红坡水库碾压混凝土重力拱坝施工工艺.doc

壮玻水库碾层混凝土章力拱恢施工工艺摘 要 红坡水库匝力拱坝采用全断面三级配碾圧混凝上的施工工艺，不另设防渗层，三级配碾圧混凝土自身防 渗能力能否满足设计要求，关键在于碾压混凝土的配合比设计，同时如何处理好连续上升过程中的层间结合、粗 骨料集中等不利因素是施工过程的关键所在；另外两坝肩常态热层混凝土快速简便的施工方法也是探讨内容Z 一，它对碾压混凝土的快速施工具有显著意义关键词 昆明红坡水库 三级配碾压混凝土防渗 配合比 压水实验 芯样 重力拱坝1概述红坡水库大坝工程距昆明帀12km,是西山区沙朗河饮水工程的重耍组成部分，它控制沙朗河左支径流 面积12.6km2，多年平均径流量480万n?；多年平均降雨量1100mm,雨季主要集中在6月〜9月;坝址处 的年平均气温14.8°C,水库总库容300.6万n?,多年调节库容48万nA红坡水库挡水建筑物采用的是全断面三级配碾压混凝土重力拱坝，坝顶高程2009.2m,河槽建基面高 程1954.0m,最大坝高55.2m,拱轴半径167.0m,最大拱轴园心角83° 43’，对应的坝顶拱轴线长244m, 坝顶宽4.5m,坝底最大宽度26.525m,坝体上游垂直，下游在2000.0m—1955.5m高程为1： 0.45斜坡。

坝 体包含冇一条斜坡灌浆廊道、泄洪冲砂底孔、输水涵洞和两条诱导缝总工程量为土石方开挖11.5万n?、 碾压混凝土 7.03万nA 常态混凝土 0.68万nA固结灌浆3600m、帷幕灌浆2800m、接缝灌浆2460m2o 2工程地质红坡水库人坝处于“V”型河谷，坝址及阵区除第四系残坡积层和冲洪积层外，均为二叠系上统峨眉 山纽火山碎屑岩一玄武岩，受区域构造的影响，节理、裂隙发育，并形成“X”型构造裂隙及小断层，节 理、裂隙倾角较陡，多在53°〜85° ,主耍为顺河向及垂直河向裂隙地质钻探阶段，发现顺流右岸存在一火山角砾凝灰岩，呈囊状体分布，顺坝轴线方向分布长度约40m, 高程在1985.0m-1998.0m间，其特点是岩体节理裂隙发育，岩石破碎，呈胶结状，暴露于空气或遇水后易 崩解软化岩体纵波波速低，一般Vp= 1116m/s〜3002 m/s，平均1836 m/s,强度低，压缩变形大，需经特 殊处理后（高压灌浆）才能作为拱坝的承载结构拱坝基础主要为火山角砾岩弱风化带，纵波波速一般为Vp=2500m/s左右，为了保证拱坝安全，对基 础进行固结灌浆处理，使纵波波速Vp^3000m/s，地基弹性模量Er^lX104MPao3砂石和混凝土生产系统红坡水库碾压混凝土大坝采川通仓连续上升的施工工艺，其特点是每一碾压层都必须在混凝土初凝前 了以覆盖、碾压，否则层间结合质量难以保证。

大坝最大仓而而积为1540m2,混凝土初凝时间控制在12h 以上，碾压层厚为25cm,每天至少需牛产碾压混凝土 770m3,砂石、拌和系统设计都要满足这个条件人工砂石系统布置在距坝址2.0km处台阶坡地上，和料源开采区相距160m整个系统由毛料开采区、 粗碎午间、半成品料仓、预筛分、中细碎、筛分车间和成品料仓等组成，粗碎能力80t/h,筛分能力140t/h, 砂为45t/ho拌和系统布置在砂石系统下方至坝区公路旁，要求系统操作程序简单，生产强度高，进出料方便拌和楼 由四台1600L拌和机组成,每机町拌碾压混凝上0.85n?—0.9后,拌和吋间为180s,每天可拌制碾压混凝土 840m3 -900m\为了保证混凝土的拌和质量又减少粘罐现象，经多次实验，最示将投料顺序定为（人石+小石）一砂 —中石-* （水泥+粉煤灰）-* （水+外加剂）4碾压混凝土配合比设计红坡拱坝采用全断而三级配碾压混凝土，通仓薄层碾压、连续上升的施工工艺，混凝土设计强度为C% -150,抗渗等级S6,配合比设计的主导思想首先满足温控防裂要求，简化温控措施;二是必须达到或超过 工程设计的各项技术指标，提高碾压混凝土的口身防渗能力，以利于碾压密实和层间的良好结合；三是降 低成本，提高经济效益。

4.1原材料工程使用贵州水城水泥厂生产的乌蒙山牌普通硅酸盐42.5水泥，该水泥C3S高达63.72%,水泥3天抗 压强度28.4MPa-33.2MPa, 28天抗压强度为63.6MPa-67.7MPa； 28天抗折强度9.0MPa水泥水化热高, 但掺入60%粉煤灰后，7天水化热为194.62J/g,且热峰时间推迟12小时以上，当QH—R20与粉煤灰（60%） 联掺时，7天水化热为177.95J/g，热峰时间推迟32小时以上粉煤灰作为碾压混凝土的主要外掺料，其主要作用是替代部分水泥，减少水泥用量，降低大体积混凝 土的绝热温升，减少或防止混凝土温降出现收缩裂缝粉煤灰掺最的多少取决于其活性，煤灰颗粒小、骤 冷速度快，玻璃质体含量就高，其活性越高本工程采用昆明阳宗海电厂粉煤灰,其细度0.6%,烧失量1.47%, 比重2.34,需水量比93.8%,其余各项指标均接近二级灰标准，唯有SO3含量较高QH-R20是一种以荼系为主剂的引气型多效能优质高效减水剂，能有效地降低混凝土单位用水量该 外加剂溶液比重为1.0206,表面张力为63.94dyn/cm, PH=9,混凝土中掺入0.9%时,初凝时间为13.8小时。

红坡水库大坝工程采用石灰岩轧制的人工砂石骨料，由于采用反击式破碎机制砂，细骨料的级配均匀 性差，细度模数骗大，石粉含屋较低经实验确定，砂的细度模数为3.2,石粉含虽8%—10%在实际生 产过程中，采取掺和细度模数1.92-1.95的细砂，來降低成品砂的细度模数，提高石粉含量4.2混凝土配合比设计参数根据对水泥、外加剂的对比试验，最后确定碾压混凝土的水胶比为0.55和06 砂率35%和36%,煤 灰掺屋为65%, Vc值控制在5s—15s由于砂的细度模数偏大和石粉含量过低，在配合比设计时，采取了 超量取代的办法来提高和改善混凝土的工作性能5碾压混凝土施工工艺红坡拱坝采用的是全断面三级配碾压混凝土筑坝技术，坝体混凝土总量7.7万nA其中三级配碾压混凝 土 7.03万mJ木工程碾压混凝土中粉煤灰掺量为总胶凝材料的65%,使用了两种水胶比的混凝土，上游面 为了增加坝体防渗能力采用2m厚水胶比为0.55的碾压混凝土，下游而使用水胶比为0.6的碾压混凝土5.1碾压混凝土的入仓碾压混凝土从拌和楼卸入口卸汽车后，▽1981.5以下利用原基坑下游出渣公路汽车直接转运入仓，公 路随着坝体的上升而填筑上升；V1981.5以上原施工方案采川真空溜管输送混凝土入仓，真空溜管受料斗 布置于右坝启平台，真空溜管布置的坡度不得小于是1： 1.1,但右坝启的开挖坡度仅为25°左右，受料斗 布置困难，真空溜管的支承排架搭设规模巨人，经反复比较和现场查勘，决定▽1981.5以上仍采川自卸汽 车直接入仓浇筑碾压混凝土，入仓公路从右坝^jV2009.2平台经上游入仓。

汽车直接入仓的道路派有专人养护，尽量避免运输过程中的骨料分离现象由于昆明地区气候r•燥，空气 湿度很小，为了减少干净石渣的填筑量，汽车冲洗处布置在距入仓口 20〜30m处，冲洗过的汽不轮胎能够润湿 碾压混凝土表层入仓口采川4m长25cm或30cm高的预制块封仓，吊车或装载机安装，然后川碎石和碾压混 凝土将预制块两侧填平压实，汽车即可入仓混凝土浇筑至▽1994.3以上时，由于坝体宽度明显减小，汽车 入仓口的宽度调整为6m5.2碾压混凝土的平仓与碾压碾压混凝土的平仓设备采用FI本小松D31P湿地推土机碾压设备为西徳产BW—201 AD>BW—202AD 各一台，BW-75S小磔一台碾压混凝土的平仓和碾压厚度根据仓面的大小而定，前期仓面较小，平仓厚 度定为33cm~34cm,碾压层厚为30cm,后期由于仓面达到1300m2—1540m2,为了保证层间的良好结合, 将碾压混凝土的平仓厚度调整至29cm〜30cm,碾压层厚为25cm左右碾压混凝土的摊铺遵照从左至右，从上游至卜-游的顺序执行碾压混凝土通过自卸汽车运送至铺料地 点，将混凝十•料卸到已平仓的条带上，这样平仓时铲刀能扰动料堆底部以减少粗骨料集中现象。

在平仓机 推平骨料以前，盂人工将骨料堆旁集中的粗骨料分散至料堆顶，并安排冇专人将细骨料洒向上下游模板一 线形成高20cm的细骨料三角堆层，提高混凝土的外表光洁度平仓时铲刀从料堆一侧开始，依次将料堆 推平，可大大减少骨料分离平仓好的碾压混凝土靠模板一线用特制的平铲插边，减少粗骨料外露机会经平仓形成一定长度的条带后，碾压机随后碾压，并配以人工将细骨料撒向面层骨料集中处碾压程 序人碾无振2遍，有振8遍，再无振2遍；小碾先无振2遍，有振26-28遍，再无振2遍碾压完毕的碾 压混凝土均经过了核子密度仪的抽样检测，容重和密实度达不到婆求的采取补碾合格两碾压条帶Z间重 叠碾压20cmo同一碾压条带搭接lm0由于工程所处位置风大，空气湿度低，为了捉高混凝土的可碾性，将碾压混凝土的Vc值定在5S左右 在碾压机行走过程中，利用随机所配的喷水系统，定时向碾轮喷水，经常补充混凝土表面所挥发的水分 5.3层间结合红坡拱坝采用的全断而三级配碾压混凝土，其胶凝材料用量上游面为153kg/m3,下游而为142kg/n?, 虽然室内资料、现场工艺性生产试验均验证了施工配合比的可行性，碾压混凝土的自身抗渗能力均大于S8o 但上坝施工能否达到防渗冃的，关键在于层间结合质量的好坏，由于受丿施工工艺、质量控制手段、混凝土 浇筑速度及周围环境等影响，问题必不会少。

为了使层间结合达到设计要求，施工局安排质检、质控人员跟踪操作，密切注意，随吋提出可行的处 理意见为了确保坝体的防渗，上游而lm〜2m范围内上下两碾压小层间均喷洒1mm〜2mm厚水泥粉煤灰净 浆，增加层间结合能力，每碾压升层的丿施工缝处理采用冲毛、常毛、铺砂浆碾压混凝土本身掺有高效的 复合型外加剂，使初凝时间控制在12小时以上，为碾压混凝土良好的层间结合提供了先决条件当气温过 高、阳光直射以及风速过大时，采用彩条编织布覆盖，并用人丄喷雾的方法及时补充碾压混凝土表面失去 的水份，局部失水发口的地方，在上层混凝土覆盖前喷洒水泥粉煤灰净浆施工小碰上下雨，及时组织仓 内所冇人员覆盖混凝土，雨停后安排专人排除仓内积水，由于雨水冲刷而使混凝土歸砂的地方，在混凝土 覆盖前喷洒水泥粉煤灰净浆碾压混凝土层间结合的好坏，很大程度取决于仓面施工人员的工作态度，如碾压混凝土的平仓碾压是 否及时、骨料集中及仓面积水是否处理都是影响层间结合的关键因索，这就要求仓面人员严格按照施工工 法所规定的程序来施工，杜绝渗漏通道5.4变态混凝土施工坝体设计时，两岸边坡和碾压混凝土接触处有一层50cm厚的常态混凝土过渡层，为了使拌和楼不因 修改配合比阳耽误时间，提高施工速度，经与设计、监理单位协商，决定将两坝用常态混凝土改为变态混 凝土，同时也将坝体下游无法碾压的混凝土和其它零星混凝土改为变态混凝土。

变态混凝土就是将拌制好 的水泥、粉煤灰净浆加入碾压混凝土中，用插入式振捣器振捣密实水泥、煤灰净浆采用专用搅拌站拌制, 水胶比0.52,粉煤灰掺量为50%, 28天抗压强度为12.5MPao在施工中，为了确保两坝肩变态混凝土的施 工质量，我们使用了口制的变态混凝土准浇证，只有专职的质检、质控和仓面施工人员三方人员签字合格 后，才能覆盖两坝肩并浇筑变态混凝十变态混凝十的使用不但减轻了拌和楼施工人员的工作压力，提高 拌和生产能力，而口大大简化了仓而就工5.5模板工程碾压混凝土连续上升的首要条件是模板的连续上升，本工程采用曾成功运用于普定大坝的可上下交替 上升的全悬臂钢模板，模板而板尺寸6m （高）X4m （宽），总重3200kg,其上、下两块血板可脱开互换， 交替上升面板上口可由背后支承桁架的法兰螺栓向内调节25cm，向外调节20。