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摘要：丰满电站重建工程大坝主体采用碾压混凝土施工技术，碾压混凝土大坝因其经济、可快速施工的特点成为当前重要的坝工型式之一，由于其具有的施工工期紧、浇筑强度高的特性，因此对施工过程中的工序衔接与质量管控要求较高，在仓面施工中的质量管理尤为重要。本文从仓面工序的质量管理、仓面质量管控重点和难点两个方面对如何做好碾压混凝土施工的质量管理进行探讨。
关键词：碾压混凝土；仓面；质量；管理
1 工程条件、特点
丰满电站重建工程拦河坝（以下简称“丰满大坝”）为碾压混凝土重力坝，坝顶高程269.50m，最大坝高94.50m，坝顶总长1068.00m。大坝共分56个坝段，共设置55条横缝，采用整体通仓薄层填筑，全断面斜层碾压工艺。坝体混凝土总量约241万m3，其中碾压混凝土约190万m3。
碾压混凝土大坝因水泥用量少，可大仓面机械化施工，工艺及温控简单，所以其施工速度快、工程造价低。其有混凝土浇筑强度大、工期紧等特点，仓面混凝土施工工序较多、衔接紧密，对施工过程中质量控制要求严格。由于碾压混凝土施工质量受仓面气候条件、施工工序、施工工艺及施工人员技术水平等因素的影响较大，其仓面质量管理较为困难，因此合理的施工组织和严格的质量管理对丰满大坝碾压混凝土施工质量十分重要。
2 仓面施工工序的质量管理
碾压混凝土仓面施工主要工序：拌和及运输→卸料及平仓→碾压（异种混凝土施工）→造缝（冷却水管铺设）→下一层施工。
碾压混凝土施工工序相对较多且衔接紧密，各工序都直接影响着碾压混凝土的浇筑质量，需要对每道工序进行合理优化和质量控制。
2.1卸料及平仓
丰满大坝碾压混凝土经拌和楼拌制，主要采用自卸车运输到仓面进行卸料，履带式平仓机进行平仓。其卸料及平仓施工环节主要对卸料高度和摊铺厚度两个指标进行控制。自卸车通过洗车台冲洗脱水进仓后，采用退铺两点卸料法依次卸料，卸在已摊铺而未碾压的层面上再平仓，以便平仓机平仓时能扰动料堆底部，使料堆底部骨料集中现象得以改善。卸料后，料堆周边分离的骨料，在平仓过程中依靠人工均匀分散到混凝土面上或使用挖机进行搅拌均匀，不将分离的粗骨料直接摊铺在已碾压的层面上。自卸汽车卸下的混凝土及时平仓，平仓方向按浇筑要领图的要求进行，摊铺均匀，每碾压层平仓一次，根据周边所标识的平仓线进行目测或拉线检查，每层平仓厚度为34±2cm左右。丰满大坝碾压混凝土仓面施工中使用自制标识高度的三脚架动态分布在碾压层面上作为平仓厚度控制的参考标准。检查结果超出规定值的部位重新平仓，局部不平的部位用人工辅助摊平，平仓过的混凝土表面平整、无凹坑。平仓厚度若超过设计值过高时会造成层间碾压密实度不够，层间结合不良，直接影响大坝抗剪抗滑稳定性。
2.2碾压
碾压是碾压混凝土施工中的关键工序，碾压质量是碾压混凝土仓面质量的核心之一，碾压质量好坏直接关系着大坝主体混凝土的质量，决定着大坝是否稳固。丰满大坝碾压混凝土仓面施工中对碾压机行驶速度、条带搭接长度、碾压遍数三个指标进行控制，层面碾压完成后使用核子密度仪进行压实度检测，压实度检测不合格的补碾至合格为止。碾压条带间的搭接宽度为10～20cm，端头部位的搭接宽度不少于100cm。采用斜层碾压需对碾压层面的坡度进行控制，坡度应适宜，不宜过陡。丰满大坝碾压混凝土碾压机行驶速度、碾压遍数及斜层碾压层面坡度在前期现场碾压工艺试验中进行了确定，根据碾压工艺试验成果，拟定的碾压遍数为：2+6+2，即先无振2遍，有振6遍，再无振2遍收平。行走速度控制在1.5Km/h范围内，斜面铺筑坡度控制在1:10～1：15范围内。丰满大坝碾压混凝土施工采用了碾压质量实时监控数字化信息技术，仓面碾压机车载GPRS定位系统，电脑对其碾压机速度、行驶轨迹及条带碾压遍数实时监控，为层面碾压压实度合格提供了双重保障，保证碾压混凝土层面无漏碾，减少了碾压质量中人为因素的影响。
2.3异种混凝土施工
丰满大坝碾压混凝土仓面中异种混凝土主要为碾压混凝土和变态混凝土。变态混凝土是在碾压混凝土拌和物铺料后洒铺水泥粉煤灰净浆予以变态，以常态混凝土振捣法作业振实，并能满足设计要求的混凝土。现场实际施工中加浆变态混凝土的加浆量和异种混凝土结合部位的浇筑质量较难控制。丰满大坝仓内碾压混凝土部分区域采用注浆振捣一体机进行碾压混凝土加浆变态振捣施工，变态混凝土加浆量可以机械智能化控制，能较好控制变态混凝土加浆量及振捣时间。但一体机只能用于大体积、无障碍部位的变态混凝土振捣，对于模板边角、止水、廊道附近及钢筋区等部位，只能采用人工加浆及高频振捣棒辅助施工。采用人工加浆时对加浆量及浆液比重进行检查控制，铺浆方式采用人工手提桶铺洒，要求每桶浆液铺洒的宽度和长度固定，均匀铺洒，铺浆量通过试验确定，采用注浆法加浆（即先插孔后加浆）。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。根据现场情况，多采用先变态后碾压的方式。当采用先碾压后变态的方式，在变态混凝土与碾压混凝土交接处，用振捣器向碾压混凝土方向振捣，使两者互相融混密实。
2.4造缝及冷却水管铺设
碾压混凝土层面碾压完毕后需对仓面大坝横缝部位进行切缝，切缝深度不小于20cm，成缝面积每层应不小于设计面积的60%，填缝材料采用彩条布。造缝对选择成缝时间、控制缝距、方向及斜度进行控制，以保证成缝质量。丰满大坝碾压混凝土仓面施工中专职人员进行切缝作业，使用挖机改造成的切缝机、自制钢丝线缆、划线铁钎等设备以保证成缝深度及是否笔直成缝在横缝设计线上。造缝作业是碾压混凝土仓面施工中的重要工序，造缝质量好坏影响着大坝后期横缝处开口及表面裂开缝隙的是否规则。
碾压混凝土仓面每隔一定层数（一般为5层）需要铺设冷却水管对当仓混凝土进行温控，防止混凝土内外温度相差过大。铺设冷却水管须在碾压混凝土层面碾压和切缝完毕后进行，冷却水管蛇型布置，水管距上下游坝面及横缝距离需满足设计要求，水管排间距需均匀，不允许穿过各种缝及孔洞，单根循环蛇型水管长度不大于250m。丰满大坝工程采用大体积混凝土智能通水数字化技术设备布置大坝下游平台，仓内埋设温度仪器，通过实时采集温度数据，自动调整冷却水管通水流量，削减混凝土内部水化热温升，从而降低混凝土最高温升，使混凝土温度达到设计要求。
3 仓面施工质量管理重点和难点
3.1仓面施工质量管理的重点
碾压混凝土大坝上游防渗区及层面的质量是大坝抗渗能否满足设计要求的关键所在。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆上游防渗区的混凝土如大坝的“防水衣”一样，其质量重要性不言而喻；碾压混凝土施工工艺决定着大坝混凝土中存在众多的层面，若层面质量无法保证，大坝蓄水后库水沿层面或薄弱部位进入坝体，其会增加坝体的孔隙水压力及扬压力，降低坝体的抗滑稳定性，渗透水还会将混凝土结构中的Ca(OH)2和其他成分带走，影响混凝土的强度和耐久性；斜层碾压时的坡脚会不会成为渗漏通道在于处理与不处理间；仓面造缝和冷却水管铺设质量决定着大坝后期坝体横缝处开裂的规则性和裂缝出现的数量，影响大坝蓄水后坝体的稳定。
3.1.1上游混凝土防渗区质量控制
碾压混凝土大坝仓面上游防渗区一般由二级配变态混凝土与二级配碾压混凝土组成，上游防渗区混凝土的质量是大坝蓄水后抗渗能否达到设计要求的关键所在。大坝上游防渗区的变态混凝土宜采用机拌变态混凝土，采用人工加浆时加浆量及浸入混凝土浆液均匀性较难控制。碾压混凝土现场施工中，首先上游防渗区混凝土施工缝严格按照质量标准进行处理，冲毛处理不到位地方须人工凿毛，特别是上游止水周边部位的施工缝。浇筑混凝土时保证变态混凝土和二级配碾压混凝土浇筑范围符合设计要求，二级配碾压混凝土不得混入变态混凝土区域，大坝内部三级配碾压混凝土不得混入二级配防渗区域。变态混凝土浇筑时对其振捣质量进行重点控制，保证混凝土振捣时间，无漏振。止水周边需剔除大骨料后振捣密实。二级配碾压混凝土重点控制碾压遍数及碾压密实度，层间宜铺洒水泥净浆，达到无漏碾漏铺。检查变态混凝土和碾压混凝土结合部位是否碾压振捣到位，斜层碾压时上游防渗区的坡脚是否处理到位。
3.1.2碾压混凝土层面质量控制
碾压混凝土大坝仓面大多采用斜层铺筑碾压施工工艺。碾压混凝土层面质量关系着大坝混凝土抗滑抗剪抗渗稳定性。碾压混凝土层面质量主要从碾压密实度、层间间隔时间和特殊情况下层面的处理进行控制，当碾压密实度检测不合格时进行补碾，保证层面无漏碾，密实度检测合格。
碾压混凝土大坝现场施工中对层面间歇时间必须进行严格控制，对仓面施工（如混凝土上料顺序、冷却水管铺设顺序等）进行合理分配组织，优化各工序衔接，保证碾压混凝土层面“新鲜度”，尤其是上游防渗区域变态及碾压混凝土的层面质量。当仓面遇到拌合楼机械设备故障、高温下雨天气、仓面铺设冷却水管花费时间过多等特殊情况时需对碾压混凝土层面进行铺洒净浆或砂浆处理。碾压混凝土仓面上游二级配碾压混凝土区域每层上料前宜在上层层面上全面铺洒净浆以保证上游防渗区层间结合质量。
3.1.3斜层碾压坡脚处理
斜层碾压可大仓面连续施工，高温雨季施工有利于缩短层间覆盖时间和仓面排水，各工序之间能平行作业，加快了施工进度。当仓面采用斜层碾压时会产生坡脚处理工序，斜层碾压时层面底部（坡脚）较薄，碾压时骨料容易被碾碎，坡脚混凝土会被碾至未铺砂浆位置，影响施工缝层间结合质量。如不进行处理容易形成大坝上下顺着水流方向的渗漏通道。碾压混凝土仓面现场施工时在摊铺底部砂浆前应在坡脚处用线绳拉直，以控制后期平仓碾压时坡脚的平直度。向坡脚前摊铺砂浆时需将坡脚的碾压混凝土切除到底部敷有砂浆部位，切除料铺洒在碾压面上，坡脚压碎及初凝的骨料作废料进行剔除。铺砂浆前宜 铺洒净浆浸润坡脚，铺砂浆时用砂浆将处理后的坡脚进行包裹，使坡脚处混凝土间结合更好。
3.2仓面施工质量管理的难点
碾压混凝土仓面现场施工中斜层碾压坡脚的处理、骨料集中的处理、异种混凝土结合部位的质量及入仓道路处混凝土的浇筑质量是仓面施工质量管理的部分难点所在。
3.2.1斜层碾压坡脚处理及施工中仓面的冲洗
斜层碾压现场实际施工时，坡脚处理容易被忽视且处理不到位，施工中坡脚处理后又被碾压机或自卸车碾过需要二次处理。碾压混凝土仓面施工中应安排专人负责处理坡脚，在铺砂浆前一次处理到位，特别对上游防渗区的坡脚处理进行重点检查。在现场施工中仓面上下游防渗区域的变态混凝土由于层间上料顺序等原因容易造成间隔时间过长，或者受天气环境等影响其坡脚处易发生初凝，现场遇到此种情况时将初凝后的坡脚处理到位后再铺洒净浆或砂浆处理。仓面斜层碾压时，坡脚前冲洗干净的施工缝面容易被“二次污染”。当向坡脚前铺筑混凝土时，在铺砂浆前将施工缝冲洗干净。而实际施工中施工缝冲洗后的积水积渣排除较为困难，因此实际施工中在上仓混凝土收面时形成一定坡度（上低下高）或预留排水坑利于下仓冲洗排水排渣。
3.2.2骨料集中的处理
碾压混凝土是干硬性贫水泥无塌落度混凝土，自卸车卸料后难免出现骨料分离与集中，当使用满管或溜槽周转时更为明显。骨料集中的处理与否关系着碾压混凝土的层间强度、密实度及抗渗性，影响着大坝后期混凝土钻孔取芯的长度。骨料集中在现场实际施工中往往被认为是“小质量”问题，又因处理麻烦常被忽视，造成大坝后期质量检查钻孔取芯的芯样容易断开，影响碾压混凝土的层间结合及抗剪、抗渗性能。
碾压混凝土仓面施工中骨料集中的处理较难进行控制，自卸车卸料后或多或少都会产生骨料分离，大骨料集中。为不影响平仓速度，施工中要求处理及时，其工作量较大，实际现场施工中难以处理到位。碾压混凝土仓面施工中自卸车卸料宜卸在已摊铺而未碾压的层面上再平仓，卸料后，料堆周边分离的骨料依靠人工均匀分散到混凝土内，最后碾压过程中若发现骨料集处应挖出分散开或人工铺洒细骨料再碾压处理。骨料集中处理应安排专人进行负责，责任落实到个人，质检人员经常性检查。
3.2.3异种混凝土结合部位质量
碾压混凝土仓面现场施工中异种混凝土结合部位：常（变）态混凝土和碾压混凝土搭接处。其质量常被忽视，也较难控制。碾压混凝土大坝上下游防渗区和止水、廊道周边等重要部位都会涉及到异种混凝土施工，变态混凝土宜采用机拌变态混凝土保证其强度和防渗性能,人工加浆变态混凝土时容易出现不插孔加浆、加浆量过多过少、加浆不均匀等问题，常（变）态和碾压混凝土结合部位容易出现碾压或振捣不到位等问题，碾压机行驶在结合部位由于有常（变）态混凝土容易陷车，振捣棒振捣结合部位由于碾压混凝土无塌落度一般难以振捣。
异种混凝土结合部位施工时，仓内的常（变）态混凝土和碾压混凝土宜同步上升，应在两种混凝土初凝前振捣或碾压完毕。宜先浇碾压混凝土后浇常（变）态混凝土，常（变）态混凝土用振捣器向碾压混凝土方向振捣，在搭接部位碾压后再用高频振捣器垂直插入振捣，使两者互相融混密实。碾压混凝土仓面上下游异种混凝土结合部位碾压不到处优先采用振捣，对难以振捣部位进行加浆再振捣。仓面靠大坝左右岸两边的结合部位碾压只能单轮碾，施工中应加多碾压遍数或者变换成垂直坝轴线方向进行补碾。
3 .2.4仓面入仓道路处混凝土质量的控制
碾压混凝土大坝仓面施工一般采用自卸车入仓卸料，开仓前需先浇筑入仓道路供自卸车进仓。仓面施工碾压升层至入仓道路时因入仓路口车来车往，入仓路面上的混凝土施工缝面不易处理干净，其碾压混凝土层间结合质量较难保证，其属于碾压混凝土仓面质量薄弱区域。因此碾压混凝土仓面入仓道路应设置处于大坝中下游位置，碾压混凝土铺至入仓路时，每上升一层对入仓路面上碾压混凝土坡脚进行处理，施工缝面进行清理，使用刷子清扫干净，然后对坡脚和施工缝面铺设砂浆，再摊铺碾压混凝土，碾压密实。
4 结束语
碾压混凝土大坝是水利大坝中的一种，水利大坝多数失事后会造成严重灾难，其质量安全关系着人民的生命和社会的稳定。丰满大坝碾压混凝施工对仓面进行合理的施工组织和严格的质量控制，保证各工序在符合质量标准条件下有序紧密进行，对碾压混凝土质量的重难点进行重点管控，对现场施工人员进行有效管理，确保丰满大坝建设成为国优工程！
参考文献
[1]DL/T 5112-2009,《水工碾压混凝土施工规范》[S].
[2]《丰满大坝碾压混凝土施工工法》中国水利水电第十六工程局[R].
论文作者:罗安,顾海洋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/27
标签：混凝土论文; 大坝论文; 卸料论文; 骨料论文; 质量论文; 部位论文; 平仓论文; 《防护工程》2018年第28期论文;