高碾压混凝土坝关键施工技术

高碾压混凝土坝关键施工技术

赵兴旺

中国水利水电建设工程咨询西北有限公司 710000

摘要：采用碾压混凝土修建高坝，是近年来比较流行的筑坝技术，碾压混凝土能够大大缩短工期，采用自卸设备或皮带机入仓，也使得供料作业更加安全可靠，加之智能技术的应用，极大的提高了坝体施工质量，但也存在一些工程问题，如温控防裂、入仓技术的选择、基础处理施工不均衡等问题，这些都要重点予以考量。

关键词:碾压混凝土高坝；施工技术；温控防裂技术；入仓技术；基础处理

引言：

碾压混凝土筑坝技术，经过数十年的发展，已相对成熟。它使用高掺粉灰煤，大幅降低混凝土中水泥用量，干硬性混凝土可利用自卸汽车直接运输至坝面，采用平仓机分层摊铺后振动碾压，能够实现大规模的机械化施工，同时近年来智能碾压、智能温控技术的应用，也使施工质量得到了保障。

一、碾压混凝土高坝的温控防裂技术

（一）碾压混凝土高坝出现温度裂缝的主要原因

由于碾压混凝土使用水泥量比较少，这会导致其抗变形能力比常态化的混凝土要低，当局部出现温度应力的时候，很容易造成混凝土出现拉应力，而碾压混凝土较低的抗拉强度，极易出现裂缝。

碾压混凝土坝最大的优势就是入仓强度高，施工速度快，而较快的施工速度，也就意味着要增加混凝土单仓升层高度和浇筑量，目前常规的碾压混凝土单仓升层已达到了6米左右，局部时段可能增加到9米，较大的升层及浇筑体积，混凝土内部聚积了大量的水化热，形成了巨大的内外温差，是诱发裂缝的主要原因^[1]；另一方面，常规的碾压混凝土大坝施工，基础层盖重混凝土浇筑完成后就会进行固结灌浆施工，盖重层混凝土会出现长间歇，先浇混凝土长期的自然散热加之灌浆的过程也加速了混凝土冷却，在进行上部混凝土覆盖时，就会出现较大的温差，形成温度应力，导致裂缝的产生^[2]。

（二）温控的措施研究

1.高温条件下的碾压混凝土施工

当在高温时段浇筑碾压混凝土时，一般采用骨料提前风冷，并在拌和时加入制冷水的方法，能有效的防止混凝土拌制后温度迅速的回弹。在浇筑时段选择上，应尽量避免将混凝土浇筑高峰期选择在高温季节，同时要尽量选择薄层浇筑和短间隙上升的方法来组织施工^[3]。

碾压混凝土一般使用自卸车或者皮带机来输送，运输时料物的温度控制也是碾压混凝土温控的重要方面，特别注意的是使用皮带机运输时，要加盖毡板，避免阳光直接的照射，减缓温度上升。自卸车具有更好的保温效果，但也要在车顶加盖保温布，通常还需对车辆的排气管进行改装，避免尾气排放直接烘烤车箱，对运输道路的通行能力也有很高的要求，应尽量保证在20分钟内料物入仓。

在浇筑过程中，高温时段仓面小气候的营造也十分重要，通过雾炮机、高压喷头等设备，在仓面上方形成一层水雾，能有效降低混凝土仓内温度，同时水雾对于混凝土表面水份的蒸发也起到一定的补偿作用，抑制外界高温传导至仓面混凝土内部的同时，也保持了混凝土表面的湿度，对碾压及层间结合质量非常有利。

高温时段混凝土内部的通水冷却最为关键，通水冷却仍然是碾压混凝土中和水化热，抑制最高温升的主要手段，伴随着近年来一些200米以上高碾压混凝土重力坝的出现，碾压混凝土通水冷却由传统的单一阶段通水，正逐步向多阶段、全方位、精细化通水方面发展，与常态混凝土通水冷却已趋于一致。

2.低温条件下碾压混凝土施工

在低温季节，做好碾压混凝土外露表面的保温工作也是预防开裂的措施之一，在我国的西北部地区，冬季室外昼夜温差可达到30度以上，频繁的升降温交替，如不对混凝土外露面及时采取有效的保温措施，很可能形成表面裂缝，进而延伸成为深层裂缝，对于施工过程中的外露廊道口，也要安装遮挡防止冷气灌入，对廊道内部形成不利影响。碾压混凝土表面保温材料多采用聚苯乙烯泡沫板，保温效果良好，但安装及拆除不易，近年有部分工程使用了塑胶海绵作为保温材料，简化了安装和拆除。

二、高碾压混凝土坝体的入仓技术

高碾压混凝土筑坝技术日渐成熟，大仓面、高升层逐步成为了发展方向，为了能够满足混凝土入仓强度的工作要求，因地制宜的设计入仓手段是关键。由于高碾压混凝土坝体大多数都是修建在峡谷位置，采用自卸车辆直接入仓的方式受到较大的限制，一般都采用多种入仓手段相互配合的方式来保证供料强度^[4]。

自卸汽车入仓仍然是最有保证的入仓手段，对于在坝基边坡道路上、下10米左右的覆盖范围内，可采用向下预浇道路、向上回填垫路的方法，形成自卸汽车入仓通道进行供料，但超过10米道路形成难度很大。

皮带机就是将混凝土垂直运输水平运输相结合，入仓的强度远超于其他的施工手段，但一次性投入费用较高，经济性较差。目前常用的方法是在水平段设置皮带机送料，配合垂直输料满管负压溜槽，两者通过料斗连接送料，在仓面负压溜槽尾端设置集料斗后再使用自卸汽车进行转运^[5]，此种配合方法可有效保证入仓强度，但皮带机、满管负压溜槽与自卸汽车之间需要进行较好的协作，现场供料需磨合一段时间后才能顺畅。对于浇筑面积超过1万平方米的仓号，单条皮带机很难满足供料强度，需考虑左、右均设置入仓手段，通过先浇块进行辅助供料。

碾压混凝土大坝入仓手段的选择，应在项目前期就进行统筹规划，结合边坡开挖形成各高程供料道路及卸料平台，在大坝浇筑阶段，应根据工期安排及大坝总体施工计划，提前详细研究各阶段入仓手段、跨廊道方案，并尽早做出决策，消除各类影响因素。

3. 基础处理施工安排

碾压混凝土大坝一般分为2～3块进行快速施工，这样基础固结灌浆施工进度很难与混凝土浇筑相匹配，如若组织不好，相互之间可能会造成很大的影响。

基础固结灌浆施工应提前进行策划，可分阶段实施，在建基面浇筑找平层后可实施第一阶段，由于找平层较薄，重点要考虑防止灌浆抬动的问题；第二阶段在浇筑盖重混凝土后进行，可规划将坝体盖重层施工至廊道底板部位，在廊道备仓过程中进行固结灌浆，廊道底板部位的灌浆孔预留到后期在廊道内施工，该阶段应配置足够的施工资源，在施工廊道的长间歇期内，将水平建基面的固结灌浆全部施工完成；第三阶段是两岸斜坡段的固结灌浆，可在每层混凝土备仓过程中采用向下钻斜孔进行灌注，或在仓面进行无盖重固结灌浆施工，再将孔口段引管至廊道或下游坝面进行后续灌注。通过几个阶段的穿插施工，可有效的降低大坝基础固结灌浆与碾压混凝土施工之间的相互影响和干扰。

四、结束语

高碾压混凝土坝是一类优势明显的筑坝技术，目前应用相对比较成熟，随着应用范围越加广泛，在施工中也会出现一些技术应用的难题，需要进一步增强坝体施工的技术水平，特别是关键坝体施工技术的探讨研究。

参考文献：

[1]王金华.水利水电工程中的碾压混凝土坝施工及其管理[J].工程技术发展,2021,2(1):41-42.

[2]林金城.高寒高海拔地区某碾压混凝土坝安全监测设计研究与实践[J].珠江水运,2021(23):2.

[3]叶新,董海英.高碾压混凝土坝层间结合性能影响因素试验研究[J].水利水电快报,2021,42(12):5.

[4]赵盛忠.高温地区碾压混凝土坝温度控制施工技术研究[J].2022(5).

[5]刘毅,杜雷功,钱文勋,等.高寒区高混凝土坝关键技术难题与解决途径[J].水利水电技术,2020,51(3):8.