某水电站碾压混凝土坝混凝土配合比设计及施工工艺

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　　摘要：本文介绍某水电站碾压混凝土坝混凝土配合比的设计，通过对多组不同混凝土配合比进行现场试验，最终确定满足设计要求的最优配合比，在试验过程中总结了碾压混凝土坝的混凝土施工工艺。
　　 关键词：碾压混凝土坝；混凝土配合比；施工工艺
　　
　　 1.工程概况
　　某水电站工程规模属大（2）型，工程等别为II等。大坝采用混合坝，左岸0+000.00～0+496.00为碾压混凝土重力坝, 右岸阶地采用粘土心墙坝，桩号0+556.00～0+963.10， 碾压混凝土重力坝与粘土心墙坝结合段桩号为0+496～0+556，坝顶高程为916.0m，粘土心墙坝与碾压混凝土重力坝采用插入式连接方式。防浪墙顶高程917.2m，坝顶宽度为8m。
　　 2混凝土配合比设计
　　 工程所在地区空气干燥，空气相对湿度低，风速大，水份蒸发速度快。多年月平均最低气温为-6.6℃。根据《水工混凝土施工规范》（DL/T5114-2001）有关规定可以确定为寒冷地区，其水胶比最大允许值坝体外部为0.50和坝体内部为0.65，大体积内部混凝土的胶凝材料用量不宜低于140kg/m3；《水工碾压混凝土施工规》(DL/T5112-2000)规定水灰比宜小于0.7，大体积永久建筑物碾压混凝土的胶凝材料用量不宜低于130kg/m3。为保证工程质量，将通过现场试验确定合理的配合比。
　　 1)推荐0.60水灰配合比和掺48.3kg(石灰岩粉占胶凝材料总量30%,占粉煤灰掺量50%)石粉配合比时，出机口混凝土VC值控制为1~7S和1～3S，入仓后达到4~10S和2～7S，均出现骨料严重分离现象，花白料出现较快，碾压后层面泛浆困难。
　　 2)掺70kg(取代10%砂子,改善细颗粒含量达17%)石粉配合比、掺98.3kg(在第一层配合比基础上减50kg砂子,加50kg石粉,砂率为28%)石粉掺量配合比、掺50kg(取代7%砂子,改善细颗粒含量达14%)石粉配合比时， VC值控制为1～3S，入仓后达到2～7S，均出现无骨料或少量分离现象，碾压后层面泛浆快且均匀，但弹性感不好。
　　 3)掺98.5kg(在第一层配合比基础上减50kg砂子,加50kg石粉,砂率为31%)石粉掺量配合比时，无骨料分离，大骨料表面大量细料包裹，花白料出现缓慢，碾压后层面泛浆均匀。
　　 通过若干次试验最终确定最优配合比：石粉总掺量98.5kg（48.5kg为取代粉煤灰50%，50kg为代替50kg砂子，砂子细颗粒含量为14%，砂率为31%）的混凝土配合比。
　　
　　3.施工工艺
　　 1)编制混凝土浇筑要领图。内容包括机具、人员的配备，各层浇筑条带划分、条带方量和混凝土种类、铺料次序、作业时间安排以及特殊要求等。
　　 2)仓面准备工作包括：①支立模板；②老混凝土面冲毛与刷毛；③填筑入仓道路、设置入仓口；④钢筋、止水等埋设件安装。
　　 3)混凝土运输。混凝土采用自卸汽车运输，自卸汽车入仓前将轮胎清洗干净，防止将泥土、水带入仓内；自卸汽车在仓内行驶，速度控制在5km/h以内，并避免急刹车、急转弯等有损混凝土层面质量的操作。行走路线要避开已铺砂浆。入仓口及行车次数较多的短龄期混凝土面上，铺设12mm厚钢板，防止损坏混凝土。在入仓口前的坝面上架立洗车排管通高压水洗车。在自卸汽车上挂牌标志所运混凝土的品种，仓内设置指挥员，按要领图指挥自卸汽车运行路线和布料地点，进行有计划按程序的运输卸料。自卸汽车采用退铺法卸料，即后侧的卸料摊铺随着自卸汽车的前移同时进行。卸料尽可能均匀，料堆旁出现的分离骨料，由人工或用其它机械将其均匀地摊铺到未碾压的混凝土面上。
　　 4)卸料、摊铺、碾压。混凝土采用大仓面薄层连续铺筑或间歇铺筑，铺筑方法采用平层通仓法和斜层平推法相结合。碾压混凝土铺筑层以固定方向逐条带铺筑，平仓方向与坝轴线方向平行。摊铺使用D65P-8型湿地推土机推离卸料位置向前平仓，每个卸料堆分2～3次推完，先推两边，后推中间，以消解卸料堆周边的骨料分离。摊铺后局部的骨料集中，由人工均匀散布到未碾压的混凝土层面上。
　　 碾压采用德国产BW202AD型振动碾碾压，行走速度控制在1～1.5km/h范围内，碾压遍数初步选定为振动碾压6遍，前后各无振碾压2遍。碾压作业时，条带间搭接至少20cm，端头部位搭接100cm。对于靠近模板边缘的部位、孔口附近、安装有埋设件或仪器的部位以及大型振动碾不能达到的其它部位，采用手扶式振动碾碾压。碾压完毕后按100～200m2一个点的密度用NDM40型核子密度仪检测压实容重。
　　 每层碾压混凝土碾压施工完成后，及时按照有关规定要求进行现场检测。如现场检测指标不能满足设计指标及有关规定要求，承包人立即重复检测，找出原因，并立即采取处理措施，直至达到设计要求后才能进行仓面覆盖，进行后续施工作业。
　　 5)碾压层允许间歇时间。连续上升铺筑的碾压混凝土层间允许间隔时间(指下层混凝土拌和物加水时到碾压混凝土碾压完毕的时间)控制在混凝土初凝时间内，经室内试验调整及现场试验观察，现场试验室提供的配合比初凝时间可控制在10～11h，混凝土可以与碾压混凝土初凝时间同步。如果碾压混凝土未能在允许间隔时间内浇筑完成，前一层的碾压混凝土表面按照施工缝进行处理。
　　 6)坝体碾压混凝土层间处理措施。层面处理采用两种方式：当层间间隔时间＜初凝时间时，层面不铺碾压砂浆即可进行上层混凝土覆盖；当初凝时间≤层间间隔时间≤终凝时间时，不需进行层面凿毛、冲洗，只在上层混凝土覆盖以前，铺筑一层1.0～1.5cm厚的砂浆或水泥净浆后再进行上层碾压混凝土施工。对于施工缝面，即当层间间隔时间≥终凝时间后的浇筑面的处理，必须在上层混凝土覆盖以前，先进行施工缝面的凿毛、冲洗后，再铺筑一层1.0～1.5cm厚的砂浆，然后进行上层碾压混凝土的施工。
　　 7)养护。在碾压混凝土施工过程中，仓面始终保持湿润。对正在进行浇筑作业的仓面采用喷雾保湿时，严格控制水雾；在施工间歇期间，碾压混凝土终凝后即开始养护工作；对于水平施工层面，养护工作持续至上一层碾压混凝土开始铺筑为止；永久暴露面，养护28天以上；台阶状表面的棱角加强养护，用麻袋片等保护物品苫盖后洒水，防止裂缝产生。混凝土表面温度在3℃以下时，覆盖塑料苫布或保温毡进行保温。对于因各种原因长期停铺而没有进行其它施工作业的层面采用湿砂养护，直到恢复碾压混凝土浇筑前才能清除覆盖碾压混凝土表面的砂。
　　 结语：通过现场碾压混凝土试验寻求碾压混凝土最合理配合比，即石粉总掺量98.5kg（48.5kg为取代粉煤灰50%，50kg为代替50kg砂子，砂子细颗粒含量为14%，砂率为31%）的混凝土配合比。通过现场碾压混凝土试验优化相关施工工艺，为施工单位编制施工流程及注意事项提供依据。
　　参考文献
　　[1] 《水工混凝土施工规范》（DL/T5114-2001
　　[2] 《水工碾压混凝土施工规》(DL/T5112-2000)
　　[3]华东水利学院.水工设计手册第五卷混凝土坝[M].水利电力出版社.1987.
　　

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