闽江局施工的碾压混凝土坝特点

闽江局施工的碾压混凝土坝特点

[摘要] 在1986年5月成功地建成我国第一座碾压混凝土坝——福建大田坑口大坝之前，闽江工程局于1983~1984年，在厦门机场场道基础进行了碾压混凝土试碾压，在沙溪口电站二期围堰上作工艺参数试验，尔后在开关站挡墙上作有关碾压混凝土筑坝的工艺及施工设计试验，共浇筑碾压混凝土3.0万m3，是当时国内最大的一次工业性试验，取得了宝贵的经验，在此基础上编写了中国第一稿碾压混凝土施工规范，在中国碾压混凝土筑坝的二十年历程中，闽江人的脚步没有停留，先后承建了十一座碾压混凝土大坝，并且大胆创新，与各兄弟单位同行们共同努力推进我国碾压筑坝事业的发展。

关键词闽江局碾压混凝土坝特点

1 概况

闽江工程局是我国开展碾压混凝土筑坝技术试验研究较早并在施工实践中不断创新、完善，并取得累累硕果的工程局之一。早在1977~1979年就在福建泰宁池潭水电站大坝进行低塌落度薄层混凝土浇筑试验、干掺和湿掺粉煤灰试验、高压水冲毛机和机械式刷毛机的研制、小型推土机改制成平仓机等试验与研制工作，并取得成功；1983~1984年在厦门机场场道基层进行碾压混凝土试验，在沙溪口电站一期围堰上作碾压混凝土工艺参数试验；1984.10~1985.5在沙溪口电站开关站挡墙（永久建筑物）进行碾压混凝土筑坝的工艺及设计试验，共浇筑碾压混凝土3.0万m3，是当时国内最大的一次工业性试验，取得了宝贵的经验。1985年12月21日至25日，水电部科技司和水电总局在沙溪口水电站工地召开了碾压混凝土筑坝技术经验交流会，对这次工业性试验所用的碾压混凝土配合比、工艺参数、浇筑分层、设计准则以及振动碾、平仓机、振动切缝机、机械式刷毛机、高压水冲毛机等施工机具进行了广泛交流，会议还审查通过了我局负责编写的《水工碾压混凝土施工暂行规定》。此次会议为全面推广我国碾压混凝土筑坝施工技术起了积极作用。

1985.11~1986.5，闽江局作为技术保障单位，参与了“碾压混凝土筑坝”国家重点工业性试验——福建大田坑口大坝碾压混凝土施工，历经6个多月的施工，于1986年5月成功建成了我国第一座碾压混凝土大坝。并获得国家科技进步一等奖。1988年~1992在水口水电站明渠挡墙、河中导墙、大坝及船闸底部、三期围堰进行大量碾压混凝土施工，共浇筑碾压混凝土61.0万m3，创造了日浇筑10183 m3碾压混凝土的记录。二十几年来闽江局碾压混凝土施工经历了试验研究，大坝底部浇筑碾压混凝土，大坝全断面浇筑碾压混凝土，从施工63.0m高的大坝到承建200.0m高的大坝，从碾压混凝土重力坝到碾压混凝土双曲拱坝的发展历程，一步一个脚印，不断创新、不断完善。闽江局承建的一座座碾压混凝土坝其速度、质量、施工工艺无不令世人瞩目。至今闽江局已承建和正在承建的碾压混凝土大坝已达11座之多（详见表1-1），遍布祖国五个省区。

表1-1 闽江工程局已承建和正在承建的碾压混凝土大坝一览表

注：表中括号内数字含常态混凝土。

2 闽江局施工的碾压混凝土坝特点

2.1 主要特点

2.1.1 砂石料

碾压混凝土所需砂石料，从使用全天然沙砾石料到全人工砂石料，从干法生产人工砂石料到半干湿法生产人工砂石料，从硬岩（花岗岩、辉绿岩）生产人工砂石料到用中硬岩（灰岩、酸性碎斑熔岩）生产人工砂石料，都有成功的经验。天然料生产系统最大生产能力为1000t/h（水口水电站工程），人工生产系统最大生产能力为1300t/h（百色水利工程）。

2.1.2 模板工程

闽江局在1984年就组织科技人员进行全悬臂组合钢模板的研制工作，其成果在水口水电站工地全面推广使用，水口水电站工程使用的全悬臂组合钢模板形式主要有平面模板（用于坝的垂直面和斜面）、弧面模板（用于闸墩墩头）和折面模板三种（用于门槽），面板尺寸以2×3.0m为主，在板面上下间距2.0m处分别固定二条＜50×4的角钢装饰条。使用系列全悬臂组合钢模板，缩短了立模时间，减轻了工人劳动强度，加快了施工进度，提高了混凝土施工质量；为了更适应全断面施工碾压混凝土坝，在棉花滩工地研制了悬臂翻升组合钢模板，用6mm厚钢板做面板，也设＜50×4二条装饰条，上游直立面模板采用3×1.25m四层翻升模板，形成1：0.75的斜坡面。悬臂翻升模板使用效果良好，浇筑形成的混凝土表面平顺美观，进一步提高了文明施工水平和混凝土施工质量。在百色工地对悬臂翻升模板进行技改，增加了闸墩圆弧及溢流面反弧段混凝土施工使用的悬臂翻升组合钢模板，形成了系列悬臂翻升组合钢模板，进一步提升了混凝土施工质量和外观感。大坝竣工后，线条平直、挺拔俊秀、如诗如画。

2.1.3 入仓方式

主要根据工程地形和施工布置，施工设备配置来决定，主要有以下几种形式。一般大坝底部和能修筑通道到仓面的均优先考虑采用自卸汽车直接入仓，其次采用自卸汽车＋负压溜槽＋自卸汽车入仓，在不便架设负压溜槽的部位采用自卸汽车＋深槽高速胶带机＋自卸汽车入仓或自卸汽车＋深槽高速胶带机＋垂直落料器＋自卸汽车、缆机＋立罐的形式。

2.1.4 碾压施工工艺

在采用薄层、连续，通仓施工通则下，根据入仓方式，仓面面积和混凝土覆盖速度决定碾压施工工艺；一般仓面面积较小或覆盖速度能满足设计要求情况下采用平层平推法施工工艺、反之则采用斜层平推法施工工艺。每层摊铺厚度33±3cm，碾实后为30.0cm。采用条带式，料堆重叠斜布料，平仓机平仓，一般振动碾碾压遍数为无振两遍，有振八遍，再无振二遍即可满足要求。

2.1.5 变态混凝土的应用

闽江局在模板周边、孔洞周边、钢筋网部位应用变态混凝土施工始于棉花滩水电站大坝混凝土工程，并进行了两岸坝肩基础垫层砼采用变态混凝土和创造性地采用拌和楼拌制变态混凝土的尝

试。

变态混凝土采用人工辅助摊铺平整，一般要求比碾压混凝土摊铺层低6～10cm，浆液采用集中拌制，采用插孔器造孔，人工提浆液桶定量、垂直加浆，提高浆液铺洒均匀性。变态混凝土振捣采用高频振捣器振捣。

2.1.6 防渗体结构形式

闽江局施工的碾压混凝土坝防渗体结构有以下三种形式：

“金包银”结构形式：即利用常态混凝土防渗（水口水电站大坝）；

防渗面板结构形式：即混凝土预制块采用水泥砂浆座浆、石棉水泥、丙6砂浆深勾缝的刚柔结构防渗（水东水电站大坝），该结构形式施工工艺难以控制，防渗效果欠佳；

二级配碾压混凝土结构形式：即采用2～7m厚的二级配碾压混凝土自身防渗。

2.1.7 层面处理技术

碾压混凝土层面处理主要采用机械刷毛机刷毛和高压水冲毛机冲毛两种方法。

在混凝土表面终凝后，立即用机械刷毛机刷毛，但需辅以高压水冲洗和人工清渣；如时间太长则面层处理效果不理想；

在混凝土表面终凝后，用自制的水压大于250MPa高压水冲毛机进行冲毛处理，冲毛效率高、效果好。棉花滩大坝及其后的大坝施工，大部分采用此方法冲毛进行碾压混凝土层面处理。

2.1.8 横缝施工工艺

水口水电站碾压混凝土工程除明渠和河中导墙在边部常态混凝土部位预埋厚 2.0cm、宽为40 cm松木板而形成诱导缝外(明渠导墙加设止水片)，大坝、船闸横缝除上下游常态混凝土部位预埋2.0cm厚沥青松木板连同止水法，沥青井一道固定外，内部则在碾压混凝土平仓后进行放样拉线，然后采用人工挖槽，埋设2.0cm厚，宽20.0cm的松木板，然后回填碾压混凝土进行造缝，用人较多，劳动强度大，对仓面施工有干扰。

而棉花滩碾压混凝土坝及以后碾压混凝土坝横缝施工，均采用由小型电动夯机加装刀片改制的切缝机造缝，碾压平仓后，进行放样拉线，然后用切缝机造缝，只需三人配合即可，隔缝材料采用双层彩条布，切缝深度一般不大于20.0cm,成缝面积大于切缝面积的2/3,具有操作灵活、速度快、方便施工的优点。

但在进行工业性试验时,横缝采用机械切缝机造缝,但施工时就位困难,且对仓面施工干扰大，以后就未使用过。

2.1.9 温控措施

碾压混凝土浇筑一般均安排在低温季节施工，由于采取了高掺粉煤灰，水泥用量比常态少的多,一般情况下无需采取专用的温控措施，只有当平均气温高于允许浇筑温度时才须采取适当的降温措施，如对骨料进行预冷，加冷水或片冰拌和，或在低温时段（早，晚）浇筑混凝土,对仓面进行喷雾等综合措施降温。如需要在夏季施工的碾压混凝土坝，除了采取以上措施外，还在坝体埋设冷却水管，利用通冷水进行初、中、后期坝体冷却，有效控制坝体温升和温差。

水口水电站碾压混凝土浇筑温度,导墙按28℃，大坝、船闸按25℃进行控制，在4月下旬和5月份浇筑碾压混凝土时，采取了骨料喷淋冷水（4℃）预冷和加冷水拌和,已能满足温控要求。棉花滩碾压混凝土坝在5月中旬至9月份停浇，在次高温采取料场堆高骨料，从料场底部取料，加低温水（山泉水）拌和混凝土，混凝土运输设备加遮阳板、棚，仓面喷雾，安排在早晚低温时段浇筑等简易的温控措施，已能满足温控要求。百色大坝由于坝址区气温较高，每年平均气温22.1℃，