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。