1、碾压混凝土坝施工技术探讨摘 要：介绍了碾压混凝土坝的主要技术特点和发展应用现状，指出碾压混凝土坝施工中应注意混凝土的层面处理，并对斜层铺筑法和碾压混凝土自防渗技术防治大坝渗漏做了分析。同时对碾压混凝土的控温防裂措施以及变态混凝土的施工做了介绍。 关键词：水利工程；碾压混凝土坝；施工；控温；防渗 中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号： 引言： 碾压混凝土是一种由硅酸盐水泥、火山灰质掺和料、水、外加剂、砂和分级控制的粗骨料拌制成的无塌落度的干硬性混凝土。碾压混凝土坝具有防渗性能好、坝身可溢流、节约水泥用量、施工工艺简化、机械化程度高、施工速度快和工程造价低等优点，因而在国内外得到了广泛的应用
2、。 1.我国碾压混凝土筑坝技术的特点 1.1 坝越筑越高。初期建造的碾压混凝土坝多为 5080m，自水口、岩滩 2 座 100m 级高坝采用碾压混凝土技术修建主坝以后，相继建成了江垭、棉花滩、大朝山等高坝。正在兴建的有索风营（坝高 120m） 、百色（130m）和龙滩（196m）等高坝。 1.2 拱坝比例不断提高。自普定碾压混凝土拱坝突破了碾压混凝土筑坝应用领域以后，碾压混凝土拱坝近 10 年发展很快，至今已占碾压混凝土坝总数的 1/6，其中还有一些双曲薄拱坝、100m 级高拱坝和严寒地拱坝。这些拱坝含有许多新的技术突破和发展。 1.3 碾压混凝土工程量在坝体总体积中的比例不断提高。早期的碾压
3、混凝土坝，采用“金包银”式结构，常态混凝土占去坝体体积很大份额，碾压混凝土工程量所占比例约为 5060。自开发出变态混凝土和二级配碾压混凝土作防渗体技术后，近期所建重力坝和拱坝，基本上普遍采用全断面碾压混凝土筑坝技术（除溢流坝、竖井等部位采用常态混凝土外） ，使碾压混凝土占坝体工程量比例增高到 80左右。 1.4 筑坝技术要求从细从严。我国碾压混凝土坝，强调层间连续铺筑，层间要有良好结合，上游面混凝土应满足防渗、防裂和抗冻融等主要性能要求，而内部混凝土要满足必要的混凝土温度控制及抗裂要求。 1.5 碾压混凝土筑坝。低水泥用量，高掺粉煤灰，中胶凝材料的干硬性混凝土；薄层连续碾压；二级配碾压混凝土
4、防渗；广泛采用诱导缝，不设纵缝，全仓面或全坝面碾压施工。 2 施工技术 2.1 层面施工 层面处理是影响碾压混凝土坝安全稳定的一个重要问题，尤其是高坝尤为重要。解决此问题除了处理好骨料离析问题和改善层面条件以外（如保持层面湿润、清除层面上浮浆皮、松散物和过量集水及污物） ，要求着重控制好碾压混凝土的初凝时间。初凝时间是根据实测时间并考虑铺筑环境温度、日晒、表面保护等因素确定。我国不少碾压混凝土坝参考国外经验，用成熟度（即表面温度与暴露时间的乘积）来控制初凝时间。坑口碾压混凝土重力坝对层面处理的经验是：当气温在 13 以下、层面间隔时间在 16 h 以内时，不做任何处理直接在碾压混凝土层面上铺筑
5、上层混凝土；当层面间隔时间超过 16 h，且在 24 h 以内时，在层面铺筑 1.5 cm 厚的水泥砂浆再铺筑上层碾压混凝土；当层面间隔时间超过 24 h，则用低压水冲洗混凝土层面，并铺筑 1.5 cm 厚的水泥砂浆后再铺筑上层碾压混凝土。 2.2 防渗 2.2.1 采用斜层铺筑法提高层间抗渗能力 根据对国内外已建碾压混凝土坝的运行观测，总体来说碾压混凝土筑坝技术是成功的，但普遍都存在渗漏问题。形成坝体渗漏的一个主要原因是，碾压混凝土坝是采用大面积薄层碾压而成的层状结构，层面抗剪强度及抗渗能力均低于混凝土本体，是影响坝体渗漏的关键因素。碾压混凝土斜层铺筑法是相对传统的铺筑方法而言的，即将传统的
6、水平摊铺碾压层改为 110120 的斜层。1996 年在江垭工程中，经过坝内外几次试验和测试，于 1997 年 11 月份在较大仓面正式采用斜层铺筑法施工，层间间隔时间由平层铺筑法的 67 h 缩短为 24 h，混凝土质量达到或超过传统的平层铺筑法，最大单仓混凝土量达 3.5 万 m3。江垭工程采用斜层铺筑法浇筑碾压混凝土 45.5 万 m3，占碾压混凝土总量的 41.1%。目前，斜层铺筑法的优点已被广泛认可，该法可以利用有限的资源实施大仓面的施工，并可缩短层间间隔时间，特别是高温多雨条件下。采用斜层坡度合理、平推方向合适的斜层平推铺筑法施工的碾压混凝土，其层面抗渗能力可以达到或接近碾压混凝土
7、本体的抗渗性能，使碾压混凝土本身即可承担起坝体防渗的任务，不再需要其他的辅助防渗措施。 2.2.2 自防渗技术 碾压混凝土的防渗形式主要有以下 3 种类型：“金包银”模式、碾压混凝土自防渗、在坝的上游面另做防渗层等。自普定拱坝成功采用二级配碾压混凝土自防渗技术以来，当前在我国已普遍采用第二种模式，即采用三级配碾压混凝土做大坝主体，其上游采用二级配碾压混凝土作防渗结构，在坝体上游面采用二级配富胶凝材料碾压混凝土自身防渗。如大朝山、大花水等百米高坝，均没有在坝上游面另做防渗层。 近年来，水电八局在昆明红坡碾压混凝土重力拱坝施工实践中，通过优化混凝土配合比设计，加强层间结合处理和施工工艺控制等，实现
8、了全断面三级配碾压混凝土的自防渗。这是碾压混凝土施工技术的一个新突破。红坡碾压混凝土重力拱坝自 1999 年竣工以来正常运行至今，防渗效果良好。此后，水电八局在世界上最高碾压混凝土拱坝沙牌大坝的上部也成功地采用了这一技术。 2.3 完善和拓展变态混凝土 坝体结构物周边及坝基（肩）部位受钢筋、模板拉筋或基岩的限制，实施碾压混凝土非常困难，一般需配备小型碾压设备处理，这就大大降低了碾压混凝土整体施工效率。1989 年岩滩碾压混凝土围堰施工时，将一定浓度的水泥浆洒入靠近模板的碾压混凝土中，用插入式振捣器振捣，这便是变态混凝土的初级阶段。在江垭大坝工程施工中，进一步完善了变态混凝土的浆液浓度和掺入比例
9、。同时，变态混凝土应用范围扩大，除基岩面以外的碾压混凝土，包围的结构物周边及模板边缘均采用了变态混凝土。由于变态混凝土的“变”是在仓面最终完成，拌和楼不必频繁变换混凝土类型，做到了与碾压混凝土同步上升，使得碾压混凝土施工更加简洁流畅。江垭大坝工程采用制浆站集中制浆，通过管道输送到仓面，浆液水灰比为 0.7，浆液与碾压混凝土的比例为 19。 2.4 温控措施 碾压混凝土坝综合了混凝土坝的安全性和土石坝的高效率施工特性，但在许多已建工程中却不同程度地存在裂缝，严寒地区的碾压混凝土坝裂缝尤为严重。裂缝降低了碾压混凝土的完整性、抗渗性和耐久性，降低了大坝的安全度。研究表明，碾压混凝土坝的温度应力是导致
10、坝体裂缝的主要因素，因此，施工期对温度应力和温度进行控制是预防混凝土裂缝、保证大坝安全的重要措施。高碾压混凝土重力坝和高碾压混凝土拱坝在施工期和运行期的坝体温度场、徐变应力场、温度应力场的分布规律和随时间的分布规律也有别于一般的碾压混凝土重力坝，特别是在严寒干旱地区，冬季长间歇施工及恶劣的气候条件，使高碾压混凝土坝具有独特的温度应力时空分布规律，温控防裂难度更大，因此，高碾压混凝土坝温控防裂是当前迫切需要研究解决的课题。在温度控制方面，彭水、龙滩等工程均采用了高效空气冷却器及两次风冷技术、辅以片冰机制冰、少量掺冰的预冷碾压混凝土生产工艺。已建的中低碾压混凝土坝基本上依靠低温季节多浇混凝土（特别
11、是基础约束部位）夏季浇筑上部混凝土通常辅助以仓面喷雾、保湿、成品料堆防晒等常规措施，并普遍采用初期通水冷却降温措施。混凝土的侧面永久保温已由过去的挂草席、布帘改为粘贴聚乙烯保温板或覆盖 PEP 保温被等具有良好保温性能的化工产品。在仓面施工中，新型仓面喷雾机的研制应用，有利于形成仓面小气候。预冷碾压混凝土和预埋聚乙烯冷却水管初期通水冷却降温施工工艺先后在大朝山、沙牌、索风营、大花水、龙滩等碾压混凝土工程施工中得到了广泛应用，促进了碾压混凝土夏季施工这一重大课题的解决。 3.结语 随着我国水电事业的发展，更高、更复杂的碾压混凝土坝不断涌现，围绕严寒地区、施工条件复杂地段碾压混凝土坝的施工技术，展开新材料、新工艺、新设备的研究具有重要意义。 参考文献： 1宫凌杰.碾压混凝土施工综述J.东北水利水电，2009，27（1）：17-19. 2孟庆义.水电站碾压混凝土筑坝施工质量控制J.中小企业管理与科技，2009（34）：150-151. 3徐伟，梁学文，张玉清.北方碾压混凝土坝研究与发展J.安徽农业科学，2007，35（12）：3758-3759，3761.
