吴朝忠
贵州省普安县水务局 561500
摘要：水利水电工程关乎民生和国民经济发展，具有提高水资源充分利用、改善人民生产、生活的功能。当前，日益发展的科学技术推动了水利水电工程的发展进程，先进技术手段层出不穷，碾压混凝土作为其中的一员，被广泛应用到水利水电工程建设中，更是在碾压混凝土大坝中得到充分利用，碾压混凝土坝采用土石坝的施工方法，使用干贫混凝土修建的混凝土坝，是混凝土坝施工的一种新技术。作为水利工作者，有幸参与贵州某地水库工程的建设管理，工程大坝为碾压混凝土双曲拱坝，以此水库工程为例，对工程建设管理过程中的碾压混凝土大坝的施工及管理进行阶段性部分总结。
关键词：水利水电工程；碾压混凝土拱坝；施工；管理
引言：
经济的迅速发展与国家综合实力的提升使许多行业受益其中，水利水电工程也不例外，施工方法、施工技术得到显著提升。水库对库区内的降雨具有调节作用，具有抗旱、防洪、水能资源、水资源利用等功能。大坝作为水库工程的重要组成部分，要想充分发挥大坝的使用性能、达到设计的使用年限，就必须注重技术手段的合理运用，利用新的技术、新的管理模式、管理体系，科学、规范的进行施工及施工管理，从而提升工程的整体质量，达到预期的设计标准。所以，科学、规范施工及施工管理，显得尤为重要。
碾压混凝土的特点是快速、连续的、高强度的机械化施工，而碾压混凝土拱坝坝型，特别是高坝，与用其他建筑材料、其他坝型相比较，其优势更为明显，首先，1是对于大坝基坑浇筑，一般情况下基坑都比较深，在第二年汛期来临之前，因其快速、连续的、高强度的机械化施工的特点，能够尽快浇筑至原河床高度，甚至超出原河床高度，汛期还能继续施工，与用其他建筑材料的大坝相比，更能够避免因汛期来临之前未能浇筑至原河床高度，而导致汛期后继续施工造成的大量清理工作，甚至重新开挖等情况发生，由此造成的总工期滞后，成本增加；另外，因采用建筑材料属于刚性，汛期能够从大坝浇筑的停歇仓面上泄洪，其施工导流洞比其他材料的大坝的导流洞尺寸小，减少工程成本等。2是大坝采用碾压混凝土材料，与用其他材料的大坝相比，碾压混凝土大坝的碾压混凝土，要求掺水量少，水泥用量少，同时为了减少混凝土的初期发热量和保持混凝土有一定的胶凝材料，必须掺入大量的粉煤灰，增加混凝土的后期强度、简化混凝土的温控措施，降低工程成本。
总之，大坝采用碾压混凝土材料，因其能够快速、连续的、高强度的机械化施工，汛期不畏停歇仓面上泄洪等特点，特别适合集雨面积大、泄洪流量大的江、河以及狭窄的河道上筑坝采用。
1.工程概况
贵州某地水库工程大坝为碾压混凝土抛物线双曲拱坝，坝顶长181.91m，坝顶宽6～6.6m。坝顶高程1340m，河床建基面开挖高程1232 m，最大坝高108m。坝址以上集水面积618km2，总库容9912万m3，校核洪峰流量2020m3/s,是一座开发任务为城乡生活和工业供水、灌溉、发电等的中型水库。
溢洪道采用坝身表孔溢流，沿径向布置在拱冠梁两侧，共设3孔，每孔净宽10m，堰顶高程1331m，溢流堰为WES实用堰，采用跌流消能，鼻坎高程1321.66m。泄洪冲沙底孔布置于坝身左岸，总长41.84m，进口底板高程1280m，设置平板检修闸门一扇。孔身采用4×5m矩形断面，出口压坡，孔口尺寸4×4.5m，设弧形工作闸门一扇，末端采用挑流消能。
发电引水隧洞进口设岸坡塔式取水口，底板高程1295.20m，入口设两道5.2m宽通高拦污栅。采用分层取水，隔水闸门尺寸3.5m×4m(宽×高)，后设置发电检修事故闸门和灌溉检修事故闸门。隧洞总长236.14m，采用圆形有压断面，上游段145.89m为钢筋混凝土衬段，洞径3.5m，下游90.25m为埋管段，主管管径3.2m，主管末端分岔为3根支管至发电机组。厂房宽20.67m，长48.77m，布置两大一小三台发电机组，容量分别为7MW×2+1MW，水轮机安装高程均为1265.00m，发电机层高程分别为1272.2m和1270.4m，安装间高程1279.5m，升压站采用户内式。（具体如图所示）。
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2.水利水电工程中碾压混凝土坝的施工技术要点
2.1原材料的检测与控制
水利水电工程大坝的修建，采用碾压混凝土材料时，要重视原材料的选择，包括水泥、骨料、掺合料、外加剂等重要原材料，严格把关，选择的原材料符合国家相关标准，检查水泥、骨料、掺合料和外加剂的质量是否满足质量标准，并根据检查结果调整碾压混凝土配合比和改善施工工艺，以及评定原材料的生产控制水平。
作为原材料的砂，砂细度模数是衡量砂质量的一个重要指标，直接影响到混凝土的和易性、强度、抗渗性。砂细度模数变动将引起VC值等的变动，将砂细度模数控制在允许变动范围内，能够稳定碾压混凝土的质量。砂细度模数检测结果如果与给定值之间的差异超过±0.2时，则需调整碾压混凝土配合比。
碾压混凝土施工时细骨料的含水率控制要比常态混凝土严格，含水率的允许偏差超过0.5%时，将引起碾压混凝土VC值不稳定。根据规范DL/T5144的规定，细骨料的含水率应不大于6%，细骨料应有一定的脱水时间，含水率原则上是应连续测定。粗骨料主要是小石（5mm--20mm）含水率的波动会引起碾压混凝土VC值和抗压强度的波动。
有条件的工程可以将砂石骨料加工场、混凝土拌合场、工地实验室建在施工现场，最好建在一起；在混凝土浇筑前，需提前对原材料，水泥、掺合料、外加剂提前检测备料；骨料提前加工检测，同时骨料加工后分类独立堆放，防止交叉混杂；加工并检测砂细度模数，调整筛子，控制砂细度模数控制在允许变动范围内；水泥、掺合料、外加剂分别堆放于混凝土拌合场的备料仓库；对砂石骨料堆放场搭建大型防雨雨棚，设置排水设施，搭建雨棚主要是控制骨料的含水率，同时有防雨、防晒的功能，从原材料控制开始，围绕保障混凝土质量为目的，上设施，控制对质量影响的各种不利因素；另外，检测粗骨料的裹粉含量，对超过指标的进行冲洗。
2.2拌合物的检测与控制
碾压混凝土拌合物各组成材料称量准确与否，是影响混凝土生产质量的重要因素，应对衡器定期进行检验，每次拌合前，应对称量设备进行零点校验；碾压混凝土拌合物各组成材料应搅拌均匀，适宜的拌合时间随碾压混凝土的VC值、搅拌机容量、类型和投料顺序而异，由拌合试验确定；碾压混凝土拌合时，碾压混凝土的检测应同盘取样检测，检测的重点是出机口的新拌碾压混凝土性能，其目的是用来发现施工中的失控因素，并加以调整；碾压混凝土现场质量控制的重点是VC值和初凝时间，VC值控制是碾压混凝土可碾性和层间结合的关键，通过工地实验室确定出机口VC值允许偏差值，检测出机口的新拌碾压混凝土VC值，根据混凝土运输、卸料、平仓、碾压完毕所需时间，以及由试验确定不同气温条件下允许层间结合间隔的时间，使用高效缓凝减水剂，由实验室通过试验确定不同天气以及不同时间的混凝土的配合比。
施工过程中的气温、日照、风速等对碾压混凝土的VC值影响较大，所以各工程VC值控制范围不尽相同，应根据工程实际对VC值实行动态控制。
2.3碾压混凝土运输与入仓控制
由于碾压混凝土的VC值受气温、日照、潮湿多雨和大风干燥等气候的影响较大，虽然在整个混凝土拌合过程中拌合场注重每个细节，使出机口的新拌碾压混凝土VC值满足实验室出机口VC值，在控制范围内，但是并不代表出机口混凝土VC值就是浇筑现场混凝土的VC值，因混凝土拌合场与浇筑现场存在一定的距离，如果距离较远，针对碾压混凝土的VC值受气温、日照、潮湿多雨和大风干燥等气候的影响较大的特点，在运输车辆上加盖车辆帆布，降低气温、日照、潮湿和大风干燥的影响，减少外界环境对碾压混凝土稠度的影响，减少碾压混凝土VC值的波动；在运输过程中，因道路、运输车辆等原因耽误时间，导致碾压混凝土未按实验室规定内时间达到施工场地的混凝土拌合料，应果断弃之，或者另作其他用途，如道路填坑等，总之，不能运入作为大坝的浇筑料使用。所以，在大坝浇筑前的准备工作中，其中必须要做的一件事就是运输道路的清理、平整；运输车辆的检查及维修。同时，为了保障碾压混凝土的质量，针对运输车辆直接运输入仓的情况，因入仓口的车辆数量、结构和封仓施工方法等对施工质量和施工速度有很大影响。为了确保进出口部位的结构形体和混凝土质量，尽量靠近山体一边为入仓口，同时采取跨越模板的措施入仓；处理措施和施工方案确定后，经设计单位同意，采用分段浇筑，控制入仓车辆的速度、入仓车辆尽量不急刹车、尽量不急转弯，尽量避免破坏强度还不高的混凝土表面，减少层面胶结影响；在距离入仓口一定距离内，设置清洗设施和一定长度的用钢筋焊接的架空网，所有入仓车辆和设备必须清洗轮胎，甚至入仓人员的鞋子，同时又要避免车辆轮胎带入多余的水，清洗后的车辆和设备必须在钢筋焊接的架空网停留一定时间，目的是避免车辆和设备轮胎夹带的污物、泥土等影响混凝土的胶结质量，避免车辆和设备轮胎带入多余的水，影响混凝土的工作度和水胶比，保障碾压混凝土的质量。
2.4碾压混凝土的施工质量控制
碾压混凝土入仓后，影响碾压混凝土坝施工质量的因素主要有碾压时拌合料的干湿度、卸料、平仓、碾压中的质量控制以及碾压混凝土的养护和防护等。
2.4.1碾压时拌合料的干湿度控制
碾压混凝土的干湿度（或工作度）一般用VC值表示。VC值太小表示拌合太湿，振动碾易沉陷，难以正常工作；VC值太大表示拌合料太干，灰浆太少，骨料架空，不易压实；在碾压过程中，若振动碾压3--4遍后仍无灰浆泌出，而且混凝土表面有干条状裂纹出现，甚至有粗骨料被压碎现象，则表明混凝土料太干；若振动碾压1--2遍后，表面就有砂浆泌出，有较多灰浆黏在振动碾上，低档行驶有陷车情况，则表明拌合料太湿；在振动碾压3--4遍后，混凝土表面有明显灰浆泌出，表面平整、润湿、光滑，碾滚前后有弹性起伏现象，则表明混凝土料干湿适度。
混凝土入仓料的干湿又与气温、日照、辐射、湿度、蒸发量、雨量、风力等自然因素相关，现场VC值的测定可以采用VC仪或凭经验手感测定，如果现场测定的VC值的波动超出了允许偏差值时，及时通知工地实验室，分析原因，采取补救措施，补救措施及方法根据现场不同情况，措施及方法各异。
如雨季施工，施工期间应加强气象预报信息的搜集工作，及时掌握现场的雨情和气温情况，妥善安排施工进度，根据气象预报信息核算浇筑量，提前预定开仓时间、浇筑量，提前做好浇筑前的准备工作；如在浇筑过程中突然降雨，在降雨等级为“小雨”时，采取有效措施的，可继续施工，降雨等级超过“小雨”时，应停止拌合，并迅速完成尚未进行的卸料、平仓和碾压作业，仓面采取防雨和排水措施。
高温干燥季节施工，为防止碾压混凝土发生裂缝，应根据设计要求，从原材料选择、配合比设计、施工方案、温度控制、养护和表面保护等方面采取综合措施，使混凝土最高温度控制在设计允许范围内；当日平均气温高于250C时，应缩短层间间隔时间，在运输、摊铺和碾压各环节采取措施，减少混凝土的水分蒸发和温度回升；高温季节施工，在满足碾压混凝土设计指标的前提下，宜采用中（低）热水泥、缓凝高效减水剂，可采用预冷骨料、冷水拌合、加冰拌合等措施，降低混凝土的出机温度；根据配置的施工设备的能力，合理确定碾压仓面的尺寸、铺筑方法，宜安排在早晚和夜间施工，采用隔热遮阳措施，减少温度回升，采用喷雾等办法，降低仓面的局部气温；层间按照设计图纸铺设有冷却水管的，可采用冷却水管进行初期或中期通水冷却，降低碾压混凝土温度，通水时间由计算确定；在大风和干燥气候条件下施工，应采取专门的措施保持仓面湿润。
如低温季节施工，当日平均气温连续5天稳定在50C以下或最低气温连续5天稳定在-30C以下时，应按低温季节施工，气温在-100C以下时，不宜施工，如工程特殊需要施工，应进行专门论证，并采取相应措施；低温季节碾压混凝土施工，应有详细的施工组织设计，可以采用掺加早强和防冻外加剂等配制混凝土、蓄热法施工、仓面保温等措施。
2.4.2卸料、平仓、碾压中的质量控制
卸料、平仓、碾压，主要应保证层间结合良好，避免层间间歇时间过长，防止冷缝发生。
根据配置的施工设备的能力以及碾压混凝土允许层间间隔时间，结合碾压仓面的尺寸，将仓面纵向分段铺筑，采用自卸汽车直接进仓卸料，宜卸在已摊铺而未碾压的层面上再平仓，为减少混凝土骨料分离，卸料落差不大于2M,堆料高不大于1.5M,卸料堆的分离骨料，在平仓过程中均匀散布到混凝土内；碾压混凝土入仓后应尽快完成平仓后碾压，从拌合加水到碾压完毕的最长允许历时，应根据不同季节、天气条件及VC值变化规律，经过试验或类比其他工程实例，不宜超过2小时。
施工现场采用纵向分段卸料、分段平仓、分段碾压，进仓口设置在靠近右坝端部位，卸料、平仓、碾压顺序从左坝端向右坝端分段卸料、分段平仓、分段碾压循环施工；碾压层面基本水平，特别是层面不得倾向下游，坡度不陡于1:10，坡脚部位应避免形成薄层尖角，考虑到分段搭接处坡脚部位为避免形成薄层尖角，采用分段卸料、分段平仓、分段碾压的施工方法基本不存在纵向搭接处问题，当上一分段（分段长度可以大概，准确对碾压质量不利。）平仓完成后，碾压开始，预留搭接处一定距离暂时不碾压，下一阶段的卸料、平仓紧接着上一阶段的搭接处卸料、分段平仓，待形成一定的碾压面后，重复上一阶段的施工方法不断循环，直至最后通仓层面水平收仓。每层平仓厚度400mm左右，一般需要3--4次才能铺筑完成。
振动碾机型的选择，应考虑碾压效率、激振力、滚筒尺寸、振动频率、振幅、行走速度、维护要求和运行的可靠性；振动碾行走速度控制在1.0Km/h--1.5Km/h之间；施工中采用的铺筑厚度及碾压遍数经过试验确定，试验数据在大坝开始浇筑前提前通过试验确定，试验又是根据铺筑的综合生产能力、气候、铺筑方法等条件分析后，先用范围内的不同铺筑厚度经过试验确定的碾压遍数，然后确定施工现场的铺筑厚度和碾压遍数；在确定试验的铺设厚度范围时，铺设的最小厚度不宜小于混凝土最大骨料粒径的3倍；坝体迎水面3m--5m范围内，碾压方向应平行于坝轴线方向，碾压作业采用搭接法，碾压条带间搭接宽度为1m--2m，端头部位搭接宽度宜为1m左右；检测人员使用核子水分密度仪，轮班在施工现场跟踪检测，每一个碾压条带或者每一个作业面作业结束后，及时按网格布点，检测混凝土的表观密度，对检测出的指标低于规定指标的立即重复检测，必要时可增加检测点，查找原因，并采取处理措施及时处理，不留后患；对需作为水平施工停歇的层面，达到规定的碾压遍数及表观密度后，宜进行1--2遍的无振碾压；在实际的施工过程中，为了下一次浇筑层间结合的更好，对停歇的层面在初凝后不太长的时间内，用高压水枪对对停歇的层面进行冲毛处理，采用此冲毛处理方法，后期经过取芯检测，层间结合效果非常好，满足设计要求；各种施工设备在碾压完毕的混凝土层面上行走时，应尽量避免损坏已成型的层面，对已造成损坏的部位，应及时采取修补措施。
2.5碾压混凝土的养护管理
施工过程中，碾压混凝土的仓面应保持湿润，为达到仓面湿润的目的，根据施工现场仓面的大小，增设几台高压喷雾设施，即可满足仓面湿润的目的，减少混凝土VC值的波动，铺筑过程中层间结合更好，保障了施工质量。
对正在施工和刚碾压完毕的仓面，防止外来水流入，对在施工过程中，忽然降雨，前面已经介绍过，因加强气象预报信息的搜集工作，及时掌握现场的雨情和气温情况，妥善安排施工进度，根据气象预报信息核算浇筑量，提前预定开仓时间、浇筑量，提前做好浇筑前的准备工作；如在浇筑过程中突然降雨，在降雨等级为“小雨”时，采取有效措施可继续施工，降雨等级超过“小雨”时，应停止拌合，并迅速完成尚未进行的卸料、平仓和碾压作业，仓面采取防雨和排水措施；如雨季施工，刚碾压完毕的仓面采取防雨和排水措施；高温干燥季节施工，刚碾压完毕的仓面可以采用高压喷雾设施保持仓面湿润，24小时后可以采用低压淋水养护。根据不同的季节采取不同的养护措施，保障混凝土强度迅速增长，达到设计强度，又要防止内外温差过大出现裂缝，碾压混凝土终凝后，开始保湿养护；对水平施工缝，养护持续至上一层（下一次）碾压混凝土开始铺筑为止；对于永久暴露面，养护时间不少于28d，特别是台阶棱角更要加强养护。
3.结束语
综上所述，多一份付出，多一份回报，碾压混凝土大坝的施工以及精细化管理，不仅能够保证施工质量，获得良好建设效果，还能预防多种问题的发生，充分发挥碾压混凝土大坝的优势，促进我国水利水电行业的发展。
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