水庫(kù)大壩碾壓混凝土質(zhì)量控制技術(shù)研究

現(xiàn)階段的水庫(kù)大壩工程領(lǐng)域，碾壓混凝土技術(shù)的應(yīng)用范圍日漸擴(kuò)大，這一技術(shù)有著多年的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，表現(xiàn)出高效性、低造價(jià)和低消耗的特點(diǎn)，但與一般的混凝土相比，卻存在密實(shí)度小、層間結(jié)合難度大、溫差裂縫頻發(fā)的情況，這一特點(diǎn)使得在水庫(kù)大壩施工中如果采用的是碾壓混凝土技術(shù)，就需要開(kāi)展全過(guò)程的技術(shù)管理和質(zhì)量控制，通過(guò)全流程、全要素的管控，來(lái)減少質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)。目前，碾壓混凝土技術(shù)有了一定的發(fā)展成效，這一技術(shù)在未來(lái)的水利工程領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿薮螅?jīng)過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，勢(shì)必增強(qiáng)大壩的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。1、碾壓混凝土施工技術(shù)的基本概述水庫(kù)大壩中的碾壓混凝土技術(shù)，指的是將粗骨料、砂、水、摻合料等各種材料在特定的比例下均勻攪拌，所形成的混合料經(jīng)由碾壓和鋪筑的技術(shù)。碾壓混凝土技術(shù)的整體流程相對(duì)簡(jiǎn)單，整個(gè)施工過(guò)程中的水泥消耗量相對(duì)較小，正是因?yàn)檫@些特點(diǎn)，使得在水庫(kù)大壩工程中，這一技術(shù)廣受人們的歡迎。與一般的混凝土技術(shù)相比，碾壓混凝土表現(xiàn)出系統(tǒng)性和綜合性特點(diǎn)，表現(xiàn)為：（1）施工工藝。在利用碾壓混凝土技術(shù)開(kāi)展相應(yīng)的施工作業(yè)時(shí)，不同水平層之間的配合度要達(dá)到要求，這一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是由碾壓混凝土工藝特殊性所決定。（2）動(dòng)態(tài)控制。碾壓混凝土施工時(shí)，很多動(dòng)態(tài)性因素都會(huì)對(duì)最終的施工效果產(chǎn)生直接的影響，為提升施工效果，需在碾壓混凝土施工時(shí)開(kāi)展動(dòng)態(tài)化管理，注重對(duì)氣溫的監(jiān)測(cè)，做好每個(gè)環(huán)節(jié)的溫度參數(shù)控制，減小降雨、日照等對(duì)施工造成的不利影響。2、工程概況某水庫(kù)工程位于貴州畢節(jié)市，壩址處于南溪河上游的支流白馬河上，該水庫(kù)與畢節(jié)市51km。在該水庫(kù)大壩工程中，徑流面積22.45k㎡，設(shè)計(jì)總庫(kù)容、灌溉面積與年供水量分別為434.5萬(wàn)m3、1.954萬(wàn)畝、636.4萬(wàn)m3，該水庫(kù)投入使用以后，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。根據(jù)對(duì)該水庫(kù)大壩現(xiàn)場(chǎng)的自然地理等基本情況分析，發(fā)現(xiàn)其區(qū)域內(nèi)屬于低緯度高原甫亞熱帶季風(fēng)氣候，雨熱同季且干濕分明，冬無(wú)嚴(yán)寒、夏無(wú)酷暑，此處的地形條件十分復(fù)雜，海拔高度大且高差明顯。根據(jù)此工程建設(shè)時(shí)的技術(shù)分析，碾壓混凝土是其中不可或缺的技術(shù)，其技術(shù)應(yīng)用效果與水庫(kù)大壩的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性等都有著直接的關(guān)系。3、水庫(kù)大壩碾壓混凝土質(zhì)量控制技術(shù)3.1

碾壓混凝土的配合比水庫(kù)大壩的碾壓混凝土施工中，對(duì)混合料的配合比設(shè)計(jì)極為重要，為保障配合比的科學(xué)性，專(zhuān)業(yè)的施工人員要根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的全面調(diào)查和施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、配合比試驗(yàn)等來(lái)確定。對(duì)于早期的碾壓混凝土壩體而言，在施工時(shí)多采用的是膠凝材料量偏少的貧漿碾壓混凝土，其中，水泥+活性摻合料的用量不超100?kg/m3，而隨著碾壓混凝土施工工藝和技術(shù)的不斷進(jìn)步，當(dāng)下的水庫(kù)大壩碾壓混凝土施工時(shí)，更多的采用的是膠凝材料用量較多的富漿碾壓混凝土，該混凝土材料中，水泥+活性摻合料的用量超過(guò)了150?kg/m3。根據(jù)當(dāng)下在水庫(kù)大壩中的碾壓混凝土的應(yīng)用現(xiàn)狀，平均膠凝材料用量保持在173?kg/m3左右，其中，水泥和活性摻合料分別為79?kg/m3、94?kg/m3。伴隨著工程領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，膠凝材料的概念也發(fā)生了一定的轉(zhuǎn)變，在傳統(tǒng)概念下，膠凝材料指的是水泥與活性摻合料，而最早使用的活性摻合料為粉煤灰。3.2

碾壓混凝土的入倉(cāng)工藝碾壓混凝土施工流程中，入倉(cāng)工藝的選擇也十分重要，當(dāng)下的技術(shù)發(fā)展中，碾壓混凝土入倉(cāng)工藝包含了自卸汽車(chē)直接入倉(cāng)、深槽皮帶機(jī)入倉(cāng)、真空負(fù)壓溜槽入倉(cāng)等多種工藝，不同的入倉(cāng)工藝都有其對(duì)應(yīng)的應(yīng)用要求和使用條件。比如，對(duì)于自卸汽車(chē)入倉(cāng)方式而言，這一入倉(cāng)工藝的簡(jiǎn)單性、高效性較強(qiáng)，但這一入倉(cāng)工藝在應(yīng)用時(shí)，卻對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的地形條件、交通條件、入倉(cāng)高度等都有著嚴(yán)格的要求，在入倉(cāng)過(guò)程中可能存在入倉(cāng)道路的墊砟情況，為使入倉(cāng)工作順利開(kāi)展，入倉(cāng)實(shí)施之前應(yīng)做好輪胎的沖洗工作，并進(jìn)行對(duì)應(yīng)的脫水路段設(shè)置。在大壩下部、倉(cāng)面高程較低位置處一般可采用這一入倉(cāng)工藝，但具體應(yīng)用時(shí)只能夠從大壩下游入倉(cāng)，否則，可能會(huì)破壞上游防滲面。對(duì)于深槽皮帶機(jī)入倉(cāng)，一般更適用于小型的碾壓混凝土壩，入倉(cāng)工藝流程也相對(duì)簡(jiǎn)單，在開(kāi)展入倉(cāng)作業(yè)時(shí)，進(jìn)度管理便捷，但是其施工時(shí)往往需消耗相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間。塔帶機(jī)入倉(cāng)方式可直接從拌和樓將配制好的碾壓混凝土運(yùn)輸?shù)絺}(cāng)面，整個(gè)運(yùn)輸時(shí)的人力資源投入量大，且需要消耗相對(duì)高的成本，在大型碾壓混凝土壩中一般采用的是這種入倉(cāng)工藝。當(dāng)在水庫(kù)大壩施工時(shí)，大壩壩肩較陡，更適宜采用真空溜槽法。3.3

鋪設(shè)碾壓混凝土工藝當(dāng)碾壓混凝土被運(yùn)輸?shù)焦こ态F(xiàn)場(chǎng)以后，要在特定的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行混凝土的鋪設(shè)，在鋪設(shè)工作開(kāi)展時(shí)，要確保層間結(jié)合效果。如在鋪設(shè)環(huán)節(jié)層間結(jié)合效果不佳，將會(huì)引起裂縫或者層間滲漏水，導(dǎo)致混凝土的抗剪能力難以達(dá)到預(yù)期，因此，為使得層間結(jié)合效果良好，在開(kāi)展?jié)仓鳂I(yè)時(shí)，應(yīng)注意澆筑間隔和初凝時(shí)間方面的控制。進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)時(shí)，將水泥凈漿直接澆筑在倉(cāng)面上，加速新碾壓面與舊碾壓面的結(jié)合速度，減少層間滲透問(wèn)題的出現(xiàn)。如果水庫(kù)大壩施工現(xiàn)場(chǎng)的施工場(chǎng)地有限，一般可利用臺(tái)階鋪筑法，以提升總體的混凝土鋪筑效率。水庫(kù)大壩的混凝土鋪筑中，也可采用斜層攤鋪法，有效的應(yīng)用這一施工方法，可以有效解決澆筑薄層的情況，不僅可提高施工質(zhì)量，更可以提升施工效率，尤其是在斜層平推攤鋪工藝下，施工進(jìn)度受到其他因素的影響相對(duì)較小，具有多種的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。當(dāng)在開(kāi)展施工作業(yè)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的澆筑面積相對(duì)大的情況下，利用斜層平推鋪筑法的澆筑強(qiáng)度相對(duì)較小，所需使用的機(jī)械設(shè)備較少，且施工操作相對(duì)簡(jiǎn)單，資金投入也相對(duì)較小，現(xiàn)場(chǎng)施工人員可根據(jù)總體的施工要求來(lái)減小間隔時(shí)間，可以更好地保障碾壓層的結(jié)合。因?yàn)樗畮?kù)大壩工程的建設(shè)施工規(guī)模龐大，施工周期較長(zhǎng)，在漫長(zhǎng)的施工時(shí)間段內(nèi)，可能會(huì)遭遇強(qiáng)降雨的情況，當(dāng)水量過(guò)大時(shí)，斜面?zhèn)}面具有較強(qiáng)的排水能力，也就可以減小降水對(duì)于工程質(zhì)量所造成的不利影響。3.4

碾壓混凝土養(yǎng)護(hù)工藝大壩碾壓混凝土施工時(shí)，為達(dá)到壩體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的要求，往往要使碾壓混凝土的強(qiáng)度達(dá)標(biāo)。因此，當(dāng)相應(yīng)的施工作業(yè)結(jié)束以后，需開(kāi)展為期一段時(shí)間的養(yǎng)護(hù)工作。對(duì)于干硬性混凝土，其中的含水量偏低，如果在施工結(jié)束以后混凝土中的水分得不到及時(shí)有效的補(bǔ)充，在一段時(shí)間內(nèi)混凝土的強(qiáng)度將無(wú)法達(dá)到要求，也就無(wú)法保障大壩的結(jié)構(gòu)性能。因此，為保障碾壓混凝土的養(yǎng)護(hù)效果，應(yīng)從以下幾方面來(lái)開(kāi)展養(yǎng)護(hù)工作：（1）在碾壓混凝土施工全面結(jié)束以后，立即安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)混凝土的養(yǎng)護(hù)，對(duì)已經(jīng)完成的施工部分，進(jìn)行保濕材料的覆蓋。（2）詳細(xì)掌握關(guān)于縮縫切割的施工工藝流程，以保障切割質(zhì)量。一般情況下，碾壓工作結(jié)束8h后，就可開(kāi)展切割縮縫處理，切割過(guò)程中，施工人員要嚴(yán)格在預(yù)定的位置上實(shí)施切割，注意對(duì)切割縫深度的科學(xué)控制。（3）大壩碾壓混凝土如果存在水分的急劇減少，可能會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂問(wèn)題，針對(duì)這一情況，在養(yǎng)護(hù)工作開(kāi)展時(shí)需保持養(yǎng)護(hù)溫度在相對(duì)較低的水平。3.5

混凝土碾壓施工過(guò)程的質(zhì)量控制雖然在水庫(kù)大壩施工中的碾壓混凝土施工有著多方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但在具體的施工作業(yè)開(kāi)展過(guò)程中，卻常常會(huì)存在很多的施工不規(guī)范情況，加劇質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)。因此，為保障碾壓混凝土施工質(zhì)量，在整個(gè)的施工過(guò)程中，應(yīng)做好相應(yīng)的質(zhì)量控制：（1）在碾壓混凝土鋪設(shè)作業(yè)實(shí)施之前，在施工縫位置處要進(jìn)行水泥砂漿的鋪設(shè)，而在防滲混凝土層面上應(yīng)進(jìn)行水泥粉煤灰凈漿的鋪灑。結(jié)合工程施工時(shí)的溫度和空氣濕度情況，進(jìn)行碾壓層允許間隔時(shí)間的控制，一般該時(shí)間間隔保持在6～8h。（2）卸料攤鋪平倉(cāng)條帶，應(yīng)與水流方向保持垂直，但因?yàn)榇嬖跈M向廊道切割、孔底側(cè)邊窄條形的影響，攤鋪平倉(cāng)條帶應(yīng)與水流方向保持平行，如果迎水面在8～15m的范圍之間，碾壓方向應(yīng)與水流方向保持垂直。平倉(cāng)厚度每層32cm，每次的攤鋪厚度保持在30cm左右。（3）碾壓混凝土的碾壓環(huán)節(jié)，應(yīng)分條帶來(lái)開(kāi)展，不同碾壓條帶間保持10～20cm的搭接寬度，但端頭部位的搭接寬度應(yīng)保持在20