摘要： 較詳細敘述和分析了巖灘水電站碾壓混凝土圍堰施工從混凝土生產，經自卸汽車運輸入倉到上壩碾壓的混凝土施工一條龍系統，及碾壓混凝土倉面細部結構與倉面混凝土施工質量控制。
關鍵詞：巖灘水電站；碾壓混凝土；圍堰；汽車運輸；施工技術
巖灘上游碾壓混凝土圍堰完成混凝土178 549m3，最大日澆筑量8 189.86m3，最大月上升速度25.10m，最大日升程1.5m，順利完成國家“七五”重點攻關項目三峽三期上橫碾壓混凝土圍堰給予巖灘上游碾壓混凝土圍堰日上壩量4 000m3，月上升速度20m的攻關任務。
以下就巖灘碾壓混凝土圍堰施工從混凝土生產，經自卸汽車運輸入倉到上壩碾壓的混凝土施工一條龍系統，以及碾壓混凝土倉面細部結構與模板工程等進行分析。
1 碾壓混凝土施工一條龍系統分析
1.1 拌和樓
巖灘水電站圍堰工程共有3座拌和樓，均于1988年2月投入使用。其中1#-3×1.5m3鄭州樓、3#-4×3m3進口日本自動樓以及2×0.8m3拌和站主要承擔上游圍堰高峰期常態混凝土的供應。2#-4×3.0m3鄭州樓向下游圍堰供料。3座樓生產能力分析見下表1。
(1)對自落式拌和機，在優選配比基礎上，采取合適的投料順序，經合適的拌和時間150～180s(實際用150s)，碾壓混凝土拌和均勻，攪拌罐壁锃亮、無漿體粘附現象，說明自落式拌和機可以拌制出均勻的碾壓混凝土。
(2)配套系統運行穩定性是保證混凝土穩產的重要因素。
施工中，有不合格的混凝土料出罐，一是過干，一是過濕。除與拌和樓稱量系統的誤差、操作人員的誤操作等因素相關外，與砂石料質量及拌和樓缺少砂含水量監測自動補償裝置有主要關系。由于碾壓混凝土對水的敏感性，進行砂含水量自動監測補償是確保其質量的有效手段。
1.2 汽車入倉
碾壓混凝土快速高強度施工，混凝土的上壩方式起控制性作用。汽車入倉方式，快速靈活、高效。這一特點與汽車入倉道路填筑、上升速度的綜合分析，決定著它與其它入倉方式的可比性。
巖灘碾壓混凝土圍堰河槽段施工采取全部汽車入倉方式。在高強度快速施工情況下，道路系統運行基本正常，保證了堰體的正常上升。
(1)汽車直接入倉方式中，混凝土運輸道路尤其是入倉道路，對堰體施工速度起控制性作用。從經濟，快速，安全的觀點出發，運輸道路應充分利用已有道路，可與基坑開挖出碴線路結合，并充分利用已存在的上游小土石圍堰。在高強度施工下，運輸道路應布置成循環線。
(2)加強安全管理，控制好兩個交會點。對如此大的入倉強度和如此頻繁的汽車，應對拌和樓和入倉路口兩個交會點進行嚴格控制。
(3)汽車入倉道路的路面結構及輪胎沖洗應嚴格管理，避免或減少汽車入倉帶來的污染。
(4)在倉面面積大，便于汽車轉彎、倒退卸料時，其快速、靈活的特點得到充分發揮。但在倉面小的情況下，受到很大制約。采取端部皮帶機或起重機，倉內汽車倒運的方案也存在此問題。應從模板的安裝工藝，倉內設備布置與運行，工期要求等多方面綜合考慮。從施工強度看，只有連續式生產運輸設備如皮帶機才可與汽車入倉相比。
1.3 平倉
碾壓混凝土采用薄層平倉法，鋪料厚度要求34cm，實際以35～40cm控制。
為控制好層面平整度，推土機操作人員應嚴格按照“少刮、淺攤、快提、快下”的要領進行作業，但由于汽車入倉在未壓實的混凝土面上行駛，倉面平整度難以保證。
碾壓混凝土由于用水量少，干硬，骨料分離一般較嚴重。采用9m3一次卸料，料堆高，分離現象更為嚴重。為解決此問題，應從混凝土配合比設計、運輸、平倉各環節來綜合考慮。
在上、下游圍堰施工中進行了少水泥碾壓混凝土配比試驗。按25∶50∶25的級配組合作現場試驗，分離現象有一定改善。作為抗分離科研功關項目之一的攤鋪機，經兩個施工單位研制，在圍堰岸坡段試驗中使用，既減少了平倉設備的工作強度又減少了分離，取得了較好的技術、經濟效果。
1.4 碾壓
一般認為碾壓速度以較低為好。對碾壓速度的提高，應從能力、質量、設備布置等多方面考慮。碾壓遍數是與碾壓層厚、壓實設備相對應的。如在施工中提高層厚，必須在確鑿的試驗資料基礎上，從生產能力，碾壓質量綜合平衡。
1.5 施工設備一條龍分析
碾壓混凝土施工設備一條龍在能力匹配上應以強度和質量為前提充分考慮設備完好率，留有適當的備用系數，以確保碾壓混凝土快速續施工。一般可分為基本設備能力和最大設備能力。系統能力的匹配一般對此兩者進行技術，經濟的綜合分析，以滿足工程施工工期為目標。在施工倉面面積一定的情況下，系統能力隨施工方式的不同而不同。
碾壓混凝土采用土石壩施工方法，施工強度大，速度快，設備多，在倉面形成設備集中布置。從整個系統的配合運行上，碾壓混凝土將常態混凝土吊罐入倉的空間交會方式變為平面交會方式，必須在倉面設備的作業順序，相互配置，與附屬作業的協調等各方面進行周密的規劃。
2 碾壓混凝土細部結構施工
必須對細部結構及特殊條件下的施工，從設計到管理進行精心規劃，使質量與速度滿足總體要求。這些細部施工問題主要有：層間結合與層面處理，廊道施工，異種混凝土施工，高溫施工，雨天施工等。
2.1 層間結合與層面處理
層間結合質量是碾壓混凝土最引人關注的問題。國內外大量試驗表明，選取恰當的配比，層間間歇時間，采取恰當的層面處理及防止層面骨料集中等措施，碾壓混凝土層間結合強度是可以滿足設計要求的，但層間滲漏并非令人樂觀。
巖灘碾壓混凝土圍堰河槽段施工，在層間結合上以8 h作為連續上升的間歇時間，超出8 h的層間作沖洗鋪砂漿處理。經現場施工觀察和下游岸坡段原型抗剪，90d芯樣表觀分析可見：
(1)碾壓混凝土層間間歇時間受多因素影響尤與施工中的氣溫、風速、混凝土本身特性有密切關系。為利于實際施工中控制，對層間間歇時間應在室內外各種試驗基礎上，確定出一條關系曲線。
(2)連續上升的下游岸坡段原型抗剪成果看：C值在12～15kg/cm2，F值在1.2以上，滿足要求。剪斷面為層間結合面，較平滑，凹凸度不大，表明壓實中上下層骨料咬合較少。從90d芯樣看，混凝土表面致密性差，氣孔多，層間和混凝土內部骨料架空較多，取芯中層面獲得率在66%左右。
(3)采取沖洗后鋪砂漿工藝，在砂漿人工攤鋪的均勻性和施工的及時性上必須全面考慮。應對砂漿的稠度及攤鋪機械進行研制，并對鋪砂漿層間結合指標進行現場試驗。
采用全斷面薄層碾壓施工方式，層面處理工作量的強度很大。初凝時間的確定應考慮層面處理工作的經濟性及時間，層面處理工作應盡量采取機械施工，以確保質量與速度。
2.2 廊道施工
壩內廊道增加了碾壓混凝土施工的復雜性；廊道將倉面分開，提出了施工設備轉移的問題，壩內廊道的設立會造成碾壓混凝土內通向上游面的滲漏短路，產生滲漏。因此，除必須設置的基礎固結及灌漿帷幕廊道外，基礎排水措施應從技術、經濟、施工各方面綜合分析而決策。
從壩基排水及便于檢查排水效果出發，上、下游碾壓混凝土圍堰設1.2×2.0m的基礎排水廊道，廊道上邊緣距迎水面3.5m。施工單位選定了側墻常態現澆混凝土、板頂預制混凝土的方案。采用常態混凝土現澆廊道側墻，為維持廊道平衡，要求廊道兩側混凝土同步上升。實際施工由于倒運設備等具體問題采取先澆廊道背水側后澆上游側的方案。
宜采用預制混凝土廊道，使碾壓混凝土施工單一化，設備的轉移用機械或廊道中部預留通道等措施。
采用現澆混凝土，為承受頂部汽車及振動碾設備的行走，混凝土強度必須達到75kg/m2。為避免等待令期間歇施工，必須在混凝土中摻早強劑或采用模板內撐。施工中，該部位速度較慢，混凝土強度可以達到要求。
2.3 異種混凝土施工
根據工程本身結構、地形、混凝土特性，碾壓混凝土筑壩中不可避免地利用常態混凝土。從巖灘上、下游圍堰施工看，常態混凝土一般用于下面幾種情況：
?、倩A：為保證建基石抗滑穩定，提供碾壓設備的工作平臺，設計要求在基巖面鋪一層1m厚常態混凝土。
?、诮Y構設計要求的配筋部位：為保證在上游圍堰與縱向導墻整體結合效應，對上縱段設并縫鋼筋；其上部與18#壩段接觸處設置了受力鋼筋。
③壩體細部結構如預埋件等部位：上、下游圍堰河槽段與岸坡間設表面鐵片止水；上游圍堰為防止深層滑動，采取壩體上游粘土鋪蓋常態混凝土護面結構，為防滲漏在壩體上游面與粘土及混凝土接合處各設一道鐵片止水，下游圍堰左部與18#壩段接縫灌漿區鐵片止水相接部門。下游圍堰160m高程沖放水連通閥部位。
?、軌蝺痊F澆混凝土廊道。
⑤金包銀碾壓混凝土筑壩技術的常態混凝土部位。上游圍堰左側與18#壩段永久底孔牛腿相接，該部位小碾壓無法施工。
由于常態混凝土與碾壓混凝土在配比設計、初凝時間上的不一致，為確保兩者結合質量，施工中應控制好兩個要素；
一是時間控制：對常態混凝土或碾壓混凝土的初凝時間，據工程實際施工進度，進行控制。摻用經試驗論證有效的緩凝或速凝劑，是確保二者結合質量的有效途徑。
二是順序控制：對先澆常態混凝土還是先澆碾壓混凝土，依實際地形及施工速度進行設計，分別對待。如用于基礎部位的常態混凝土，對于巖石較平、面積較大的部位，應先澆常態混凝土，經處理待碾壓混凝土澆平后鋪砂漿上升，對于斜坡部位應采取同步上升的方式。
對先澆常態混凝土后碾壓混凝土的情況，接頭部采用碾壓混凝土壓實，搭接長度不小于20 cm。為避免振動碾下陷，常態混凝土應采用低塌落度，對先碾壓后常態混凝土的情況，考慮施工進度將碾壓混凝土接頭部位壓實成不大于1∶4的坡面，兩者接合部采用振搗器斜插實。
2.4 高溫施工
據規定碾壓混凝土施工宜在日平均氣溫5～25℃條件下進行。對于巖灘上游碾壓混凝土圍堰，據北科院就混凝土特性、全斷面不分縫連續施工方式的溫控計算成果，氣溫25℃以下可不采取防裂措施。考慮施工溫度和氣溫條件，設計取消了原計劃設置的誘導縫。氣溫大于25℃時即為高溫施工，它影響著后期堰體溫度裂縫及早期現場碾壓混凝土工作度及層間間歇時間，應在落實的控制措施基礎上，有限制的允許碾壓混凝土施工。
設計上據碾壓混凝土配比特性，采取低VC值、低溫混凝土、摻緩凝劑等措施。對碾壓混凝土VC值，高溫天氣機口以7～10s控制。低溫碾壓混凝土應根據溫控要求從技術、經濟等方面考慮。
施工中，對入倉混凝土采取邊鋪邊碾的快速施工方式。對不能及時碾壓的松散混凝土或壓實后的混凝土采取塑料薄膜復蓋、噴霧保濕、振動碾自動加水補償等措施。倉面控制主要在于施工單位給予重視，嚴格執行。
2.5 雨天施工
據規定，降雨量大于3mm/h時應停止施工。實際工程，應根據工地降雨特點，采取當地氣象預報結合工地水文氣象站估測的方法，對降雨、尤其是暴雨情況進行預測，及時有效地指導倉面混凝土的施工。對已進倉混凝土，及時平倉碾壓或用塑料薄膜復蓋，并采取必要的倉面排水措施。對未及時保護的混凝土視其工作度，進行必要的補救處理或挖除。
2.6 養護
碾壓混凝土高摻粉煤灰，早期強度低，養護工作對強度的有效發展及表面裂縫的防止是十分重要的。養生期對永久暴露面，一般維持3周以上，對水平施工層面應維持到上一層碾壓混凝土開始鋪筑為止。由此，對間隙施工的水平施工層應派專人進行養護工作，保持濕潤，減少振動，對永久暴露面如堰體上、下游面，應將養護期與拆模時間結合起來。一般情況下，模板拆升快，對上、下游面的養護工作，施工單位應給予重視，采取適當的措施。
3 模板工程
巖灘上、下游碾壓混凝土圍堰迎水面采用懸臂散裝鋼模板。倉內每60cm（2層）高，沿混凝土層面設一排8的水平拉條，尾部用20×20×20cm的混凝土錨塊或向下部密實的混凝土內打入鋼纖固定。施工中混凝土側壓力由3層水平拉條承受，模板的拆升以此標準，交叉作業連續上升。下游圍堰迎水面橫板結構同上，圍令為鋼管。
上、下游圍堰背水面采用臺階形式，上游圍堰背水坡模板采用散裝鋼模斜撐結構，下游圍堰背水坡采用混凝土予制塊構件，尺寸為150×95×50cm（長×高×寬）。
碾壓混凝土采取通倉、薄層連續上升的方式，一般情況下一天上升3層，速度較快。全斷面薄層增加了模板工程的施工強度。從懸臂鋼模、混凝土予制塊在巖灘的使用情況看，研制適合全碾壓混凝土施工特點的模板結構是十分必要的。
對于全斷面碾壓混凝土的施工特點，從根本上改變模板走樣嚴重局面，在研究碾壓混凝土的側壓力，鋼筋握裹力的同時，在模板的錨固，支承方式上創新，提高整體剛度，尋找一種自身穩定的模板結構形式。
混凝土予制模板及滑?；炷撩姘寰褪且环N自身穩定的結構，碾壓混凝土施工時作為模板使用。采用此方法，應對技術、經濟、施工手段、溫度控制、防滲等各方面綜合分析。
為保證堰體連續施工，應從立模工藝上及倉面工種的組織協調上，減少模板工程對倉面作業的干擾。利用模板自身的受力構架，可在堰外提供一個模板拆裝的有效工作空間，邊拆邊升，避免模板倉面內作業。在倉面施工上，模板施工與混凝土施工段交錯進行，互相協調。
模板設計中應充分考慮施工中環節多,關系復雜等情況,以應付施工中出現的意外情況。如變形問題,設計中應考慮有效及時的校正手段。模板拆裝作業的安全問題,充分考慮高空作業及臺階作業的安全措施。
