汪雪英   樊建华（设计二处）

〔摘 要〕本文概述南阳抽水蓄能电站碾压混凝土坝有关技术及质量控制问题。

〔关键词〕碾压混凝土重力坝 混凝土拌和 运输 碾压

1  工程概况

南阳回龙抽水蓄能电站位于南阳地区南召县境内的黄鸭河支流，回龙沟上游的岳庄村附近，与平顶山市辖区的鲁山县接壤。县界也是长江和淮河水系的分水岭。回龙沟流域为温带季风气候区，多年平均气温为14.8^οC，极端最低气温-13.8^οC。电站装机容量120MW，距负荷中心南阳市直线距离70km，距鸭河口火电厂（700MW）直线距离48km。该电站对外交通条件好，207国道南阳至南召段从电站工区通过，焦枝铁路上云阳火车站距工地50km，其中云阳至南召32km，为三级公路，南召至电站18km。从南阳市经南召县到工地，也有公路直达，距离85km。

该电站包括上水库工程、下水库工程，引水发电系统。其中上下水库大坝均为碾压混凝土重力坝，施工方法基本相同，本文以下库大坝为例介绍碾压混凝土施工设计。下库大坝包括挡水坝段、溢流坝段、泄洪排沙底孔和电站尾水坝段，坝顶全长175.0m，宽5.0m，上游坝面垂直，下游坝坡1:0.75，最大坝高53.3m，碾压混凝土总量约6.3万m³。

2  碾压混凝土施工

2.1混凝土拌和系统

依据碾压混凝土规范《水工碾压混凝土施工规范》（SL53——94）规定，混凝土从拌和至仓内碾压完毕的时间应不大于2h，但是，根据许多碾压混凝土工程施工经验，掺入外加剂以提高混凝土的和易性、推迟初凝时间，每层碾压混凝土的间隔时间控制在4~6h，并使混凝土碾压层保持＂新鲜＂状态；碾压混凝土平仓厚度17~850px。平均每小时所需混凝土量可用下式确定：

V=（W.δ/A.）K

式中：V——所需混凝土产量（m³/h）；

W——仓面最大面积（m²）;

δ——碾压层厚度（m）;

A——覆盖时间控制指标（h）;

K——影响系数(考虑下库气候特征和施工中存在常态混凝土较多等因素，综合考虑K=0.67)；

混凝土拌和系统的生产能力应以满足大坝混凝土浇筑高峰强度，先以最大仓面控制，计算小时高峰浇筑强度要求。根据碾压混凝土分仓情况，下库大坝最大浇筑仓面为900 m²，再根据施工总进度安排，坝体碾压混凝土高峰月平均浇筑强度2.2万m³/月。经按上式计算，小时浇筑强度以最大仓面控制，其高峰强度为60 m³/h，作为下库混凝土拌和系统的生产能力。混凝土拌和系统布置在左岸岳庄村附近高程465m处，混凝土拌和系统选用郑州水工机械厂生产的HZS75拌和站。

2.2混凝土运输方式

碾压混凝土运输方式一般采用自卸汽车 、皮带输送机和坝头斜坡车道等机具。结合下库地形条件和枢纽布置情况，混凝土拌和系统布置在左岸下游较低部位。坝址处两岸地形陡峭，修筑施工道路非常困难，经过分析研究并参考江亚水利枢纽工程碾压混凝土坝施工经验，碾压混凝土采用自卸汽车和真空溜管结合的运输方式。为改善碾压混凝土运输过程中的骨料分离现象，真空溜管加设隔挡板，以控制混凝土的下落速度。

坝体在460.0m高程以下仓面小，高程低，采用自卸汽车直接运输上坝并倒运入仓；460.0m高程以上采用汽车和真空溜管联合运输方式，即460.0~471.0m高程坝段碾压混凝土运输采用10t自卸汽车运至471.0m高程平台，经真空溜管溜入坝面；471.0m高程以上坝段由10t自卸汽车运至左坝肩回车场平台，经真空溜管溜入坝面。

2.3分仓、平仓及碾压

坝体455.5m高程至464.5m高程的坝体碾压混凝土采用通仓薄层间歇铺筑，从464.5m高程到488.5m高程的坝体碾压混凝土采用三仓薄层间歇铺筑，从488.5m高程到503.5m高程的坝体碾压混凝土采用两仓薄层间歇铺筑，从503.5m高程到507.3m高程的坝体碾压混凝土采用通仓薄层间歇铺筑。碾压混凝土每层铺筑厚850px，碾压厚度750px，间歇层厚度为3.0m。

460.0m高程以下碾压混凝土工程量约0.53万m³，利用基坑开挖至207国道的出渣道路，采用10t自卸汽车直接上坝运输并倒运入仓，自卸汽车沿坝轴线方向“后退法”依次卸料，平仓方向宜与坝轴线方向平行，边角分离料由人工或机械进行处理，为防止自卸汽车将泥土和脏物带入仓内，入仓前需将轮胎清洗干净。460.0m高程至坝顶部位的碾压混凝土运输采用自卸汽车和真空溜管联合运输，经真空溜管溜下至坝面，坝面采用0.45m³机动翻斗车倒运入仓。严禁不合格的混凝土进仓，已经进仓的，应做处理，合格后方能继续铺筑。

碾压混凝土采用120HP推土机改装的平仓机薄层平仓，平仓厚度850px。平仓后的混凝土表面应平整、无凹坑，且不允许向下游倾斜。BW-200D型振动碾有振碾压8遍，手扶式BW-75S和BW-90型振动碾碾压边角和廊道部位有振碾压16遍；混凝土平仓及碾压方向应垂直于水流方向，振动碾的行走速度控制在1.0~1.5km/h。碾压条带间的搭接宽度为500px。端头部位的搭接宽度为2500px。

2.4模板及分缝处理

为便于碾压机械施工和提高机械效率，坝体上游为悬臂式组合钢模板2×3m（高×宽），下游面采用厚60 cm，高90 cm×长200 cm的预制混凝土块作为模板。横缝模板，为后撑式组合模板2×3m（高×宽）。

碾压混凝土坝体内不设纵缝，为温控要求，只设置横缝，仓内横缝采用设置诱导孔的方法施工，安排在混凝土碾压间歇期内进行。使用手风钻或潜孔钻钻孔，成孔后孔内填干燥砂子，孔径90mm，孔距1.0m，钻孔深度3.0m。这种造孔方法简便、灵活、速度快，不与碾压混凝土施工发生干扰，分缝位置控制准确、效果好。

2.5层面结合处理

每个碾压层控制在4~6h完成，在此时间内，覆盖上一层混凝土可不作任何处理；超过6h，层面可采用刷毛、冲毛等方法清除混凝土表面的浮浆及松动骨料（以露出砂粒、小石为准）。处理合格后，先均匀的刮铺一层厚37.5px的砂浆（砂浆强度等级比混凝土高一级），然后立即在其上摊铺混凝土，并应在砂浆初凝前碾压完毕；因故停工时，停止摊铺处的混凝土面宜碾压成不大于1:4的斜坡面并压实。

2.6异种混凝土交接带施工

浇筑完基岩表面的常态混凝土垫层后，应间歇3~7d方可在其上铺筑碾压混凝土；岸边岩坡面的常态混凝土与碾压混凝土结合部位，应同步上升，交叉浇筑。两种混凝土在交接处以斜坡连接，并应在两种混凝土初凝前振捣或碾压完毕，为保证两种混凝土结合密实，混凝土结合部位的碾压范围应大于500px。详见图1及图2。

特殊构造部位碾压混凝土施工（如大坝上游面坝体止水、钢筋、埋件周围及有拉条的模板附近），采用碾压混凝土加浆振捣。

2.7温控措施

通过温度应力分析计算，除选用水化热较低的水泥外，应采取以下措施：

（1）夏季施工底部混凝土，在无较好的降温措施情况下，温度应力不能满足要求。但本工程混凝土量较小，采取制冰或预冷骨料投资较高，故基础部位混凝土最好避开夏季施工；

（2）上部混凝土进行夏季施工时，必须采取简易降温措施，即可加大料堆高度（≥6m），料堆搭设遮阳棚防晒，地垄取料、地下水拌和等。运送混凝土的自卸汽车应采取一定的遮阳防晒措施，混凝土碾压尽量避开中午；

（3）冬季混凝土施工时，混凝土强度增长较慢，必须做好仓面的保温防冻工作，混凝土拌和应加热水，使出机口温度保持在5~10^。C之间，冬季可在仓面多处升煤炉，以提高仓面温度；并建议日均气温低于-5^。C时停工。

2.8混凝土养生和养护

根据《水工碾压混凝土施工规范》（SL53——94）要求，施工过程中，碾压混凝土的仓面应保持湿润，施工间歇期间，碾压混凝土终凝后即应开始养护工作。对于上、下游永久暴露面，应养护28d以上。

特殊气候条件下的碾压混凝土施工，当小时降雨强度超过3mm时，刚碾压完的仓面采用薄膜防雨保护。碾压混凝土宜在日平均气温3~25^。C条件下施工。当日平均气温高于25^。C或低于3^。C时，应采取防高温和保暖措施。

2.9混凝土质量控制

碾压混凝土施工必须依据《水工碾压混凝土施工规范》（SL53——94）和《水工碾压混凝土试验规程》（SL48——94）要求以及《水利水电基本建设工程单元质量等级评定标准》（SDJ249——88）主要混凝土材料和碾压混凝土施工质量规程、规范标准严格控制。

2.9.1 VC值控制

在混凝土拌和楼出机口应作VC值检测记录，碾压混凝土仓号内应作现场检测，并记录VC值的损失值，检测频度为每2小时一次。VC值应控制在设计范围内，一般要求VC值控制在5~12s之间。

2.9.2碾压混凝土的密度检测

密度检测采用MC—3型核子密度仪，并同时可读出干容重、湿容重、含水量等指标，每铺筑100～200m²碾压混凝土至少应有一个检测点，每层应有3个以上的检测点，测试宜在压实后1h进行。要求每碾压层平均压实容重应有80%的点不得低于设计值。

2.9.3碾压混凝土初凝时间检测

正确测定碾压混凝土的初凝时间，是判断层面混凝土是否作冷逢处理的关键。碾压混凝土初凝时间使用现场初凝时间测试仪现场测试。

在现场每一施工铺筑层最先开始的部位设置检测点，当上层覆盖料铺筑到该点时，利用初凝测定仪测定贯入阻力深度，并记录历时以判断是否初凝。若已初凝，则应继续测定初凝面积，并按有关规定处理。

2.9.4碾压混凝土后期钻孔芯样试验

碾压混凝土施工后，其龄期达到90d(或180d)后，按规范要求进行钻孔取样试验。拟在典型部位钻取直径为150mm的芯样进行压水试验，评定该部位混凝土是否达到抗渗标号要求，测定芯样容重、抗压强度、抗拉、抗剪强度、弹模和变形模量等物理力学指标，据此评价混凝土的均匀性和结构强度。

相对压实度指标：根据规范要求，对于坝体外部混凝土，相对压实度不得小于98%；对于内部混凝土，其相对压实度不得小于97%。

3  结语及建议

 碾压混凝土是七十年代发展起来的一门混凝土施工技术，其特点是：简化温控，通仓薄层浇筑，施工工艺简单，工种少，施工条件好，便于全盘实现机械化操作，加快施工进度，降低水泥用量，节省工程投资和改善浇筑工程劳动条件等。碾压混凝土施工过程中应做好质量控制，尤其是碾压混凝土层面结合应作为质量控制的重点，层面结合不良将给建筑物的稳定安全及防渗带来较大的危害；碾压混凝土施工设备应根据施工质量要求和施工进度进行选型，碾压混凝土的施工参数应根据选择的设备通过现场碾压混凝土试验确定，以保证工程质量。

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