水利施工中碾压混凝土施工技术研究

水利施工中碾压混凝土施工技术研究

杨 涛

中国水利水电第十一工程局有限公司，河南省郑州市 4500 01

摘 要：水利工程属于一项基础民生工程，在我国社会经济发展过程中发挥着十分重要的作用，所以对工程建设质量具有很高的要求。随着科技水平的不断发展，现如今市场上出现了各种各样的新型施工技术，技术水平大幅度提升，碾压混凝土施工技术就是其中一种。和以往传统的普通混凝土施工技术相比较而言，碾压混凝土施工防渗效果更佳，强度更高。为了促使碾压混凝土应用价值的充分发挥，下文就该项施工技术进行深入分析研究，以推动我国水利工程建设质量的不断提升。

关键词：水利工程；施工过程；碾压；混凝土；施工技术

1 引言

现如今人们对水利工程的可靠性和稳定性都提出更高的要求，碾压混凝土施工技术就是在此背景下出现的一种新型工艺，该项技术在实际应用中具备较为完善的资料储备，技术及管理体系也都更为成熟，完全符合我国现代化水利工程建设高标准要求，很好地弥补了传统混凝土施工技术的不足之处。当然未来发展过程中还需进一步优化和完善施工管理制度、施工技术规范，强化施工质量控制工作，为水利工程施工作业提供良好的环境和保障。

该水利工程位于黑河上游东西两岔交汇处下方11千米的位置，在黑河干流上，和青海省祁连县的距离大约为25千米，和西宁市之间的距离大约为299千米，和张掖市的距离大约为223千米，可见该水利枢纽工程周边的交通环境十分便利。

开发黄藏寺水库的主要目的是对黑河上游和下游的经济生活用水及生态用水做好合理调度，不断提升河水利用率，同时也可以在恰当的位置建设发电站，提高其综合利用价值。

该水利枢纽工程主要包括坝后式电站和碾压混凝土重力坝两个部分，为了促使工程项目开发任务的有效落实，最初设计的时候在碾压混凝土重力坝布设有泄洪、防水和发电引水建筑物，坝顶的高度确定为2631.0米，河床坝段的建基面最低为2508.00米，坝体最高为123.00米，坝顶部长度为210.0米，一共分为九个坝段进行施工作业。本工程项目原设计碾压混凝土为57万方，常态混凝土14万方。

综合分析现场各方面实际情况，最终将电站厂房确定在重力坝发电引水坝段的下游位置，也就是溢流坝段右侧，总宽度为26.5米，长度为61.58米，高度为44.3米。整个厂区还包含了主厂房、副厂房、尾水渠、GIS楼及主变电站楼等设施，整个电站的基座建设在基岩之上。电站尾水通过约50.0m长的尾水渠排入主河道。

2 碾压混凝土施工技术优势

碾压混凝土属于干硬性混凝土的其中一种，由于其无流动性、水泥量少、含砂率高等优势，受到了各大施工企业的青睐。具体碾压过程中，混凝土表面通常利用一些普通机械实施运输、振捣和碾压即可完成，碾压混凝土施工过程中，首先将混凝土材料掺入水泥当中，尽可能降低水化热度，可以通过自然散热或者薄层浇筑方式进行人工冷却[1]。碾压混凝土强度会受温度变化、骨料级配及含水量等诸多因素的影响，所以具体施工期间还需强化对这些因素的管控。水利工程的建设采用碾压混凝土施工技术需要注意：在保证工程施工质量前提之下，尽可能简化施工工序、缩短施工工期、降低施工成本。主要的施工材料包括碎石料、砂砾料及少量的添加剂，具体施工中需要重复多次铺设薄层辅料。该项施工技术最大的优势就是施工流程简单，施工工期明显缩短，这就可以为企业创造更大的经济效益。

3 水利施工中碾压混凝土施工技术要点

3.1 碾压混凝土拌制与运输

碾压砼运输采用20t自卸汽车运输，常态砼采用12m³罐车运输。自卸车辆箱体外贴橡塑海绵保温，车顶加防雨、保温自动遮阳棚；罐体外包保温被保温。运输前。车队负责人检查车况确保车辆各状态完好。

对每辆自卸汽车应用标识牌（混凝土标号、级配）或其他记号清楚地加以区分，以便正确识别碾压混凝土，并浇筑在指定部位上。

入仓前对车辆轮胎彻底冲洗，脱水路段长度若不满足脱水要求时，用高压风管吹散多余水分，防止污染仓面。

3.2 入仓、卸料

本仓碾压混凝土入仓，封仓前采用自卸汽车直接入仓，封仓后采用皮带机输送，仓内汽车倒运。

自卸汽车倒退入仓，摊铺按照每车运输量（8m³）和压实厚度（30cm）计算，摊铺面积进行倒料[2]。每车分两次卸料，第一次卸完约一半后将汽车前移3~4m再将其余部分卸完。卸料位置距模板边距离保持在2m左右。卸料过程中出现的骨料集中部位采用小型反铲进行搅拌。

3.3 浇筑前缝面处理

1）缝面处理主要采用高压冲毛机冲毛。

2）冲毛时间的确定需要综合考虑混凝土强度、施工季节及设备性能等诸多因素，同时还需进行现场试验测定。具体操作如下：在混凝土强度达到2.5MPa的时候进行实测，并将冲毛压强和混凝土强度比例控制为2.0：1，一切准备好之后才能开始冲毛操作。冲毛期间要保证冲毛枪和地面的夹角为45度左右，喷嘴和混凝土表面的距离控制在10厘米到20厘米之间[3]。

3.4 摊铺

该水利工程碾压混凝土的摊铺选用的铺筑分条带操作方式，摊铺过程需保证各条带辅料、碾压方向和平仓均与坝轴线处于平行状态，条带的具体宽度需根据仓面实际宽度做出合理的调整，铺料期间由自卸汽车采取退铺方式依次卸料，卸料应分多点进行，这样可以最大限度避免料堆积在某一个地方，规避骨料分离现象的发生。

实际摊铺作业需要借助SD16推土机，并保证模板和推土机摊铺距离不能小于0.5米，针对一些尤其狭窄的地方，机器根本无法实施摊铺，可以利用小型反铲和人工进行配合摊铺。根据以往的经验总结，碾压混凝土摊铺厚度应控制在30厘米左右，每摊铺两次实施一次碾压处理，每次摊铺的厚度应保证在17到19厘米之间，总摊铺厚度不能超过35厘米。为了使施工人员能够准确把控实际摊铺厚度，可以在模板上提前画好分层高度线，以为施工人员提供参考和依据。

平仓过程中控制摊铺厚度和仓面平整度采用激光找平仪和在模板上标识每层铺设厚度。另外在摊铺过程中可采用全站仪或水准仪检查铺设厚度。测量人员记录每层铺设厚度和压实厚度。

摊铺后的碾压混凝土，外界温度超过30°时，需要在混凝土料上空喷雾，以改变仓号范围内的空气环境。

3.5 碾压

该水利工程施工中选用的戴纳派克CC622HF双钢轮振动碾压设备，实际碾重为14吨，碾轮的宽度为2130毫米，碾压行走速度在每小时1千米到1.5千米之间。起初先静碾两遍，对混凝土结构表面实施初步平整，之后再有振碾压八遍，最后再静碾两遍即可。

另外还需要注意，碾压条带相互之间的重叠应控制到20厘米左右，同一碾压条带的各个碾压段重叠控制在1到2米之间，严禁出现漏碾现象。针对迎水面15到20米范围之内的碾压，其方向应该垂直于水流方向，其他碾压条带的碾压方向则应该根据具体施工方式进行合理确定。为了提升碾压施工质量，通常情况下选用智能碾压监控系统和人工碾压方式相结合的措施，确保任何一个角落都不会漏碾。

3.6 变态砼施工

1）坝体岸坡基础垫层、廊道周边、吊物孔交通竖井周边、引水钢管周边以及振动碾碾压不到的地方浇筑变态混凝土。变态砼与碾压砼分界线及二级碾压砼与三级碾压砼分界，现场采用立杆拉警示带的方式，严禁低级侵入高级区域。

2）变态混凝土与碾压混凝土同步或交叉浇筑，先碾压后变态振捣或先变态振捣再碾压，不管采用那种方式，结合三角区域都必须进行振捣，使两者互相融混密实[4]。

3）经过实验室试验最终确定该工程的灰浆类型应为：二级配变态混凝土每立方米60升；三级每立方米40升。严禁施工人员擅自更改灰浆掺入量。

采用人工表面插孔加浆法加浆，加浆的用量和比例按照监理批复的配合比执行。加浆采用造孔加浆，造孔直径48mm，间距30cm，孔深20cm，梅花型布置，加浆时应往孔内加浆，不得往变态混凝土表面加浆。二级碾压砼1m长、0.5m宽0.33m层厚混凝土需加入灰浆9.9升约（1桶加五分之二桶），三级碾压需加入灰浆约6.6升约（十分之九桶）。

4）碾压混凝土加浆完毕后约15分钟之后进行振捣，采用φ100高频振捣器，总振捣时间不能少于半小时，振捣过程振动棒插入下层混凝土的深度控制在5到10厘米之间，振捣器间的距离控制在60到70厘米。一直振捣至混凝土表面开始泛浆，不再出现下沉现象方可停止，避免漏振、欠振和过振问题的发生，拔出振捣器的时候要确保不会在混凝土结构表面留下孔洞。

5）振捣作业时，振捣器棒头距模板的距离控制在25cm以内，振捣器不得直接碰撞模板、钢筋和预埋件；振捣上层混凝土时，振捣器插入下层混凝土5cm左右，加强上、下层混凝土的结合；振捣器垂直插入混凝土中，如略有倾斜，倾斜方向保持一致，防止漏振、过振；施工过程中，注意先碾压后变态的施工顺序，碾压混凝土压实合格后，进行变态混凝土施工，以防浆液扩散到碾压混凝土区域，造成浆液流失。

6）碾压混凝土和变态混凝土搭接部位，施工人员需要利用振动碾把对其实施碾平处理，一些小边角位置可以利用0.7t的小型手扶式振动碾实施碾压，实际碾压过程通常是先进行静碾压，然后有振碾压，最后再静碾压，一直到碾压密实度达到98%以上，组织专业人员利用核子密度仪检测合格之后方可停止。

3.7 止水安装加固及切缝

仓号横缝的止水处理可以通过安装止水模板进行处理，施工仓面内部的横缝则应采用地锚和钢筋焊接支架实施止水加固处理，安装过程需要严格按照止水设计要求准确确定其部位，保证安装过程不会发生偏移。同时还应该在横缝处安装诱导缝模板，防渗层内的止水处理则应该选用钢筋对其进行固定。浇筑过程中沥青杉板两侧砼尽量均匀下料，防止分缝模板移位。

具体操作如下：按照相关规定和要求事先裁剪出大小规格合适的彩条布，待碾压混凝土完成所有碾压施工之后便可以开始切缝，具体切缝的深度不能小于碾压厚度的2/3，宽度控制在20毫米左右。切缝操作完成后，将提前剪好的彩布条嵌入缝隙中即可。为了提升切缝部位的精准度，仓号混凝土碾压施工开始之前，还需组织工作人员开展测量放线，并在上游模板和下游模板上准确标记出结构缝的具体位置，这样可以更好地保证实际切缝和设计要求相一致[5]。

图1 碾压混凝土施工工艺流程

4 水利施工中碾压混凝土施工质量控制措施

4.1 碾压混凝土VC值控制

VC值和碾压混凝土性能之间存在密切的关联，所以我们必须对碾压混凝土的VC值做好严格把控。水利工程碾压混凝土具体施工过程中，除了对VC值的严格控制，还要对VC值动态变化和凝结时间做到实时掌控，确保混凝土层间结合和可碾性的科学性和合理性。研究发现，VC值会受到风速、气温和蒸发现象一定程度的影响，所以还需要根据实际情况合理调整出机口的数值，通常情况下应该控制在2到5秒之间。在保证现场碾压施工正常推进的情况下，VC值应尽量低一些，碾压结束后要保证碾压层面足够有弹性且全面泛浆[6]。

另外，混凝土混合料运输期间，工作人员应利用遮阳棚或者彩布条等对运输车辆顶部进行覆盖处理，尽可能避免因为太阳直射而使混凝土温度过高，进一步影响VC值。针对同一辆车所运送的混凝土原料，VC值的检测应分仓号卸料点和拌合站两个地方，并准确记录具体检测时间，若运输期间VC值有所损失还应查实具体的损失情况，并在资料整理过种中详细绘制出时间关系和VC值关系曲线，确定混凝土在运输过程中VC值的损失量。

表1 VC值与碾压遍数关系（温度10~25℃）

4.2 健全质量自检制度，加强质量监督检查

水利工程碾压混凝土施工期间，为了保证施工质量满足工程建设实际要求，还需不断建立健全施工质量自检制度，加强对之来给你的监督检查，施工单位可以组建一支工程质量管理委员会，其中以总工程师和第一责任人为总负责人，并做好和其他部门之间的有效协调与配合，通过诸多部门之间的共同配合与协作，为工程最终建设质量提供了更加可靠地保障。

除此之外，设立专门的质检工程师岗位，聘请专业能力足，经验丰富的质检工程师，同时为各作业队配备专业的质检工作人员，每个班组配备兼职质检员，构成完整的三级质检制度，为工程质量提供制度保障。整个施工过程中，质检员都需要认真坚持旁站，对每个环节施工质量进行全程跟踪检查，尤其是一些特殊部位、复杂和关键性位置更是要引起高度重视，严格把关，及时发现质量问题并采取相应的处理对策，对于一些重大问题还需上报质量技术部门[7]。技术部门的质检工程师则需要对这些关键和复杂位置施工过程实施旁站制，施工中严格遵守现场交接班制度，做好施工问题的详细记录，只有保证上一道工序处理好之后方可进入下一道工序。

4.3 开展质量教育，增强职工质量服务意识和服务水平

（1）水利工程开始施工之前，施工单位就应该为员工组织必要的培训活动，通过培训学习提升他们的质量管理控制意识，将“百年大计、质量第一”这一理念渗入他们的内心深处，同时针对一些主要工种开展技术业务培训和再培训，保证所有员工都能够具备更为专业过硬的实践能力，掌握更加详细的理论知识，同时要求质量检验人员和特殊工种作业人员必须持证上岗。

（2）技术交底工作应由主管工程师和质量总工程师主抓，定期组织特殊工序和关键部位施工人员进行技术学习和培训，切实提升他们的职工技术和综合素养。项目部拟定对外协施工作业队每月进行质量工作的考核并对考评结果进行奖罚[8]。

4.4 开展质量“三检制”和“工序验收”。

这里所说的“三检制”是指班组自检、质检员复检、质检工程师终检，三级检验均合格之后由质检工程师将检验合格证递交给监理人员，同时在监理人员规定时间内和质检员及工程师一起对工程质量再次实施联检，所有检验都合格的情况下，监理人在验收合格证上签字，进入下一道施工工序。

结束语

总而言之，近些年我国大力兴建水利工程，取得了不错的成绩，碾压混凝土施工技术也越来越成熟，部分施工方式可以说已经达到了世界领先水平。未来应持续完善碾压混凝土施工技术，为水利工程施工作业提供强有力的基础支撑。

参考文献

[1]许金民.浅析水利工程混凝土施工裂缝处理[J].城市建设理论研究(电子版)，2020(17):102-103.

[2]陈军.刍议水利水电工程混凝土施工技术[J].居舍，2020(13):26.

[3]张春艳.水利工程水库大坝混凝土施工技术[J].科学技术创新，2019(36):119-120.

[4]陶述平.混凝土管桩在水利工程中的应用探讨[J].安徽建筑，2019，26(12):205-206+238.

[5]牛政，姚双彦.衬砌混凝土技术在水利工程渠道施工中的应用[J].居舍，2019(35):38.

[6]张培松.水利工程中钢筋混凝土的施工技术及保护层研究[J].居舍，2019(35):85.

[7]张清华.水利施工技术创新及混凝土施工技术探讨[J].中华建设，2019(12):160-161.

[8]樊如景.水利工程混凝土施工存在的问题及解决措施[J].住宅与房地产，2019(33):156.