摘要:在碾壓混凝土壩施工中,變態混凝土的運用解決了一些部位無法采用振動碾碾壓的施工問題,從而有利于碾壓混凝土壩的快速施工。
　　關鍵詞:大壩施工；變態混凝土；應用
　　碾壓混凝土重力壩與常態混凝土重力壩相比具有施工快、工期短、節約水泥用量等優點,經過十多年的發展,目前該施工方法在國內水利工程的應用范圍已從重力壩發展到拱壩,甚至薄拱壩,筑壩質量越來越高,最大壩高達到200m。壩體型式由“金包銀”(即外部用常態混凝土,內部用碾壓混凝土),發展到在壩體上游面采用富膠凝二級配碾壓混凝土防滲層的全斷面碾壓混凝土壩體施工方法。
　　變態混凝土是指在已攤鋪的碾壓混凝土拌和料中,摻入一定比例的灰漿后再振搗密實的混凝土。所謂“變態”是指通過加漿的工藝措施,使干硬性的碾壓混凝土變成可以振搗的極低流態變態混凝土的施工方法。在碾壓混凝土壩的施工中,變態混凝土廣泛地運用于振動碾無法直接碾壓的基巖面與碾壓混凝土接合部、模板邊緣、廊道周圍、壩內配筋處等部位。
　　碾壓混凝土的碾壓分層厚度一般為30cm。根據施工工藝的不同,變態混凝土的運用寬度一般采用0.3～0.5m:寬度太小,無法保證加漿和振搗的施工質量;寬度過大,增加了變態混凝土的施工量,影響碾壓混凝土的施工速度,從而增加了膠凝材料用量,且不利于壩體溫控。在《水工碾壓混凝土施工規范》(DL/T5112—2000)中規定:“變態混凝土所用灰漿由水泥和粉煤灰并摻用外加劑拌制而成,其水膠比宜不大于同種碾壓混凝土的水膠比”。對于變態混凝土的加漿量,則要求通過試驗確定。下面以某電站(以下簡稱某電站)下庫碾壓混凝土大壩作為工程實例,就變態混凝土的加漿量和加漿工藝進行研究。
　　1加漿量
　　1.1漿液配制
　　(1)設計指標。變態混凝土作為壩體混凝土的重要組成部分,必須滿足大壩對混凝土的技術要求。某電站中上游迎水面死水位以下部位采用G2C20/90W8(二級配混凝土標號為C20,齡期為90天,抗滲要求W8)的碾壓混凝土,因此變態混凝土的性能同樣應是G2C20/90W8。
　　(2)所用材料。漿液所用膠材應與壩體混凝土所用膠材相同。在某電站中水泥采用P.O.42.5水泥,其物理性能見表1。粉煤灰采用優質I級粉煤灰,其物理性能見表2。G2C20/90W8碾壓混凝土的理論配合比如表3所示。在試驗室中,按照配合比拌出G2C20/90W8碾壓混凝土,并按照相同的水膠比配制出水泥煤灰凈漿。
　　                                              表1P.O.42.5水泥性能指標MPa
　                   　　
　　注:減水劑制成20%的溶液,引氣劑制成0.8%的溶液。
　　1.2確定加漿量
　　由于進行變態混凝土施工時,采用振搗棒振實,因此加漿時變態混凝土的坍落度須滿足振搗要求。通過室內模擬現場施工狀況,確定加漿量。先鋪灑一定量的漿液,然后鋪上一定量的碾壓混凝土拌和物,測試振搗時間和不同的加漿量對混凝土坍落度的影響。
　　因試驗在室內進行,故拌制0.5m3碾壓混凝土即可。通過配合比可知,混凝土中漿液質量為:0.5×(80+110+81)=135.5kg。鋪灑漿液,當加入的漿液量為61kg時,變態混凝土的坍落度為3cm,可以進行振搗施工,此時加漿的質量比(加入的漿液質量與碾壓混凝土中漿液質量的比值)為45%。
　　這時,在0.5m3碾壓混凝土中加入了40×45%=18kg的水泥、55×45%=24.75kg的粉煤灰、40.5×45%=18.22kg水和外加劑制成的漿液,并滿足技術要求。由材料的密度可計算出漿液共有35.97L,從而可以計算出加入漿液的體積比為:35.97/500×100%=7%,即當加入漿液與壓實碾壓混凝土的體積比為7%時,制成的變態混凝土是滿足技術要求的。
　　2加漿工藝
　　選擇不同的加漿施工工藝對變態混凝土的施工速度和施工質量會產生較大的影響,因此選擇經濟、快速的施工工藝是變態混凝土施工的關鍵所在。
　　2.1鋪漿方法
　　在工程施工中,先后設計了兩種方法進行試驗:①表面鋪灑灰漿法;②溝槽二次鋪漿法。經比較,后者灰漿鋪灑均勻,且快速、簡捷,極易施工。
　　溝槽鋪漿的施工方法:碾壓混凝土的分層攤鋪厚度一般為34cm;在攤鋪完畢的碾壓混凝土面上挖一個深30cm、寬30cm左右的溝槽;將配制好的灰漿按一定量均勻地鋪灑在溝槽中;然后回填15cm厚的碾壓混凝土;接著再按照一定量均勻地鋪灑灰漿;待漿液浸透后,開始振搗混凝土至密實。
　　2.2加漿量控制
　　由于變態混凝土中的水泥用量比與它相鄰的碾壓混凝土中的水泥用量大,因此必須嚴格控制變態混凝土的加漿量,以防止兩種混凝土中不同的水泥水化熱產生的應力差引起壩體裂縫。另外,準確的加漿量控制也是降低變態混凝土成本的主要手段。
　　在本工程中,采用體積法加漿。具體的方法是:測出一桶漿液的體積V和溝槽的斷面面積A,然后根據加漿量的體積比(7%),計算出一桶漿液的加漿距離L
　　L=V/(A×7%)
　　因為分兩次加漿,所以在計算溝槽的斷面面積A時,應注意溝槽的深度。
　　根據現場實踐,加漿后的振搗時間控制在3min/m。施工完畢后,拆模進行外觀檢驗:混凝土外立面平整無麻面,未出現裂縫和其他缺陷。
　　3結語
　　通過變態混凝土一系列的室內試驗和現場工藝應用,可以認為:
　　（1）在變態混凝土施工中,當加漿量控制在質量比為45%或體積比為7%時,變態混凝土是完全可以滿足技術要求的。
　　(2)采用溝槽二次鋪漿法簡化了施工工藝,加快了施工進度。
　　(3)變態混凝土的施工寬度宜采用40cm。