(沐川县水利技术服务中心，四川 沐川，614500)

1 引言

碾压混凝土筑坝是当今坝工界较流行的快速筑坝技术，该技术的基本特点是：使用硅酸盐水泥、火山灰质掺和料、水、外加剂、砂和分级控制的粗骨料拌制成零塌落度的干硬性混凝土，采用配套的运输和铺筑设备，用震动碾分层压实，具有土石坝施工体积小、强度高、防渗性能好、坝身可溢流等特点，又具有土石坝施工程序简单、快速、经济、可使用大型通用机械的优点[1]。

碾压混凝土筑坝大体分为两类：一类以日本“金包银”模式为代表的RCD，采用中心部分为碾压混凝土填筑，外部用常态混凝土(一般为2m～3m厚)防渗和保护，我国代表性的RCD工程为辽宁省观音阁水库大坝(长1040m，高82m)；另一类为全碾压混凝土坝，称为RCC，其结构简单，施工机械化强度高。RCC技术在我国已大力发展，现已建成的湖南江垭大坝进一步证实我国碾压混凝土筑坝技术已达到国际水平。

碾压混凝土筑坝技术在我国起步较晚，但发展很快。我国已完工碾压混凝土工程中，除湖南江垭、云南大朝山和福建棉花滩工程的部分碾压混凝土外，碾压层均为水平层，但遇到较大仓面时，受层间间隔时间的限制，利用已定的施工资源实施平层铺筑(简称“平层铺筑法”)不能使坝体同步上升。这时，传统的解决方法是人为的将较大仓面划分为几个与施工资源相符的小仓面，这必然造成施工资源(主要是机械设备)不能够连续运行和增加模板、封仓等工作量。为了解决平层铺筑法中存在的这一问题，将碾压混凝土平层铺筑改为斜层铺筑(简称“斜层铺筑法”)。斜层铺筑法勿需分割较大仓面，保证长时间连续浇筑，使坝体同步上升。碾压混凝土斜层铺筑法是目前浇筑的一个总体趋势。特别是天气较为炎热地方及仓面较大的工程。[2]

2 碾压混凝土斜层铺筑施工技术

2.1 斜层铺筑法的基本原理

碾压混凝土的斜层平推铺筑法，可以用较小的浇筑强度覆盖较大的坝体浇筑面积，减小坝体分块面积过小带来的影响和模板工程量增加，可以进行大面积持续浇筑，加快工程进度，显著提高工程效率。由于层间间隔时间可以根据需要调整，显著改善了碾压层面的层间结合质量，成为高气候条件下施工的有效措施，研究并推行斜层平推铺筑技术，在不附加成本的前提下，可以在炎热和多雨气候条件下更好适应施工要求。

碾压混凝土的浇筑速度基本受碾压层面的间隔时间制约，一般规定间隔时间在6h内可以直接铺筑上升，层面间无需处理。间隔时间在6h～24h，层面间需要铺筑砂浆或者水泥砂浆后再继续上升，间隔时间超过24h作冷缝处理。一般的工程项目，仓面大小不一，仓面大，需要较多的设备和人力，仓面小时，又存在很大的浪费，窝工严重，一般项目不可能无限制投入碾压和搅拌机械设备，要保证工程质量，只有人为将大仓面划分成若干小仓号，工作效率低下。要提高工作效率只有在铺筑工艺上挖潜力。

图1 平层铺筑法示意

对于一个较大仓面，设可同时进行浇筑的坝面长度为L，宽度为B，由模板及入仓方式决定的浇筑块连续升程的高度为H(一般为3.0m)，如图1所示，则采用平层铺筑法一次开仓所能控制的最大面积S为：

S=L1×B=(Rm×E×Tis)/h

式中：L1为一次开仓浇筑块长度；

Rm——拌和系统的总额定生产能力；

H——碾压层厚度(一般为0.3m)；

E——碾压混凝土施工综合效率系数；

Tis——碾压混凝土初凝时间。

可连续浇筑的最大方量V1为：

V1=L1×B×H

现在改变浇筑层的角度，把铺筑层与水平面的夹角由0°(水平)改成3°～6°，即以1∶20～1∶10的缓坡进行斜层铺筑，使斜层长度L2≤L1，以满足层间塑性结合的要求，如图2所示。那么，开仓后就可以从图2一端到另一端连续施工，一次开仓可浇筑的最大方量V2为：

V2=B×L×H

V2是V1的L/L1倍，L/L1越大，可进行连续施工的时间也就越长，设备的综合效率也就越高。

图2 斜层铺筑法示意

2.2 斜层铺筑法的工艺流程

2.2.1 编制要领图(混凝土施工设计)

要领图除包含各工序及其历时、浇筑部位、设备配置等常规项目外，浇筑简图中应详细绘出开仓段、收仓段的各种尺寸及斜层角度等关键参数，这些参数对每个浇筑块可能是不同的。要领图一般辅助必要的说明，碾压机械、运输设备、仓面指挥都给予明确，特别斜层角度的掌握，处理不好容易成为薄弱面，因此在技术层面要明确，组织层面也需要明确。

2.2.2 放样

与平层铺筑相比，斜层铺筑法施工更难于控制。因此，浇筑前应按要领图在浇筑块的四周进行测量放样，使每一铺筑层的空间位置和尺寸被一一确定下来。然后就地取材用现场容易辨识的标志进行标识。

2.2.3 开仓段面清洗、砂浆拌和、运输、摊铺

施工方法与平层铺筑法相同。仓面用水清洗干净，一般采用高压水枪喷射，砂浆摊铺一般和碾压混凝土保持同步进行。运输车辆人工清洗是工地老大难问题之一，人工清洗存在很多缺陷，一般把清洗区加长，采用自动清洗，清洗区中间设置一沉淀池。

2.2.4 开仓段碾压混凝土施工

碾压混凝土拌和后运输到仓面，按要领图规定的尺寸及图3所示的程序进行开仓段施工。其要旨在于减薄每个铺筑层在斜层前进方向上的厚度，并使上一层全部包容下一层，渐次形成倾斜面。图中a、l、m参数根据具体仓面确定，在要领图中给出。沿斜层前进方向每增加l长，都要对老面(水平缝面)进行清洗并铺砂浆，碾压时注意控制振动碾不能行驶到老混凝土面上，以避免压碎坡脚处的骨料而影响该处质量。

图3 开仓端施工示意

2.2.5 碾压混凝土斜层铺筑

这是斜层铺筑法的核心部分，也是工程量最大的部分，基本方法与水平层铺筑法相同。为了防止坡脚处的碾压混凝土骨料被压碎而形成质量缺陷，施工中采取了预铺水平垫层的办法，并控制振动碾不得行驶到老混凝土面上去。水平垫层与斜层铺筑的程序如图4所示，施工按图中①②③④的顺序进行。首先清扫清洗①部位的老混凝土面(水平缝面)，摊铺砂浆，然后沿碾压宽度方向摊铺并碾压混凝土，形成水平垫层。水平垫层超出坡脚前缘30cm～50cm部分，不予碾压，而与下一层的水平垫层一起碾压。宽度b由坡比及h值确定，在要领图中给出，如坡比为1∶15，h=0.3m时b=4.5m；第二步进行②部位的斜层铺筑。如此往复，直至收仓段施工开始。

图4 水平垫层及坡脚施工方法

2.2.6 收仓段碾压混凝土施工

收仓段施工相对开仓段要简单些，首先进行清扫、冲洗、摊铺砂浆，然后采用图5所示的折线型施工，L′一般取8m～10m，既要考虑减少设备运行干扰，又要考虑每个折线层间塑性结合。浇筑面积越来越小时，水平层和折线层交替铺筑就可以满足层间塑性结合的要求，如图5所示。

图5 收仓端施工示意

2.2.7 切缝及密度检测

与上述(4)-(6)工序同时穿插进行的有切缝、模板和结构物周边的常态(变态)混凝土施工及核子密度仪检测等工序。

2.2.8 养生、冲毛

完成后进行下一循环的斜层铺筑。

2.3 斜层铺筑法的优点

2.3.1 提高效率，降低成本

(1)斜层铺筑法可以在有限的拌合能力下，不受仓面面积的控制。即勿需将较大仓面分为几个较小仓面，使碾压混凝土作业得以大方量、长时间地连续进行，大幅度提高全套碾压混凝土施工设备的综合效率，综合效率可提高30%～60%，因而使生产成本降低。

(2)为了扩大每次开仓的面积，提高生产率，降低成本。在拌和能力确定的情况下，平层铺筑法往往不得不依靠高效缓凝剂，因此增加了混凝土的成本。而采用斜层铺筑法，根据仓面的具体尺寸，可以通过调节斜层坡比控制层间结合时间，从而不必过分追求高效缓凝效果，使用普通木钙就可以取得很好的缓凝效果。通过斜层铺筑法这种施工工艺的变更，既可以达到提高效率的目的，又不增加混凝土的外加剂成本。

(3)减少分仓工序。平层铺筑法将较大仓面分为几个较小仓面，封仓口为L/L1倍，由于封仓口处理及模板安装等原因，每个仓面封仓阶段的效率都有大幅度降低，费时费力。斜层铺筑法长时间连续浇筑，把多个分仓合并成一仓，封仓口的数量变成一个。如果顺坝轴线方向斜层铺筑，可以取消所有横缝模板，既省去模板的安拆费用，自然也就省去了分仓模板边缘的常态(或变态)混凝土，取而代之为碾压混凝土，减少胶凝材料用量和分仓浇筑每个升程至少出现一次的等强拆模时间。

2.3.2 降低设备配置容量的要求

由于斜层铺筑法连续施工，大幅度提高综合效率，对于具体项目，在限定工期的情况下，采用这种施工方法，或者与平层铺筑法联合运用，就可以使整个工程所需要的设备(尤其是关键设备，如拌和楼及混凝土运输系统等)的容量要求降下来，使设备选择更具灵活性。这一点对施工单位而言具有比提高效率、降低成本更重要的经济意义。

2.3.3 提高碾压混凝土质量

2.3.3.1 通过工艺提高质量

对碾压混凝土而言，层间间隔时间越短，层面胶结的效果就越好。平层铺筑法为了追求效率，不得不尽量挖潜混凝土的初凝时间，甚至到初凝时间的极限，以争取更大的浇筑面积。而斜层铺筑法从工艺的改变入手，追求效率的提高；同时通过改变坡比而人为地控制层间间隔时间，使层间结合达到可能好的效果。

2.3.3.2 减少层间间隔时间

模板或结构物周边的常态或变态混凝土的使用在碾压混凝土大坝中是不可避免的，且需与碾压混凝土同步施工，但它们的初凝时间与碾压混凝土往往不一致，斜层铺筑法通过缩短层间间隔时间，使常态混凝土层间也获得了比较好的胶结。碾压混凝土的浇筑速度基本受碾压层面的间隔时间制约，一般规定间隔时间在6h内可以直接铺筑上升，层面间无需处理。间隔时间在6h～24h，层面间需要铺筑砂浆或者水泥砂浆后再继续上升，间隔时间超过24h作冷缝处理。采用斜层浇筑方法，可以实现坝体混凝土在规范许可时间内持续上升。

2.3.3.3 入仓口减少

碾压混凝土施工入仓口的质量始终是个薄弱环节，仓面的清理干净与否，对混凝土结合质量有直接影响，由于斜层铺筑法大幅度减少了整个大坝入仓口的数量，在特殊运输条件下甚至可以取消入仓口，自然提高了碾压混凝土大坝的综合质量。

2.3.3.4 有利于温度控制

由于斜层铺筑法的作业面积可以比较小，覆盖时间较短，对高温季节施工的制冷混凝土，可以减少温度倒灌，喷雾等措施也易于实施。若遇降雨，由于斜坡面的存在，也可以降低雨水对新浇碾压混凝土的侵害。

3 结语

经济施工和快速施工是碾压混凝土技术产生和发展成熟的动力，经济和快速二者之间存在着内部统一性，对具体项目而言，二者大体上可用效率概括。传统的平层铺筑法，经过几十年的发展，效率因素已被挖掘殆尽；斜层铺筑法在不附加成本的情况下，从改变施工工艺入手，大幅度提高综合效率，为碾压混凝土技术向前发展注入了新活力。

〔1〕蔡正咏.混凝土性能[M].北京：中国建筑工业出版社，1979.

〔2〕孙恭尧.高碾压混凝土重力坝[M].北京：中国电力出版社，2003.