江 华

（中国水利水电第八工程局有限公司，湖南 长沙 410000）

我国是一个水资源丰富但是分布极不均衡的国家，为保障区域供水安全、防洪安全，满足灌溉、用电需求等，水利水电工程建设规模不断扩大，并建成了各种材料、形式的大坝，如按照材料可分为土石坝、混凝土大坝等，也可分为堆石坝、重力坝、拱坝等类型。近些年，碾压混凝土大坝已经成为我国水电站首选坝型之一，兼具常态混凝土坝的安全性与土石坝的高效施工性。随着此类大坝在各地的推广，相应的施工技术也不断成熟，可满足各种高坝施工要求。文章围绕碾压混凝土重力坝施工技术展开详细分析。

1 碾压混凝土大坝概述

21世纪以来，我国水利事业发展迅猛，水电站数量不断增加、规模持续扩大，各种高坝、长大隧洞的兴建对施工材料、施工技术均提出了更高的要求，如锦屏一级高混凝土拱坝工程、古水面板堆石坝工程、龙滩碾压混凝土坝工程、黄登水电站碾压混凝土重力坝工程等均是我国近年来的重点工程。碾压混凝土（RCC）是一种干硬性贫水混凝土，自20世纪90年代以来，超过100m的碾压混凝土大坝进入了快速发展阶段，如今更是在各种巨型水利水电工程中被广泛应用。我国较为典型的碾压混凝土坝统计情况如表1所示。

表1 我国较为典型的碾压混凝土坝统计情况

结合表1分析可知，筑坝时多采用重力坝结构，沿用土石坝碾压技术，筑坝材料性质、压后密实度的控制情况直接决定大坝质量。

2 水电站碾压混凝土重力坝施工技术要点

2.1 施工工艺选择

水电站碾压混凝土重力坝施工方法常用的有两种，具体如下：

（1）平层通仓法。平层通仓法要求现场混凝土摊铺覆盖整个大坝仓面，振动碾全坝段，其施工流程如图1所示。一般情况下，仓面高度控制在1.5～3m、层厚30cm，若是遭遇高温，可适当减小仓面高度。此施工方法层间结合效果好，仓面一次碾压成型，适用于碾压混凝土与变态混凝土的结合。但是此工法对施工投入要求较高，必须具备较强的拌和站拌和能力、运输能力以及铺筑、碾压能力，要严格控制铺筑时间、层间允许间隔时间，保证坝体质量满足设计要求。

图1 平层通仓法施工流程

（2）斜层平推法。碾压混凝土重力坝采用斜层平推法，主要是根据仓面情况，从仓面一端开始斜层浇筑，无需铺满整个浇筑仓面，浇筑层按一定坡度朝着另一端延伸。此种工法运用目的是减小作业面积，满足层间允许间隔时间要求，最大坡度不得超过1∶10，防止出现辅料厚度不均的情况。斜层平推法施工工艺流程如图2所示。此工法对拌和站拌和能力的要求相对较低，有利于减少施工单位相关人力、物力的投入，但是必须注意派专人负责坡脚、二次污染清理事宜，保证层间结合质量，同时定期测量斜层摊铺厚度、坡比，加强碾压混凝土施工过程控制。

2.2 施工技术要点

（1）碾压混凝土配比与拌和。碾压混凝土属于干硬性混凝土，在原材料质量要求方面与常态混凝土基本相同，所有原材料均要检验合格后方可投入使用，混凝土拌和需控制好投料顺序、拌和容量与时间，保证拌和均匀，且每次拌和由专门的检测人员进行检测，保证混合料质量与设计要求相符。配合比参数选择需落实各项试验，选择最优方案，具体要点如下：

图2 斜层平推法施工流程

①最佳砂率骨料级配试验选择试验。选择设定条件下混凝土拌和物液化泛浆好、骨料挂浆充分、单位用水量最小时的砂率。以某工程试验为例，水胶比值为0.5时，砂率增加，含气量随之增加，二级配、三级配砂率分别为34%、32%时，单位用水量低，但是存在拌和物浆体不足、液化一般的情况，综合确定碾压混凝土二级配、三级最佳砂率分别为36%、33%，碾压混凝土最佳砂率选择试验结果如表2所示。②骨料级配试验。可采用最大容重法，级配容重最大或空隙率最小的组合为最优级配。③外加剂掺量试验。需根据《水工混凝土外加剂技术规程》（DL/T 5100—2014）进行相关性能指标对比试验，确定实际掺量，包括减水剂、引气剂等。结合某项目分析显示，减水剂掺量选择0%～0.9%，先按0.05%递加试验；引气剂为0%～0.08%，然后按0.01%递加试验。综合分析确定减水剂掺量为0.7%、引气剂为0.07%。碾压混凝土重力坝施工中应根据实际天气、施工情况适当调整配比，以VC值为主要参照指标，如一般情况下确保拌和机口VC值为5～12s，高温气候调整为5～8s，低温气候则控制在9～12s，由此保证碾压混凝土实际施工效果符合要求。碾压混凝土拌和物检测项目如表3所示。

表2 碾压混凝土最佳砂率选择试验结果

表3 碾压混凝土拌和物检测项目

（2）碾压混凝土层间结合施工。无论采用平层通仓法，还是斜层平推法，碾压混凝土重力坝浇筑施工流程相对清晰，做好施工组织安排即可，其主要关键点也是薄弱点在于层间结合，碾压混凝土层间结合质量直接决定了大坝渗透性、抗剪强度。①新老结合面处理。当碾压混凝土一个升程浇筑完毕后，下一个升程浇筑前需做好原混凝土面的处理工作，控制好高压水枪冲毛时间，具体根据施工时段的气温条件、混凝土强度以及设备性能等因素，经现场试验后确定，一般为碾压混凝土终凝后的2～4h，不得提前。结合面要处理至缝面无乳皮，松动骨料，以露出砂粒、小石为准；缝面无积水、积渣、表面湿润等。若是处理效果不达目标，要适当进行人工凿毛处理。新混凝土浇筑前，平层通仓法需先人工摊铺水泥砂浆，斜层平推法则需在开仓段铺筑水泥砂浆，其余部位随碾压混凝土浇筑过程平推即可。②碾压混凝土层间结合施工。碾压混凝土施工中，铺筑厚度控制是保证层间良好结合的重要措施之一，尤其是斜层平推法涉及斜层跛脚薄层尖角、二次污染问题，必须在每一层摊铺时落实测量检查；及时清除坡脚、坡顶薄层尖角；每一仓浇筑前规划好入仓道路，减少入仓车辆带来的水、混凝土污染等。此外，在进行碾压混凝土层间结合施工时，还需提高施工效率，减少层面暴露时长，防止VC值损失过多，影响混凝土质量。碾压混凝土摊铺时，由于骨料自重作用，可能会出现底部骨料偏多的情况，尤其是连续升程的层面上，一般在层面上是不铺设砂浆的，又可能出现层面骨料架空的情况。因为底部骨料偏多或集中，碾压混凝土又属于干硬性材料，因此只靠振动、碾压难以使骨料孔隙填满，层间结合质量不佳。对此，结合相关工程经验，需注意以下要点：控制好碾压混凝土间隔时间，以控制在初凝时间为最佳；合理优化碾压混凝与配比，细骨料中细颗粒含量应≥6%；上层混凝土VC值应取小值，保证混凝土可碾性；碾压时必须最后进行静压，保证表面压实度。③碾压混凝土养护管理。碾压混凝土是干硬性混凝土，在整个浇筑期间必须维持仓面湿润，尤其在高温天气下，需适当洒水、喷雾，减少碾压混凝土表面水分的蒸发。混凝土完成浇筑后，需及时落实相关养护措施，主要有洒水养护、喷雾养护、防护膜养护等，尤其是坝体永久外露面的养护时间至少为28d，保证坝体质量达标。

3 工程案例

3.1 工程概况

案例项目为梯级水电站，主要任务为发电，总库容为7.6亿m3，属于日调节水库。该项目枢纽建筑物包括左右岸挡水坝、中孔八段以及溢流坝段，采用碾压混凝土重力坝，最大坝高、坝顶长度分别为168m、516m，碾压混凝土方量约270万m3。该项目大坝混凝土（含消力池）工程量统计情况如表4所示。

表4 大坝混凝土工程量统计情况 单位：万m3

3.2 坝型选择

该项目在可研阶段确定了采用重力坝方案，具有结构简单、受力明确与施工经验丰富、造价较低等优点。在此基础上，进一步对比了碾压与常态两种不同材料的技术经济性，经综合分析显示，碾压混凝土重力坝在工期、造价方面均占优势，最终决定采用碾压混凝土重力坝建设方案。坝体内部碾压混凝土分为三个区域，具体如表5所示。

表5 碾压混凝土分区情况

3.3 碾压混凝土施工方法

该项目为实现尽快投产，经优化分析后决定采用斜层平推法+平层摊铺法相结合的施工工艺，具体要点如下：

（1）施工流程。该项目碾压混凝土施工流程如图3所示。

图3 碾压混凝土施工流程

（2）施工方法。该项目仓面面积较大，平层法需要较长的层间覆盖时间，而斜层施工可更好地保证层间间歇期，经综合决定采用平层+斜层铺筑方法。具体实施方法如下：①开仓部位平层铺筑；②逐层缩短铺筑长度，形成斜坡面；③逐层斜层摊铺碾压，坡度控制在1∶15；④临近收仓部位，底层预留20m平层浇筑，并逐层加长至收仓。⑤部分仓面较小部位，平层摊铺碾压。

（3）施工要点。该项目碾压混凝土施工要点如下：①入仓、平仓、摊铺。该项目开仓前要做好仓内混凝土处理与边界线、控制线的标注工作，严格按施工方案实施作业；准确把握卸料位置，使用TSY160L型激光平仓机+D31Q-20小型平仓机配合完成大面积与边角部位的平仓作业；每层摊铺厚度控制在17cm，连续摊铺两层碾压一次，两层摊铺厚度误差≤3cm。②碾压。采用流水作业法组织开展平仓、碾压施工，待浇筑部位分为多个条带，平仓机完成每一个条带后，振动碾立刻碾压，采用进退错距法，碾压遍数为无振2遍+起振6～8遍+无振2遍；已摊铺完成碾压条带边缘、坡脚部位预留20～30cm，与下一条带同时碾压。③伸缩缝施工。该项目坝段间设伸缩缝，采用切缝机切缝，深度＞20cm，嵌入彩条布，尺寸为50cm×20cm（长×宽）。④养护与喷雾。该项目碾压完成后，采用喷雾养护方法，确保仓面全部处于雾化区内，当阳光直射较为强烈时，调大喷雾量，注意避免形成水滴，保证混凝土顺利成型，减少裂缝问题。

3.4 施工质量管理

在碾压混凝土重力坝施工中，质量管理十分关键，该项目采用了浇筑碾压质量GPS监控系统、混凝土温度监控系统、PDA采集系统、进度动态监控系统等，实现对碾压混凝土各工序的全面管理。质量评定结果显示，碾压混凝土的优良率超过94.9%，工程等级为优良，运行中尚未出现质量问题。

4 结束语

综上所述，在我国水电站工程建设中，碾压混凝土重力坝建设数量越来越多，施工中应严格根据项目情况、施工条件等合理选择施工工法，包括平层碾压、斜层碾压，或者将两种工法结合使用，严格按规范实施各道工序，把握好每层碾压质量，加强结合面施工控制，切实保证大坝顺利成型，并通过合理的养护措施最大限度地减少裂缝问题，为项目后期稳定运行奠定坚实的基础。