趙會斌
(甘肅省武威市涼州區(qū)永昌水利管理所,甘肅武威733000)
水利水電工程是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)設(shè)施,是水資源合理開發(fā)、有效利用和水旱災(zāi)害防治的主要工程措施。水利水電工程的建設(shè)與實施在解決我國水資源短缺、洪澇災(zāi)害、環(huán)境保護、水土流失等水問題中,起到了無可替代的作用。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術(shù)的進步,我國水利水電工程的發(fā)展可謂日新月異,無論是工程結(jié)構(gòu)還是施工技術(shù),都取得了突飛猛進的發(fā)展態(tài)勢。碾壓混凝土就是現(xiàn)階段在水利水電工程中廣泛應(yīng)用的一項施工技術(shù),尤其在碾壓混凝土大壩中得以充分利用。其優(yōu)點是施工機械化程度高,施工工序簡單、快速,能有效縮短工期,且混凝土強度高,壩身可溢流,防滲效果好。
碾壓混凝土壩通常采用與碾壓土石壩相似的施工方法,使用干貧混凝土通過振動碾壓密實建成的混凝土壩。其結(jié)構(gòu)形式是在上游迎水面設(shè)置常態(tài)混凝土,用以防止內(nèi)部混凝土的層間滲透,下游面也設(shè)置常態(tài)混凝土用以防凍,溢流面采用較高強度混凝土,用以提高溢流面的抗沖磨性能,使壩體斷面被常態(tài)混凝土包裹,斷面成為“金包銀”結(jié)構(gòu)。
碾壓混凝土壩施工工藝是先在初澆層鋪砂漿,然后汽車運輸入倉,再用平倉機平倉,振動壓實機壓實,振動切縫機切縫,最后無振動碾壓。
對材料的選擇要嚴格把關(guān),碾壓混凝土壩所需的原材料幾乎與一般的水泥混凝土一樣,就是水泥、粗骨料、細骨料和摻合料等,然后將這些原材料和水按照一定的比例進行配置。粗細骨料的物理力學指標要達標,要求質(zhì)地堅硬、潔凈,雜質(zhì)含量不超標。采用合格水泥。配合比要以合格材料通過試驗確定,確保碾壓混凝土達到設(shè)計強度標準。碾壓混凝土壩中所需的摻合料有硅灰、粉煤灰和磨細的礦渣以及適量的外加劑等。在拌料之前需要對水泥、外加劑和摻合料之間做相容性實驗,只有相容才能進行拌制。
通常采用VC 值為10~30 s 的干貧混凝土。VC值是振動壓實指標,是按試驗規(guī)程在規(guī)定的試驗振動臺上將碾壓混凝土振動碾壓達到標準要求的時間(以s 計)。
碾壓混凝土作為一種干硬性混合料,無塌落度,要求摻水量少,水泥用量也不能太多,必須摻入50%~70%的粉煤灰,才能確?;炷劣凶銐虻哪z凝材料。從滿足混凝土溫度控制的角度考慮,由于大量摻入粉煤灰,減少了水泥用量,從而大幅降低了水化熱的溫升,且增溫降溫不迅速,在溫控方面明顯有利。
碾壓混凝土壩采用不分縱縫的大倉面通倉薄層連續(xù)上升的澆筑方法。其優(yōu)點是:碾壓倉面較大,散熱面積大,散熱效果好;減少模板工程量,簡化倉面作業(yè),加快了施工進度;通倉澆筑不設(shè)縱縫,切縫機進行橫縫切割,增大倉面面積,減少倉面作業(yè)干擾。
碾壓混凝土壩施工通常采用振動壓實機進行壓實,以達到混凝土充分密實的效果。要通過碾壓試驗,確定各項壓實參數(shù),包括壓實機械的重量、混凝土攤鋪厚度、碾壓遍數(shù)及振動碾行進速率等。
一般情況下,碾壓混凝土壩成縫可采用切縫、預(yù)制模板成縫兩種基本方法,早期還有誘導縫成孔的方法?,F(xiàn)階段碾壓混凝土壩的切縫通常采用振動切縫機切縫。該方法一般是在一個坯層碾壓混凝土完成后,沿著橫縫用振動切縫機直接把該坯層混凝土沿縫切開,切縫的同時在縫內(nèi)充填塑料膜、鐵片或干砂等。
要對碾壓混凝土質(zhì)量的形成起決定作用,或具有重要影響的因素采取有效的質(zhì)量控制措施,對主要施工工序進行控制,能夠得到良好的施工質(zhì)量。影響碾壓混凝土壩施工質(zhì)量的因素主要有碾壓時拌和料的干濕度,卸料、平倉、碾壓的質(zhì)量控制以及碾壓混凝土的養(yǎng)護和防護等,所以在進行碾壓混凝土施工時,把拌和料的干濕度控制,卸料、平倉、碾壓質(zhì)量控制,碾壓混凝土的養(yǎng)護和防護作為其質(zhì)量控制要點是理所當然的。
碾壓混凝土入倉前的質(zhì)量主要體現(xiàn)在拌和物的干濕度VC 值。VC 值的大小直接影響碾壓混凝土拌和物的抗分離能力和可碾性。正常情況下,VC 值控制在6~12 s 為宜。若VC 值大于15 s 時,在碾壓過程中(碾壓層厚30~50 cm)難以泛漿,而且還會浮一層微小顆粒的石子,此時有核子密度儀測試碾壓混凝土壓實容重僅為1 260 kg/m3(設(shè)計容重為2 443 kg/m3),密實度為97%左右。同時,碾壓混凝土層間結(jié)合也不好,極易形成滲水通道。若VC 值偏?。ㄐ∮? s 時),雖然在碾壓過程中層面容易泛漿,但會出現(xiàn)粘碾現(xiàn)象,此時的碾壓混凝土經(jīng)測試密實度也在97%以下,同樣不能滿足質(zhì)量要求。因此,必須嚴格控制碾壓混凝土的VC 值。
卸料、平倉、碾壓是碾壓混凝土施工的主要工序,其質(zhì)量控制也就顯得尤為重要。卸料、平倉、碾壓主要應(yīng)保證層間結(jié)合良好。卸料與平倉過程主要控制卸料落差、堆料高度、鋪料厚度、平整度、層間間隔時間和不發(fā)生骨料分離,確保混凝土料均勻,便于碾壓后能夠達到充分密實的效果。要做到卸料落差不大于2 m,堆料高不大于1.5 m,入倉混凝土及時攤鋪和碾壓,避免層間間歇時間太長。
應(yīng)對其層面、暴露面進行噴霧或適當灑水,特別是在炎熱或干燥情況下。施工間歇期,混凝土終凝后需立即進行灑水養(yǎng)護,直到達齡期,必要時用塑料編織布等覆蓋混凝土表面后進行定期灑水養(yǎng)護。臺階狀表面的棱角部位容易發(fā)生裂縫,應(yīng)加長養(yǎng)護時間。有溫控要求的混凝土應(yīng)根據(jù)溫控設(shè)計采取防護措施,可以覆蓋兩層黑色防曬網(wǎng)并定時灑水養(yǎng)護。養(yǎng)護用水應(yīng)符合規(guī)范要求,不應(yīng)對混凝土產(chǎn)生不利影響。
綜上所述,碾壓混凝土壩由于其自身特點在我國水利水電工程項目建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用,其施工技術(shù)也取得了喜人成果。隨著相關(guān)試驗研究和實踐探索,碾壓混凝土壩的施工技術(shù)將會得到持續(xù)的創(chuàng)新與完善,碾壓混凝土壩在質(zhì)量控制措施上也會有新的突破。在國家大力發(fā)展水利事業(yè)的大背景下,相信碾壓混凝土壩會向更加安全、快速、經(jīng)濟、環(huán)保的高水平方向發(fā)展。