間，從混凝土拌和到碾壓施工完畢的時(shí)間不能超出2 h，且不能將碾壓混凝土拌合物長(zhǎng)時(shí)間暴露，以防止粘稠度降低?？紤]到施工溫度較高，碾壓后的層面若存在微漿出露以及振動(dòng)碾前后彈性起伏，必須由試驗(yàn)人員加強(qiáng)混凝土粘稠度實(shí)際值的檢測(cè)，并通知拌合樓進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。在高溫施工情況下，應(yīng)通過(guò)G C H J-50B高壓沖毛機(jī)向高處噴霧，以達(dá)到倉(cāng)內(nèi)降溫保濕的目的。

3.2.1 碾壓層面

將持續(xù)上升攤鋪的碾壓混凝土層間間隔時(shí)間，控制在初凝時(shí)間內(nèi)，在下層混凝土初凝前，完成上層混凝土碾壓，以保證層間結(jié)合質(zhì)量。夏季高溫季節(jié)，混凝土應(yīng)摻高效減水緩凝劑，延長(zhǎng)混凝土初凝時(shí)間，并在碾壓完成的混凝土層面覆蓋彩條布，對(duì)于超出初凝時(shí)間的冷施工縫應(yīng)設(shè)置間歇層。

3.2.2 間歇縫面

通過(guò)高壓水將間歇層面沖毛，立面及邊角處人工打毛后開倉(cāng)澆筑。在混凝土卸料前，在間歇層面鋪厚度1.0～2.5 cm的砂漿，并將其粘稠度控制在150～180 mm，砂漿強(qiáng)度應(yīng)高出混凝土強(qiáng)度一個(gè)等級(jí)。砂漿上覆的碾壓混凝土層應(yīng)在砂漿初凝前完成碾壓。

3.3 變態(tài)混凝土施工

本水電站雙曲拱壩壩肩、基巖等處均使用變態(tài)混凝土澆筑施工，變態(tài)混凝土膠漿摻量，應(yīng)按照混凝土體積的4%～6%控制。在左壩頭500 m高程處設(shè)置制漿站，并嚴(yán)格按照試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行膠漿拌制，并使用2J-400L型高速制漿機(jī)上桶攪拌，并開啟控制閥后自流至下桶，再通過(guò)下桶所連接的直徑100 mm管路直接輸送至倉(cāng)面。碾壓平倉(cāng)后，通過(guò)人工使用專門工具在變態(tài)混凝土澆筑區(qū)域以梅花樁形式打孔，孔距10～15 c m，孔深至少30 c m。使用帶計(jì)量裝置的加漿機(jī)注漿，結(jié)束后采用高頻振搗器按設(shè)計(jì)深度振搗，保證變態(tài)混凝土層間良好結(jié)合。振搗后混凝土表面出現(xiàn)完全泛漿[3]，且振搗時(shí)間達(dá)到15 s以上后結(jié)束振搗。

3.4 成縫及止水施工

該水電站雙曲拱壩壩身按設(shè)計(jì)要求設(shè)置誘導(dǎo)縫，誘導(dǎo)縫將壩體劃分為長(zhǎng)度35～45 m的壩段，將兩道銅片止水增設(shè)在誘導(dǎo)縫上游面。誘導(dǎo)縫主要通過(guò)混凝土預(yù)制塊成縫，并將進(jìn)漿管、出漿管和排氣管等埋設(shè)在分縫預(yù)制塊內(nèi)，同時(shí)將灌漿管路和排氣管向壩體下游引接。在混凝土料鋪料前，將混凝土預(yù)制塊埋入設(shè)計(jì)分縫線兩側(cè)，并通過(guò)鋼筋將預(yù)制塊敲打入下層混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)固定，避免發(fā)生移位。

將一道銅止水片埋設(shè)在雙曲拱壩橫縫和誘導(dǎo)縫上游，并在上下游分別設(shè)置一道止?jié){片，止水片和止?jié){片設(shè)計(jì)寬度均為600 mm，單片長(zhǎng)2.0 m，厚度為1.2 mm?，F(xiàn)場(chǎng)通過(guò)氧氣乙炔加熱焊接加固處理后還應(yīng)進(jìn)行其基巖埋深檢測(cè)，埋深至少達(dá)到550 c m，搭焊接長(zhǎng)度至少3.0 c m。止水片和止?jié){片四周以變態(tài)混凝土澆筑，并將P VC板埋入分縫，確保壩體混凝土因失水而發(fā)生結(jié)構(gòu)收縮后分縫能沿著P VC板裂開。

3.5 壓實(shí)度控制

水電站工程采用B W-A D-220振動(dòng)碾，按照碾壓試驗(yàn)所確定的30 cm的厚度進(jìn)行雙曲拱壩混凝土碾壓施工。混凝土粘稠度按照6 s±2 s控制，振動(dòng)碾行進(jìn)速度控制在1.2～1.5 km/h，無(wú)振碾壓遍數(shù)2～3遍，有振碾壓遍數(shù)5～6遍。當(dāng)混凝土粘稠度超出15 s時(shí)，振動(dòng)碾行進(jìn)速度控制在1.5～1.8 km/h，無(wú)振碾壓遍數(shù)2～3遍，有振碾壓遍數(shù)8～9遍，當(dāng)混凝土粘稠度超出20 s時(shí)，必須通過(guò)振動(dòng)碾噴水后按要求碾壓。

為檢測(cè)混凝土壓實(shí)容重，應(yīng)按照設(shè)計(jì)配合比成型標(biāo)準(zhǔn)試塊，標(biāo)定后采用H8M D-2002型核子水分密度儀進(jìn)行容重檢測(cè)。檢測(cè)點(diǎn)在每完成100～200 m2面積的鋪筑后設(shè)置1個(gè)，三級(jí)配碾壓混凝土密實(shí)度至少為97%，二級(jí)配碾壓混凝土密實(shí)度至少98%。

3.6 三角部位的質(zhì)量施工控制

對(duì)兩岸壩坡三角混凝土灌注區(qū)域中，高度小于灌注區(qū)域1/2的應(yīng)與上一區(qū)域一起灌注，而高度大于灌注區(qū)域1/2的應(yīng)與本高程一起灌注，以避免封拱后產(chǎn)生壩體推力的小三角體發(fā)生擠壓斷裂。

4 結(jié)論

綜上所述，該水電站碾壓混凝土高雙曲拱壩夏季高溫施工過(guò)程中主要采用了優(yōu)化配合比、摻加高溫緩凝高效減水劑、常流水養(yǎng)護(hù)、遮陽(yáng)覆蓋等溫控措施，其溫控防裂效果基本符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)前拱壩已經(jīng)澆筑至設(shè)計(jì)高程，已澆筑壩體并未出現(xiàn)任何裂縫，本工程所采用的混凝土澆筑溫控措施均屬于常規(guī)性手段，簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，便于類似工程借鑒參考。