碾压混凝土拱坝的质量控制.pdf

科研与 管理 水 利规 划与设 计 2 0 1 0年 第 5期 碾压混凝土拱坝的质量控制 汤 洪 洁 ( 水 利部水 利水 电规划 设计 总院 北 京 1 0 0 1 2 0 ) 【 摘要】 本文根据碾压混凝土拱坝在施工过程 中遇到 的实际问题 ，从碾 压混凝土配合 比、碾压混凝 土温度控 制 、碾 压混凝土施工过程控制等三个 面，总结 了碾压混凝 土拱坝在 设计和施工 过程 中应 注意的 问题 ，以利 于提 高碾压混凝 土拱坝 的设计和施工质量。 【 关键词】 【 中图分类号】TV 5 2 3 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 6 7 2 2 4 6 9( 2 0 1 0 )0 5 -0 0 5 6 0 2 【 D0 I 编码】 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 6 7 2 2 4 6 9 2 0 1 0 0 5 0 1 9 碾压混凝土筑坝技术发展至今 2 O多年来 ，设 计理论和施工工艺均 日趋成熟。根据多年从事碾压 混凝土拱坝设计与施工的实践经验，结合相关工程 质量 的检测情 况 ，笔 者认 为 ，碾 压混凝 土拱坝 质量 的好坏与否 ，主要取决 于 3 个方面：( 1 )碾压混凝 土配合 比的确定；( 2 )碾压混凝土温度控制 ；( 3 ) 碾压混 凝土施 工过程控 制 。 l 碾压混凝土配合比确定 通过合理确定碾压混凝土配合 比，可获得以下 效果： ( 1 )有效 降低水泥用量 ，从而 降低工程投 资 ；( 2 )有效降低混凝土的水化热温升，从而简化 混凝土温度控制措施 ，也起到进一步降低工程投资 的作用；( 3 )利于施工过程控制，保证工程质量满 足设 计要求 。 碾压混凝土配合 比的确定是一个循序渐进的过 程。首先 ，在设计阶段 ，设计单位应选择具有资质 的科研单位进行室内配合 比试验 ，试验所用原材料 应与设计要求的各种材料基本一致 。室内试验应提 出推荐设计配合比及其相应的各种物理力学和热学 指标，供设计参考。其次 ，在施工单位确定 以后， 由施工单位根据设计推荐配合比，采用与现场施工 条件相同的机械设备加工出来的原材料，委托有资 质的实验室进行室内试验，提出施工推荐配合 比， 以及要求满足设计要求的各项性能指标。最后，正 式进行碾压混凝土施工前 ，施工单位应进行碾压混 凝土现场工艺试验，一方面确定施工碾压参数 ，另 一 方面确定施工推荐配合比在现场施工条件下的碾 5 6 压混凝土性 能是 否满 足设计 要求 。一般 可根 据 现场 试验具体情况进行适当微调，以适应实际施工条件。 碾压混凝土配合比试验成果要真正能为施工所 用 ，有两 个 环 节 要 把 握 好 。一 是 原 材 料 ；二 是 时 间。碾压混凝土配合比与原材料有很大关系，原材 料包 括 水 泥 、粉 煤 灰 和 粗 细 骨料 以及 外 加 剂 。因 此 ，从设 计 阶段 到施工 阶段 ，碾压 混凝土 配合 比试 验均应选 择 与实 际施 工 相一 致 的原材 料 进 行试 验 。 碾压混凝 土试 验 的时间安 排也影 响到最 优施工 配合 比的获得 。建议设计应在统筹安排工程施工进度的 前提下 ，将碾压混凝 土配合 比试验 的时 间考虑在 内 ，包括 碾压混 凝土 室 内试 验和现 场工艺 试验 。一 般室内试验至少需提前现场试验 4个月 ，现场试验 比碾压混 凝土正 式施工 时 间至少提 前 3 个 月 。也 就 是在 碾压 混凝土 正式施 工 前 7 9个 月 开 始进 行碾 压混凝土室内配合比试验的工作，这样才能在碾压 混凝土正式施 工前确定合理 的施工配合 比。否则 ， 为满足碾压混凝土拱坝施工进度的要求 ，同时为保 证碾压 混凝 土 的质 量 ，在 不 同时期 ，需要 根据不 同 情况对施工配合比进行相应调整 ，这样 ，既不利于 工程质量的控制，也对今后可能的质量事故原因分 析 不利 。 2 碾压混凝土温度控制 碾压混 凝土 温度控 制措施 到位 ，将会 有效减 少 温度裂缝的产生 ，从而提高工程质量 。采取温度控 汤洪洁 ( 1 9 7 2 年 一) ，女 ，高级工程师 。 科研 与管理 水利 规划与设 计 2 0 1 0年 第 5期 制措施 的主要 目的就 是控 制混凝 土温差 。混 凝土温 度控制措施一般罗列 了以下几条 ： ( 1 )优化配合 比。( 2 )合理的浇筑分层和层间间歇。( 3 )合理安 排施工程序及进度。( 4 )控制浇筑温度 。( 5 )预埋 冷却水管 。( 6 )表面保温。 优化配合比可通过配合 比试验达到 目的，关键 是保 证室 内试验所 采用 的材料 应 与现场施 工 的材料 基本相 同，获得的最优配合比可以有效简化温度控 制措施 。合理的浇筑分层和层间间歇以及合理安排 施工程序和进度的要求 ，目前在实践和理论上均已 趋于成熟且有效 ，可结合各工程特点参照同类工程 成熟的经验实行。控制浇筑温度 ，就是控制混凝土 人仓时的温度。控制浇筑温度往往只有在投资充裕 的大型 工程较 易 办 到 ，而 对 于 一般 的 中小 型工 程 ， 很难做得完善 ，不少工程在混凝土拌和时采取用冷 却水或加片冰措施降低 了混凝土的机口温度 ，但在 混凝土的运输、摊铺和碾压过程中，这些温度优势 很快 就消失 殆尽 。碾压 混凝土 一般 均要求 在低 温季 节浇筑，以尽量减少温度控制方面的投资 。对于大 部分碾压混凝土拱坝工程来说 ，控制坝体最高温度 及减少混凝土温差最有效的措施就是预埋冷却水 管。冷却水管在碾压混凝土拱坝中具有 以下几方面 的作用 ：一是通过初期冷却削减碾压混凝土内部水 化热温升峰值 ；二是利用中期冷却进一步缩小混凝 土 内外温 差 ；三是通过 后期冷 却可 将碾 压混凝 土 内 部温度降至稳定温度场，以利于拱坝封拱灌浆 ，实 现蓄水 目标 。 因此，目前在建 的许多碾压混凝土拱坝趋向于 全断面埋设冷却水管 。 冬季碾压混凝土施工应重视表面保温措施。表 面保温措施的正确实施，不仅在施工期 ，而且在运 行 期 ，均 能有效 地 防止外界 温度骤 降 以及 混凝 土 内 外温差 产生 的裂缝 。 3 施工过程质量控 制 碾压混凝土大坝施工过程控制的重点是坝体防 渗 。笔 者通 过多年 实践 ，总结 出施工 过程 中以下 几 个 方 面必须重 点加 以控制 。 3 1 上游防渗体施工质量的控制 利用上游变态混凝土和二级配碾压混凝土作为 大坝防渗体是 目前常见 的做法。上游变态混凝土的 施工是碾压混凝土大坝施工质量的决定因素。变态 混凝土施工的难点就在于浆液质量的控制以及加浆 振捣的施工方式。首先 ，浆液浓度应严格按照设计 要求配制。由于浆液一般都是通过管道运输到施工 坝面 ，在确保设计浆液浓度的前提下 ，应避免管道 堵塞 ，一般须根据运输途径，通过现场试验确定所 需管道管径。其次是加浆方式 。规范规定须两层加 浆 ，即在底层和中层加浆 ，不允许表面加浆。而实 际施工过程 中，两层加浆的要求很难得到真正贯 彻 ，施工单位从加快施工进度和节省成本出发 ，往 往采取表面加浆的方法。表面加浆将导致碾压层底 部混凝土浆液拌和不充分，强度及防渗性能降低 。 另外 ，加浆是否均匀 、振捣是否规范等 ，也是控制 变态混凝土质量的重要因素。上游面变态混凝土施 工造成的质量缺陷，处理起来不仅投资大 ，而且往 往难以处理完善。 3 2坝体 横缝施 工质量 的控 制 坝体横缝施工质量控制的重点是上 游止水铜 片 、横缝模板以及重复灌浆系统的安装 。止水铜片 应安装牢固，确保在混凝土摊铺、振捣过程中不偏 移 、不变 形 。止 水 片周 围 的 混 凝 土 应 采 用 人 工 入 仓 ，振捣到位 ，且应确保混凝土振捣时铜片鼻子 内 不被堵塞 ，以保证铜片能够 自由伸缩。横缝模板周 围的混凝土在碾压前应将三级配中大骨料剔除，并 采用小型振动碾碾压密实，要防止碾压不实 出现渗 漏通道 ，同时也防止破坏横缝模板。重复灌浆系统 安装前 ，首先要检查橡胶套阀的质量是否符合设计 要求，然后必须检测其开环压力 ，为今后封拱灌浆 及重复灌浆提供依据和可靠保证。灌浆管路应确保 通 畅 。 3 3 层 间结合 面施工质 量 的控制 碾压混凝 土采用分层碾压施工 ，层厚一般 为 0 3 m，层间结合施工技术在 2 O年的发展中已趋于 成熟 ，只要在施工过程中严格按照设计的施工技术 要求操作，一般不会出现问题。但实际施工中，受 现场条件、施工时间及气候条件等的限制，层间间 隔时间往往超过设计要求或试验要求，且为了降低 成本而简化层间结合处理措施 ，导致层间结合质量 不好 ，形成层间裂缝。层间裂缝 由于其不规则性 ， 很难通过灌浆处理完善 ，造成工程质量缺陷。 4结语 碾压混凝土筑坝技术的优越性已越来越多地得 到认同，其质量控制的要求也逐渐严格 。在当今的 碾压混凝土设计和施工技术条件下，把握好上述质 量控制的三个方面，是确保碾压混凝土坝工程质量 的基 本保证 。 57