龙开口水电站碾压混凝土坝斜层碾压施工技术研究

李 敬
       中国水利水电第十二工程局有限公司   浙江  杭州 310004
摘  要 碾压混凝土筑坝施工中，在有限的资源配置条件下针对较大仓面施工，采用水平铺筑法浇筑已无法实现连续铺筑及碾压。然而斜层平推法铺筑碾压施工工艺的应用有效的解决了这一问题，本文结合龙开口水电站碾压混凝土施工实际介绍斜层碾压的施工工艺及其质控要点，供同类工程参考。
关键词 碾压混凝土 斜层碾压 施工技术

1.前言
随着碾压混凝土施工技术日趋完善，大型碾压混凝土坝越来越多，单坝段或多坝段合仓后形成的较大仓面已屡见不鲜，针对此类大仓面施工，在有限的资源配置条件下采用水平铺筑法浇筑已无法实现连续铺筑及碾压，改用斜层平推法铺筑碾压施工工艺，将碾压层由平层改为1:10～1:20斜层，可有效缩小铺料仓面面积、缩短层间间隔时间，实现大仓面连续浇筑、使大坝连续上升，对于大型碾压混凝土坝施工具有积极意义。
2.概述
龙开口水电站碾压混凝土重力坝，坝顶高程1303.00m，最大坝高119.00m。大坝从左至右依次为：左岸挡水坝段、泄洪坝段、厂房坝段、冲沙底孔坝段及右岸挡水坝段。除坝基找平层、坝段结构周边采用常态及变态混凝土的部位外，坝体其他部位均采用碾压混凝土。其中左岸1～5#挡水坝段▽1249～▽1282 施工受左岸地形限制，施工道路及混凝土输送系统布置困难，5个坝段均由左岸坝肩满管溜槽输料入仓，具备合仓浇筑条件，合仓后最大浇筑面积约为3049m2、最小浇筑面积约为1700m2，采用了斜层平推法铺筑碾压工艺施工。
3.斜层碾压施工工艺
3.1斜层碾压施工流程
斜层碾压施工工艺流程见下图：

斜层碾压施工工艺流程图
3.2斜层碾压施工方法
一、施工要领图
每一仓碾压混凝土必须严格按照要领图施工，要领图除包含浇筑布置图（参见下图）外，还应标明各工序及其历时、浇筑部位、设备配置、开仓段及收仓段的各种尺寸、斜层坡度等关键参数，详细描述施工方案，并经批复后在开仓前对仓面指挥长、诱导员、质检员、现场技术员进行技术交底。

二、仓面准备
仓面准备的主要内容是混凝土生产系统配置、混凝土运输系统的配置、仓面设备（供料机械、摊铺机械、碾压机械、保温机械、切缝及冲毛等）配置、仓面材料（模板、钢筋、预埋件）准备等。并检查喷雾措施、保温措施、防雨措施是否到位，加强天气预报信息的搜集，及时掌握降雨强度及降雨历时变化，妥善安排施工进度。
三、放样标识
为便于施工机械在斜坡上摊铺、碾压作业，同时浇筑层混凝土量应与混凝土生产、运输设备的能力相适应，应根据仓号面积、实际碾压断面宽度、拌和楼的生产能力、入仓手段以及摊铺碾压设备等的运行状况，计算最低入仓强度，以确定每仓的实际碾压坡度，控制在1：10～1：20。斜层铺筑法浇筑前，需对开仓端与收仓端“平层”和坡面“迭加层”的碾压层厚及仓内材料分区进行放样与标识。
四、混凝土运输
左岸1～5#挡水坝段▽1249～▽1282 施工受左岸地形限制，施工道路及混凝土输送系统布置困难，5个坝段合仓后由左岸坝肩满管溜槽输料入仓，     
负压溜槽入仓混凝土运输路线：20t自卸汽车从左岸下游拌和楼接料，沿左岸上坝公路→左岸坝顶1303.0m高程1#坝段坝肩负压溜槽入仓，仓内汽车转料。
五、卸料
混凝土采用仓内自卸车直接卸料，卸料时自由下落高差不得大于1．5m，卸料由仓面诱导员指挥，采用退铺法进行多点式卸料。卸料汽车应按碾压条带进行卸料，尽量避免将料卸在已碾压好的相邻条带层面上。自卸汽车将混凝土料卸于铺筑层摊铺前沿的水平垫层上，卸料尽可能均匀，料堆坡脚如出现的小部分已分离的骨料，由人工将其均匀地摊铺到未碾压的混凝土面上。
六、摊铺平仓
边卸料、边平仓，卸料后及时平仓。平仓机选用具有操作灵活、接地比压小(接地比压小于0.1Mpa)的SD16进行平仓。先在斜层混凝土坡脚覆盖范围内的上一仓混凝土面上摊铺水泥砂浆，然后摊铺斜层面混凝土，斜层方向由5#坝段倾向1#坝段。水平层平仓方向垂直于坝轴线、斜层平仓方向由坡顶向坡底进行。斜层面混凝土每层摊铺厚度为34cm，超出规定值的部位必须重新平仓，局部不平的部位用人工辅助铺平。在平仓过程中出现在两侧集中的骨料由人工均匀分散于未碾压的条带上。
七、碾压
采用斜层平推铺筑法浇筑施工时，水平层碾压方向垂直于坝轴线、斜层碾压方向由坡顶向坡底进行。碾压作业采用搭接法，碾压条带走偏控制在lOcm范围内，条带间搭接宽度20cm，端头部位搭接宽度100cm。采用大型振动碾碾压，碾压按照先无振2遍，然后有振6～8遍，如达不到规定的容重指标，再无振2遍的程序进行，直至达到设计要求为止，振动碾行走速度为1～1.5km／h。
在碾压混凝土施工中，根据工序要求同时穿插进行切缝、模板和结构物周边的常态(变态)混凝土施工及核子密度仪检测等工序。最后，对已完成的一个升程后的碾压混凝土要及时进行通水冷却、养护及施工缝面冲毛。
斜层平推法碾压施工作业照片见下图：
 
图：斜层碾压施工作业
4.质控要点
1、为控制斜层碾压层厚及坡度，在碾压混凝土铺筑前，根据计算的坡度和设计层厚在模板上划出碾压控制线，标明高程、桩号、平仓控制线，以提醒机平仓机操作手按标识平仓。
2、采用退铺法进行多点式卸料时，应先卸1／3，移动1m左右位置后卸2／3，堆料高度要求小于80cm，以减少骨料分离。料堆坡脚如出现的小部分已分离的骨料，由人工将其均匀地摊铺到未碾压的混凝土面上。
3、为防止斜坡坡脚处混凝土骨料被施工机械碾压而形成质量缺陷，需在每一碾压层碾压完成后，对斜层的斜坡三角区水平长度50cm范围内的碾压混凝土由专人负责清除。
4、当碾压方向为平行斜坡方向时，碾压遍数达到要求后，对平层过渡至斜层折角的坡顶及坡角进行垂直斜坡面方向有振碾压各2遍，以保证坡顶及坡角混凝土的压实度达到规定值。
5、碾压过程中，碾压顺序、遍数、振动碾的行走速度，应严格按现场试验所确定的参数进行，质检人员应记录和抽查，避免漏振或过振。
5.结语
大坝碾压混凝土采用斜层碾压的施工工艺，具有以下优点：
1、采用斜层铺筑法，在相同的浇筑设备条件下，可以扩大一次开仓浇筑的仓面面积，减少坝体分块，从而减少分块处模板安装工作量、封仓口数量，也减少坝体分仓施工的等待时间，加快施工速度。
2、由于斜层铺筑法可以连续施工，大大提高碾压混凝土施工的综合效率。在相同一次开仓浇筑的仓面下，可以降低一些关键设备(如拌和机械与混凝土运输设备)的配置容量，减少临时设备费用。
3、采用斜层碾压混凝土施工可以实现工序间的平行作业。在碾压的同时，可进行已收面允许冲毛部位的冲毛处理，还可进行下一层立模、止水片焊接和钢筋安装等的施工，大大缩短了施工准备时间。
4、在多雨季节施工，由于是斜层面，在出现泌水或降雨时，斜坡易于集中排出，减少泌水或降雨对混凝土质量的影响。
5、采用斜层碾压，控制仓面面积减小，从而缩短了层间间隔时间，可以避免仓面面积过大导致覆盖时间可能超过初凝时间情况的产生，因此出现冷缝的危险减小。同时，可以减少预冷混凝土的散热面，进而减少预冷混凝土在高温季节施工的温度倒灌，工程质量可以得到保证。
通过对龙开口水电站碾压混凝土斜层碾压施工工艺的应用，进一步验证了斜层碾压施工技术能有效缩短碾压混凝土层间间隔时间，提高混凝土层间结合力，节省施工机械设备及人员配置，从而达到降低施工成本、提高施工效率、保证混凝土施工质量的目的。