碾压混凝土重力坝是用【龙开口碾压混凝土重力坝变态混凝土施工技术研究】

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 本文介绍龙开口水电站碾压混凝土重力坝变态混凝土的施工,通过对变态混凝土施工的加浆方式、加浆量、混凝土摊铺及振捣设备等主要相关因素的分析与比选,提高变态混凝土的施工质量,供类似工程施工参考。
关键词 碾压混凝土坝 变态混凝土 施工

1.前言
变态混凝土(Abnormal Contrete)是介于常态混凝土和碾压混凝土之间的一种特殊混凝土,是采用碾压混凝土的进仓手段,利用常态混凝土的振捣方法浇筑的混凝土,主要应用于碾压混凝土坝防渗区及止水、廊道、岸坡、观测设备周边等碾压混凝土摊铺与碾压设备无法作业的部位,从而减少异种混凝土之间的薄弱结合部位,达到防渗以及与周边部位的有机结合,并能提高施工速度,使碾压混凝土筑坝技术更具完善。
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,右岸挡水坝段。变态混凝土施工区为大坝碾压混凝土内模板边沿50cm处、止水埋设处、廊道和其它孔口周边以及振动碾难以靠近的部位等。
3.施工工艺
3.1制浆
变态混凝土中加浆浆体水胶比、粉煤灰掺量采用同种碾压混凝土水胶比及粉煤灰的掺量。单位体积浆体各组份材料用量按照绝对体积法确定,计算公式如下:
W/rw+C/rc+F/rf=1000
式中:W、C、F--单位浆体用水量、水泥用量、粉煤灰用量,Kg/m3;
Rw、rc、rf--水、水泥、粉煤灰密度,g/m3;
变态混凝土所用水泥煤灰净浆由左岸上游平台制浆站集中制备,严格按照试验室开出的配合比进行制浆。
3.2摊铺
由于变态混凝土施工区为模板边沿50cm处、止水埋设处、廊道和其它孔口周边等。混凝土铺料时,若采取与大仓面碾压混凝土同步并直接使用平仓机进行摊铺,则往往存在变态混凝土区高出碾压混凝土区、骨料集中及摊铺不到位的现象,不利于洒浆及振捣作业,且易造成变态混凝土灰浆外溢流失。因此,变态混凝土铺料常采取人工摊铺平整,为便于灰浆均匀分布在混凝土骨料内,分两次摊铺,两次加浆。同时为防止变态混凝土的灰浆流入碾压混凝土仓面,将变态混凝土区域摊铺成低于碾压混凝土区6~10cm左右的槽状。
3.3加浆
变态混凝土的加浆是一道极其关键的施工工序,直接影响到变态混凝土的质量。
3.3.1加浆量
变态混凝土加浆量是随碾压混凝土的VC值变化的变量,加浆量控制范围为碾压混凝土体积的4%~6%(V/V),加浆后保证变态混凝土坍落度值在1~3cm之间。根据混凝土浇筑宽度计算出一定范围内需要的加浆量,然后利用标定好的容器(桶)进行均匀泼洒加浆。如:混凝土浇筑范围为2m长,0.5m宽,0.34m厚,加浆量按4%~6%(V/V)计,则加浆量为0.014m3~0.02m3。
3.3.2加浆系统
变态混凝土所用水泥煤灰净浆由左岸上游平台制浆站集中拌制,通过专用管道及灰浆泵输送至仓面加浆系统,加浆系统由1个1m3的贮浆桶、慢速搅拌机、柴油发电机、自动记录仪、出浆管路、接浆容器(桶)及仓面运浆车等组成,详见下图。由人工提容器在出浆管口定量接浆后对混凝土进行加浆,出浆管口安有流量计量器,以控制放浆量。为防止浆液的沉淀,在供浆过程及洒浆过程中要保持搅拌设备的连续运转。输送浆液的管道在进入仓面以前的适当位置设置放空阀门,以便根据需要冲洗排空管道内沉淀的浆液和清洗管道的废水。
3.3.3加浆方式
变态混凝土的铺筑层厚为34cm左右,按两次摊铺、两层加浆及一次振捣的程序浇筑。其中,分层加浆常见的方式有底部和中间层分别加浆、中间层和上部分别加浆,即:
①底部加浆+中间层加浆: 底部铺1/2浆液+17cm厚碾压混凝土+中间层铺1/2浆液+17cm厚碾压混凝土;
②中间层加浆+上部加浆: 底部17cm厚碾压混凝土+中间层铺1/2浆液+17cm厚碾压混凝土+1/2浆液。
施工中,通过对不同加浆形式的对比发现,在中间层和上层加浆时,往往振捣后混凝土上表面出现过多浆液、形成浮浆层,无法分辨是中间层泛的浆还是上部加的浆,并发生泌水与离析,在浮浆表面形成粉煤灰浆层,造成混凝土过软,而底层灰浆较少,降低了层缝的抗拉强度和抗剪粘聚力,也易形成渗漏通道;且由于上表面灰浆过多,导致下部混凝土内的气泡不易排出,拆模后,混凝土表面有明显的分层痕迹、薄灰浆层及蜂窝麻面现象,影响混凝土的外观质量。
在下层和中间层加浆时,通过振捣后浆液自下而上被提出,周围混凝土的密实性更好,而且上下层接缝质量好,应用效果良好。
在较狭窄的部位施工时,采用沟槽法加浆,即在碾压混凝土中挖一条深约20cm的小槽,注以灰浆。
铺洒加浆时加浆容器要靠近混凝土表面,洒在模板上的灰浆应及时清理,以免影响外观质量。为更好地控制加浆量,由技术人员对铺浆人员进行演练交底,并应固定专门的铺浆人员。水泥灰浆的摊铺速度应与碾压混凝土的摊铺速度相适应,为了保证浆液的均匀性,在制浆站集中拌制的净浆放置时间不宜过长,从开始拌制到使用完毕控制在1h之内,做到随用随拌。
3.4振捣
变态混凝土的振捣一般先于邻近的碾压混凝土,要求在加浆15min后开始。振捣采用Ф100或Ф85型高频振捣器,但由于采用底部和中间层加浆的方式加浆后混凝土上表面没有浆液,振捣器不易直接插入混凝土内,可以通过在振捣器上焊制简易脚踏板,用脚将振捣器踩入混凝土内来提高振捣作业速度。振捣时间控制在25—30s之间,振捣时振捣器插入下层的深度要达到5~10cm。在与碾压混凝土搭接部位要求高频振捣器向碾压混凝土一侧振捣,使两者互相融混密实。
变态混凝土的振捣如若后于邻近的碾压混凝土,则需要在变态混凝土和碾压混凝土间预留20cm左右的后压条带,便于高频振捣器向预留条带振捣以提高搭接部位的密实度,变态混凝土振捣完成后进行预留条带的补充碾压。
4.质控要点
1、严格控制加浆量,加浆量过低混凝土振捣不密实,而且外观质量差,多出现蜂窝、麻面现象;加浆量过大混凝土密实性虽很好,但混凝土仓面及表面易形成多余灰浆层、泪痕,影响外观质量且会造成变态混凝土的成本增加。
2、变态混凝土同碾压混凝土一样强调快速施工,为减少VC值损失,要求从拌和物加水到变态混凝土振捣完毕应控制在2h以内。在与碾压混凝土搭接部位处要求高频振捣器向碾压混凝土一侧振捣,使两者互相融混密实,相邻区域混凝土碾压时与变态区域搭接宽度应大于20cm。
5.结语
1、变态混凝土采用下层和中间层分层加浆工艺,对提高混凝土密实性及上下层接缝质量较为有利,能保证混凝土的施工质量。
2、采用加浆系统及标定容器计量的方法加浆,有利于保证加浆量的现场控制。
3、变态混凝土振捣宜采用高频振捣器,振捣时间控制在25—30s之间,加浆到振捣完毕应控制在40min内。
4、变态混凝土区采取人工摊铺成低于碾压混凝土区6~10cm左右的槽状,利于洒浆及振捣作业,不易造成灰浆外溢流失。