官地碾压混凝土大坝仓面设计与施工.doc

2010.4 中州水电 总第107期官地碾压混凝土大坝仓面设计与施工葛建忠 赵喜云 王词重1 总则官地水电站位于四川省凉山彝族自治州西昌和盐源县交界的雅砻江上，属碾压混凝土重力坝坝型。正常蓄水位1330.0m，坝顶高程1334m，最大坝高168m，最大底宽152.8m。大坝采用5表孔+2底孔联合泄流方案。各坝段宽度如下：左岸挡水坝段1坝宽25m，210坝段宽20m；溢流坝段1115坝段宽20m；右岸挡水坝段1622坝段宽20m，23、24坝段宽7m。为了实现碾压混凝土施工快速、连续的高度机械化的特点，防止因整个生产系统的任何一个环节出现故障、不协调或不配套情况，进而影响工程进度、质量及碾压混凝土特点的发挥，施工前编制了碾压混凝土施工工法，官地水电站质量管理办法，尤其是编制详细的仓面设计，并且在实施过程将碾压混凝土施工工序进行分解，并将各工序责任到人。现就官地碾压混凝土坝大仓面施工做一简要介绍。2 仓面设计官地施工局主要承担右岸14-24坝段施工，碾压混凝土施工最大仓面的面积近11000m2，就是最小面积也达到6000m2，按照设计要求碾压层厚30cm计，一个碾压层的浇筑混凝土量达3300m3。受到施工设备和场地限制，施工速度难以满足混凝土层面结合的要求，因此做好仓面设计就显得尤为重要。为便于使用，将仓面设计主要内容绘制成要领图。要领图编制有施工历时、浇筑部位、条带宽度、浇筑顺序、人员与设备配置、浇筑简图、配比与条带分区、配比类型、温控要求及工程量、预埋件等详细内容。要领图是指导施工操作的纲领。编制时必须在保证质量前提下实事求是，有良好的可操作性。编制要领图时应依据气候条件，根据砂浆、常态混凝土、碾压混凝土不同的凝结时限，决定由几个坝段为一个仓面，再根据仓面大小及浇筑能力决定条带宽度、铺筑方法与次序，力求机械调配灵活、安全，便于现场作业条件下有秩序地快速施工。针对每个仓面的面积大小及设计结构情况，采用什么方法施工，技术部门要在两天前制成简单易懂的图表发给有关部门及施工人员了解与落实，并进行交底。避免了施工的随意性，保证了施工工艺的严格执行，有利于提高施工效率，并可作为现场检查的依据。例图参见图1官地碾压混凝土仓面设计工艺图表。3 施工前准备工作在碾压混凝土开仓前，详细检查砂石骨料生产系统、原材料供应、混凝土制备、运输、审稿：赵新民 9图1 混凝土仓号浇筑工艺设计图表铺筑、碾压和检测等设备的能力、工况，以及施工措施结合现场碾压混凝土试验进行检查，当其符合有关技术要求后，方能开始施工。在主体工程碾压混凝土铺筑前，对施工人员进行理论和技术操作培训。使具体施工操作人员对碾压混凝土各项技术及质量指标含义能够理解。各机械设备性能的掌握，工序间的合理配合，与施工进度和质量有很大关系，提高了施工人员的理论和技术水平。4 官地水电站大坝工程碾压混凝土施工现场职责表、主要机械设备配置表4.1 官地水电站大坝工程碾压混凝土施工现场职责表序 号项 目职 责 范 围白 、 夜 班姓 名电 话1现场总指挥全面负责现场生产组织、指挥、协调管理工作。2现场技术总负责全面负责现场技术、质量协调管理工作。3现场调度协助总指挥现场指挥。4设备材料供应确保现场所需设备、材料供应。5技术供应现场技术交底及技术供应。6仓面指挥全面负责仓面生产组织、指挥、协调管理工作。7仓面技术管理仓面技术交底及管理，对仓面技术负责。做好相应记录。8现场质量监督全面负责仓面质量检查，纠正不符合质量行为，做好相应记录。9钢筋安装负责钢筋制安、及保护。10模板安装负责模板安装和保护。11混凝土拌和全面负责拌合混凝土质量。12混凝土出机口质量控制有效控制混凝土质量、确保无一不合格料出拌合楼。13要料员确保要料准确性、无一不合格料出拌合楼。14混凝土运输安全及时运输混凝土、做好运输混凝土保温。15汽车冲洗负责汽车冲洗干净。16车辆诱导员根据仓面指挥要求诱导车辆入仓就位。17平仓机司机做好平仓机保养维护，服从摊铺指挥，做到快准稳一刀平。18摊铺指挥做到及时摊铺、碾压混凝土表面应平整、无凹坑，摊铺厚度控制在3436cm，19碾压司机做好振动碾保养维护，服从碾压指挥，做好碾压记录，碾压遵循282。负责碾压密实。20碾压指挥做到及时碾压，做好碾压记录，负责碾压密实。21试验检测现场Vc值检测、压实度检测及其它检测工作。将检测结果及时告知碾压指挥、现场质检。并做好记录。22骨料集中处理负责仓面骨料集中处理。23切缝按照技术要求及时对大坝混凝土横缝切缝。24加浆、变态混凝土及时做到加浆振捣，确保变态混凝土振捣范围厚度和密实。25埋件埋设保护负责埋设设计或施工所要求的埋件，做到及时准确并做好保护（含温度计、电缆线）并作好记录。26温度计埋设负责埋设温控要求布设的温度计并做好记录。27冷却水管埋设按照大坝冷却水管埋设要求及时准确铺设冷却水管并做好保护28通水冷却按照温控技术要求及时通水冷却并做好记录。29冲毛、刷毛根据施工季节、混凝土强度、设备性能等因素，适时冲毛、刷毛。30混凝土养护防护（喷雾）施工过程中碾压砼的仓面应保持湿润，正在施工和刚碾压完毕的仓面应防止外来水流入。在施工间歇期间碾压砼终凝后即应开始洒水养护!4.2 主要机械设备配置表序号设备数量单位备注1振动碾5台2平仓机5台其中1台备用320t自卸车37台其中3辆备用4切缝机6台其中2台备用5冲毛机7台其中5台喷雾、2台冲洗6100型振捣棒16台7喷雾头12个8小型振动碾2台9振捣车1台10加浆车2台变态混凝土加浆5 混凝土拌和5.1 高线62强制式搅拌机，43拌和机应加强维护保养确保拌和机械正常使用。5.2 搅拌设备的称量系统，灵活可靠，满足精度要求。搅拌设备的称量系统，启用前均经计量检测部门检定。保证混凝土配比称量精度始终满足要求，确保混凝土的均匀性。5.3 碾压混凝土的拌和时间，通过现场混凝土拌和均匀性试验和工艺性试验确定，不少于90s。混凝土拌和均匀所需时间受混凝土配合比、搅拌设备类型、投料顺序及拌和量的影响，通过拌和试验确定投料顺序及拌和时间。投料顺序为砂、水泥、粉煤灰、水、外加剂、石子。5.4 严格控制细骨料和砂料的含水量。因为细骨料含水率变化将严重影响混凝土拌和物的工作度及水胶比，对碾压混凝土质量影响极大。所以，在拌制混凝土过程中有效控制细骨料含水率，并相应调整拌和水量。6 碾压混凝土运输6.1 碾压混凝土运输主要采用自卸汽车，车辆行走的道路要求基本平整。自卸汽车入仓前将轮胎清洗干净，洗车槽距仓口应有不小于50m的脱水距离，并铺设清洁碎石防止泥土、水带入仓内。在仓面行驶的车辆速度不应大于10km/h，避免急刹车、急转弯等有损混凝土质量的操作。6.2 自卸卡车配有明显的混凝土类别标志，在车厢设置防雨防晒棚。7 碾压混凝土卸料和摊铺官地摊铺方法采用水平层摊铺法和斜层摊铺法两种。碾压混凝土的水平层摊铺方向，原则上按坝轴线方向摊铺。上下游50m采用水平层摊铺法，中部采用斜层摊铺法。斜层坡度应小于1:10。7.1 在仓面设专门负责指挥卸料的引导员，引导员较好的指挥运输车辆。在铺砂浆之前混凝土浇筑仓面保持湿润，砂浆的摊铺宽度一般控制比混凝土条带加宽0.5m左右。7.2 砂浆等级应比混凝土高一级，稠度在79mm为宜。砂浆采用搅拌车运输仓内，卸入指定区域摊开后，由人工使用特制拖耙等工具均匀刮铺1.53cm厚，用人工反复揉搓，使之与层面良好粘结。对止排水及预埋件模板周围要求多铺一些砂浆。7.3 铺筑砂浆与浇筑上层混凝土保持同步进行，自卸车不允许滚轧砂浆。履带机械只能在已摊铺的碾压混凝土面上作业或停置。避免了施工机械挤压砂浆，减少了仓面二次污染。7.4 仓面二次污染在铺筑砂浆前必须进行彻底清理。其方法为：轻微的可用扫帚或吸污机清除干净；较严重的需用高压水枪依次冲洗干净。7.5 坝体上游常态混凝土防渗层及坝体下游的常态混凝土保护层对抗渗、抗冻起着重要作用，所以要始终顺坝轴线方向浇筑，以避免形成渗水的薄弱环节。防渗区碾压混凝土条带单独形成一个浇筑条带，一是保证了质量，二是方便施工。无论碾压混凝土条带是顺坝轴线还是垂直坝轴线浇筑，每次浇筑都以整个坝段为单位，即把接茬留在坝段的分缝处。7.6 碾压混凝土卸料宜先从已铺砂浆的起始端的边缘开始，随卸随铺。为减少骨料分离，采取一堆三推，即先从料堆的两个坡角先推出，后推中间部分。只要摊铺层的表面积能容以摊铺机和自卸车作业，就应将料卸在已摊铺层上，由摊铺机全部推移原位，形成新的摊铺面，这样可起到搅拌作用。主要防止了汽车碾压砂浆。7.7 目前碾压混凝土一次压实厚30cm，每摊铺层松厚3436cm。摊铺层面起伏差控制在3cm以内，确保仓面的水平度。在摊铺作业的同时充分进行预压，确保碾压混凝土的压实质量。每个摊铺层摊铺结束后，摊铺机预压12遍。7.8 仓面喷雾：仓面配备高压喷雾器，补充蒸发的水量，形成局部湿润小气候，以减缓Vc值增长，保证施工质量。仓面配备的高压喷雾器810个，是保证碾压混凝土施工质量不可缺少的设施。8 成缝横缝采用振动切缝机。切缝采用“先切后碾”、 或“先碾后切”两种方式，缝面位置及缝内填充材料均满足设计要求。隔缝材料采用彩条塑料布。8.1 “先切后碾”切缝时间应在碾压混凝土摊铺完成之后、碾压开始之前进行。切缝位置应事先拉线定位，切缝后混凝土表面形成的凹沟，人工随即填平。成缝面积每层不少于设计缝面的2/3。切缝方法采用切缝机跨缝操作为宜，先振动切入造缝，再用切缝板嵌入隔缝材料入已形成的缝中。切缝要求：位置正确，切缝垂直于层面，隔缝铁皮应低于混凝土顶面。8.2 “先碾后切” 碾压完成后即可进行，切缝位置应事先拉线定位，成缝面积每层不少于设计缝面的2/3。切缝方法采用切缝机跨缝操作为宜，先振动切入造缝，再用切缝板嵌入隔缝材料入已形成的缝中。切缝要求：位置正确，切缝垂直于层面，隔缝铁皮应低于混凝土顶面。9 碾压9.1 振动碾机型的选择：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。振动碾选戴纳派克。施工中采用的碾压厚度及碾压遍数经过工艺试验确定，且与铺筑的综合生产能力等因素一并考虑。根据气候、铺筑方法等条件的不同，可选用不同的碾压厚度。制定操作规程时考虑到大坝施工条件难达到碾压试验条件，所以确定为无振2遍，有振8遍，无振2遍。无振碾压主要是使被碾压面平整，消除裂纹。9.2 碾压作业宜采用搭接法。碾压条带互相搭接，主要是为了保证搭接部位的压实质量。端头部位一般由于摊铺机作业困难，所以很难保证在一条直线上。搭接更宽一些是保证质量的需要。碾压条带间搭接宽度20cm，端头部位搭接宽度宜半轮。9.3 每碾压条带作业结束后，应及时按网格布点检测混凝土的压实密度，一般100200m2测一点。所测密度低于规定指标98.5%时，应立即重复检测，并查找原因，采取处理措施。碾压后出现弹簧土现象的部位，如果检测的压实密度满足要求，可不进行处理。9.4 压实密度检测应采用核子密度仪法。9.5 需作为水平施工缝停歇的层面或冷缝，达到规定的碾压遍数及压实密度后，需进行2遍的无振碾压，再用小型振动碾压平压光。9.6 各种设备应避免在碾压完毕的混凝土层面上行走，如特殊情况需要通过时，应防止损坏已成型的层面。已造成损坏的部位，要及时采取修补措施。9.7 混凝土入仓后应尽快完成平仓克服骨料分离。从拌和到碾压完毕的最长允许历时，应根据不同季节、天气条件及碾压混凝土Vc值变化规律，现场碾压混凝土Vc值应控制在58秒。碾压混凝土压实时，必须具备的条件：混凝土骨料不允许分离；合适的碾压混凝土稠度，即Vc值；足够的压实能力，现场碾压混凝土Vc值应控制在58秒。为避免拌和物放置时间过长而引起混凝土质量问题，对拌和物自拌和到碾压完毕的时间应有所限制，具体应根据不同天气条件下混凝土Vc值变化情况和对压实密度的影响来确定。10 缝面处理施工缝及冷缝必须进行缝面处理。缝面处理可用刷毛、冲毛、凿毛等方法消除混凝土表面的浮浆及松动骨料。处理合格后，先铺垫层砂浆然后摊铺上一层混凝土继续施工。11 坝体碾压混凝土封仓施工由于汽车入仓口其层面要经受重车反复多次挤压，容易留下隐患。而收仓口，又因支模等工序延时，容易产生局部冷缝和外表混凝土错台等缺陷。因此，要求将收仓口和入仓口设置在对工程质量影响较小的坝段分缝处。尤其收仓口设于上游时，必须对坝体上游防渗区碾压混凝土的浇筑方式做出严格规定。要做到浇筑仓面平起，保证一个坝段连续施工，一气呵成，不允许在上游区斜坡碾压，以免坡面混凝土疏松。上游去必须进行平层碾压，确保坝体上游面混凝土起到保护面及防渗层的重要作用。为缩短封仓支模时间，保证收仓口混凝土质量，根据不同封仓部位，官地大坝碾压混凝土封仓施工方式主要采取以下几种封仓方式：11.1 在坝体结构边线设置受料平台，受料平台高度根据仓号浇筑高度而定，6m高度仓号，设置3m、5.5m受料平台两个，若在上游设置则需在平台处入仓口铺设钢板，保护上游防渗区，待到碾压到相应高程汽车直接入仓。11.2 架设胶带机运输入仓，若在上游架设必须跨越防渗区，在仓内采用汽车接料转运。11.3 利用有利地形架设满管流管。在仓内采用汽车接料转运。11.4 门闩式（或叠梁式）定型封仓模板。随着仓内碾压混凝土升高，逐层关门（或放置叠梁），汽车直接入仓，入仓口仓外道路也应随着仓内碾压混凝土升高而升高，直至碾压混凝土收仓。