探讨水库工程大坝380.0高程以下碾压混凝土施工质量的控制

1、工程概况、施工特点及方法

1.1工程概况禹门河反调节水库位于河南省洛宁县兴华乡禹门河村黄河一级支流洛河干流上，主要建筑物由重力碾压混凝土大坝和坝后式电站组成。坝体和电站基础主要为碾压混凝土，其方量为12.4万m3.大坝工程由四部分组成，即溢流坝段、排沙孔坝段、电站引水进口坝段和左右挡水坝段四部分。大坝最大坝高59.5m，坝顶长度213.25m，大坝最大底宽49.4m，坝顶宽5m.目前碾压混凝土已从基础▽366.4高程填筑到▽380.0高程，填筑方量约为30000m3.

1.2施工特点（1）碾压混凝土是一种干硬性混凝土，单位用水量和水泥用量较少，粉煤灰掺量可达114kg/m3，无流动性。（2）振动碾代替振动器对混凝土进行密实振动，振动碾在仓面上行走碾压密实，水平运输采用自卸汽车，平仓采用推土机或挖掘机，实现施工机械化，充分提高混凝土的施工强度。（3）坝体上游面、廊道周围、止水周围以及岸坡岩基接触带等部位采用变态混凝土施工技术。（4）坝体下游面采用预制混凝土挡块，即充当模板，又可作为坝体的一部分。（5）只设横缝，上游侧设置铜止水和橡胶止水两道止水，下游设一道铜止水。（6）碾压混凝土掺入大量粉煤灰，减少水泥用量，因此产生水化热少，施工过程中又常采用大仓面薄层浇筑，自然散热条件好，但气温对碾压混凝土的施工影响大。

1.3施工方法根据基坑实际开挖情况和工期的要求，从开挖最低▽362.0高程至▽366.4高程采用大体积抛石混凝土，在高程▽366.4形成平台后，开始碾压混凝土的填筑。考虑到结构和现场施工要求，▽366.4～▽380.0高程分为两个碾压混凝土升程，在▽371.5高程分开，每个碾压混凝土升程以30cm厚为一个碾压层连续填筑。每个碾压层碾压混凝土施工程序为：仓位准备→骨料筛分→配料→拌和→运输→入仓→摊铺→碾压→检测→分缝→养护→下一个仓位准备上一个碾压混凝土升程填筑后，适时冲毛，在下一个碾压混凝土升程填筑前，用水清洗干净仓面后即可进行碾压混凝土的施工。

2、质量控制要点

2.1仓位准备质量控制2.1.1填筑仓面清理控制要点（1）岩石基岩面：表面清洗干净，无风化岩石，无爆破松动岩石，无污泥，无积水，无杂物。地质缺陷必须安规范要求处理，大的断层、破碎带等开挖清理后用混凝土塞回填，小的裂隙、孔洞清理后用微膨混凝土回填。（2）碾压混凝土升程面：表面必须冲毛处理（可在上一升程结束后及时冲毛），以粗砂微露为标准，填筑前，表面冲洗干净，无杂物，无乳皮，无积水，无松动集料。（3）碾压混凝土碾压层面：表面平整干净，无杂物。2.1.2模板安装控制要点（1）上游迎水面模板安装：为了便于模板安装，▽380.0高程以下的碾压混凝土边浇筑边回填，采用组合钢模板。模板的刚度和平整度满足规范要求，光洁无污物，安装后，用全站仪校正模板后再对模板微调，确保偏差在规范要求范围内。支撑牢固结实。（2）下游背水面预制混凝土挡块安装：背水面采用混凝土预制块充当模板，预制块为棱台，长度为180cm，剖面为与设计坡度相一致的直角梯形，上顶长50cm，高90cm，坡度为1：0.75.按进度计划至少提前15天预制，安装时用全站仪校正。（3）廊道交叉处异形模板安装：按照尺寸要求，制作异形木模板，内衬三合板，刷机油。支撑牢固结实。2.1.3止水安装质量控制要点（1）铜止水安装：必须深入基岩面50cm，每3m一段在施工现场根据进度焊接，焊接采用搭接焊，搭接长度控制在2～3mm.（2）橡胶止水安装：橡胶止水安装焊接检验操作符合规范要求，浇筑混凝土时要保护好橡胶止水，坝段分缝处采用低发泡塑料板，φ20薄壁钢管固定，全站仪校核。2.1.4预制廊道安装控制要点预制廊道包括大坝灌浆廊道和交通廊道，▽380.0高程以下只涉及到大坝灌浆廊道，为壁厚20cm的城门形预制钢筋混凝土，高度3.5m，宽度3.0m，预制时预留吊装孔，提前预制，保证强度达到设计要求。吊装采用25t汽车吊，用钢管搭设排架以固定预制廊道，用全站仪校核位置。

2.2混凝土生产和运输质量控制2.2.1原材料质量控制要点合格原材料是保证工程质量的基础，严格按照相关试验标准、规程要求对进场原材料、及时按批次进行检验。不合格原材料坚决不允许用于工程施工。水泥：采用渑池建方“会盟牌”普通32.5级；水泥按200~400T/批次进行检验。检验结果均符合规范及标准要求，且质量较稳定。粉煤灰：采用洛阳热电厂Ⅱ级粉煤灰和洛阳首山电厂I粉煤灰；由于粉煤灰质量的优劣直接影响到碾压混凝土的质量，为了更好的控制粉煤灰质量，除严格按照试验标准、规程要求进行常规试验外，还采取了强制性措施：试验室会同质检、物机部门及供货商，每车粉煤灰进场时必须进行细度试验检测，细度合格后方可卸料，不合格坚决退回。经多次试验，两粉煤灰生产厂家各项指标均达到规范要求，且较稳定。粗、细集料：粗集料为禹门河卵石、细集料为禹门河河砂。按照试验标准、规程要求，每500m3为一个批次抽取试验，检测中对于不合格的粗、细骨料，及时通知工程办、筛分场进行返工同时做好技术改进避免再次生产不合格集料，直接影响到碾压混凝土质量。2.2.2混凝土拌和质量控制要点混凝土拌和采用山东泰岳集团生产并安装的两套HZS60型混凝土拌和楼，意大利进口主机，专人负责。拌和楼按规定率定，其误差控制在允许范围内。通过现场试验，确定投料顺序为骨料（砂、小石、中石、大石）、水泥和粉煤灰、水，拌和时间确定控制在90～120s内，并根据细集料含水率和天气情况，适时微调碾压混凝土配合比，出机口检测VC值控制在5～10s范围内。2.2.3碾压混凝土运输质量控制要点混凝土碾压熟料运输主要使用8台5T自卸汽车；大方量变态混凝土熟料运输使用3m3装载机，小方量的变态混凝土熟料采用制浆机制浆，人工在现场按配合比量分层注入灰浆的方法。自卸汽车和装载机运输混凝土熟料前一定要清洗干净，在主坝入仓前设置专用洗车平台，使用高压水枪冲洗车轮。为更好保证混凝土拌和物的和易性，拌和物进行二次出料，运输汽车分别用前、后两半部分接料，卸料时也分二次卸料。

2.3碾压混凝土现场浇筑质量控制与检测碾压混凝土应保证铺料厚度均匀，无粗集料窝及离析现象；压实容重达到设计要求；采取必要的温控措施；在允许间隔时间内及时进行下一层混凝土的铺筑碾压工作，保证层间结合质量。2.3.1摊铺质量控制要点为保证铺筑厚度，根据运输方量计算出卸料面积专人负责卸料，挖掘机平料时现场施工员和质检员用钢钎检测控制铺筑厚度。2.3.2碾压质量控制要点采用25T宝马光面振动碾碾压，行走速度控制在1～1.5km/h之内，碾压10遍，其中先静碾2遍，然后振碾8遍，每一升程的最后一碾压层再静碾2遍。混凝土逐条带碾压，每碾压条带与前一条带搭接宽度不小于20cm，边角及混凝土结合处采用小型手扶振动补碾，以保证边角压实度。每层碾压后用核子密度仪测定压实度，每100m2～200m2检测一次，压实指标均不能小于设计值，否则应补碾达到要求。若碾压混凝土局部出现弹簧区，只要压实容重合格也为合格。碾压混凝土铺筑后，专人检查混凝土表面是否有局部粗骨料窝、表面失水产生白干时，如有及时挖除，立即进行补料碾压。2.3.3层间结合质量控制要点（1）主要控制碾压层间间隔时间，一般直接铺筑允许时间在正常天气条件下采用初凝时间（禹门河水库采用5～6小时，气温超过30度时，通过试验采取措施加入缓凝减水剂和引气剂，初凝时间可达10小时）。也可加灰浆垫层，层间允许时间一般在18～22小时。（2）升程与升程层面之间的处理同常态混凝土相似，在上一升程结束后，采用高压水枪冲毛，下一升程混凝土铺筑前，把仓面冲洗干净铺筑砂浆垫层，砂浆均匀摊铺厚度控制在1～1.5cm.（3）因计划改变、降雨或其它原因中断施工，停止铺筑处的坡面最陡坡度1：4，并将坡角处厚度小于15cm的尖角清除。2.3.4施工缝质量控制要点止水附近横缝内填塞底发泡塑料板。诱导孔在碾压层间隔时间内，人工使用特制钢钎打孔，孔距为30～20cm，钢钎直径为3～5cm，缝内填塞干沙。2.3.5养护质量控制要点在完成好的混凝土上铺盖麻袋片，水泵抽水洒水使麻袋片湿润养护，直至下一个循环结束。2.3.6碾压混凝土温度质量控制要点碾压混凝土从2005年5月开始大量施工，由于进入夏季施工温度较高，为保证碾压混凝土质量制定有效有温度措施：对骨料搭设凉棚，用地下水冲洗骨料表层，降低骨料温度；采用地下深处冷水拌和混凝土，水温控制在10～14℃，有效的降低了混凝土内部温度。运输混凝土自卸车安装隔热遮阳棚，缩短混凝土暴晒时间。将混凝土施工尽量安排在早晚和夜间施工的低温时期碾压；覆盖坝基及岸坡岩石，以降低基础温度。骨料堆高在6m以上，以利于降低骨料内部升温。采用分仓薄层铺筑，斜层法施工，缩短混凝土层间间隔时间。仓内设喷雾装置，形成仓内局部小气候，降低仓内碾压混凝土温度。避开高温时段施工也是有效降温措施。

3、小结

3.1碾压混凝土必须保证混凝土施工作业强度且行成流水作业才能保证其施工质量，禹门河水库大坝混凝土施工填筑强度约为700～1200m3/d，如混凝土生产或填筑达不到施工强度，而又处理不当，容易造成混凝土初凝以及后来的多次处理，影响施工质量。3.2因地制宜选用经济合理的运输入仓方式，提高混凝土的入仓效率，是施工质量的基本保证。3.3层间结合面、止水、变态混凝土施工是大坝碾压混凝土施工质量控制的重点。3.4有效的温控措施是大坝碾压混凝土施工质量控制的关键。

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