摘要：本文主要對我國碾壓混凝土壩的施工與施工技術研究作出探討，通過這些工程的修建，在借鑒成熟的碾壓混凝土施工技術的同時，進一步挖潛提高施工工效和混凝土質量的方法和措施。如完善變態混凝土施工和發明斜層鋪筑法。
　　關鍵詞：大壩施工；碾壓混凝土技術；探討
　　1某大壩RCD和RCC工法
　　碾壓混凝土有RCD和RCC兩種類型，中國采用RCD工法修建的第一座碾壓混凝土重力壩，壩址多年最低月平均氣溫-21℃，屬嚴寒地區，壩長1040m，分65個壩段，壩體上下游分別為3．0m和2．5m寬的防滲層和保護層，內部為三級配或四級配的碾壓混凝土，即常說的“金包銀”結構，這種形式的防滲、防裂、防凍性能好，但膠凝材料用量和施工干擾大，不利于降低造價和減少工期。壩體上升方式為間斷式，混凝土每層壓實厚度一般為75cm，間隔2-3d再澆筑上一層混凝土。某項目為當時(1998年)世界采用RCC工法建成的最高全斷面碾壓混凝土重力壩，壩高131m，壩長367m，分13個壩段，壩體上游防滲層為30cm寬二級配變態混凝土，大壩主體為三級配碾壓混凝土。壩體上升方式為連續式，混凝土每層壓實厚度一般為30cm，每層壓實完即澆筑上一層混凝土。這種壩體結構和上升方式無疑會提高施工速度和減少膠凝材料用量。筆者認為，壩體防滲方式和混凝土上升方式的不同是RCD和RCC兩種工法的主要區別。
　　2幾項技術的發展和創新
　　2．1完善和拓展變態混凝土
　　壩體結構物周邊及壩基(肩)部位受鋼筋、模板拉筋或基巖的限制，實施碾壓混凝土非常困難，一般需配備小型碾壓設備處理，這就大大降低了壓混凝土整體施工效率。碾壓混凝土圍堰施工時，將一定濃度的水泥漿灑人靠近模板的碾壓混凝土中，用插入式振搗器振搗，這便是變態混凝土的初級階段。在某項工程施工中，進一步完善了變態混凝土的漿液濃度和摻人比例，同時，變態混凝土應用范圍擴大，除基巖面以外的碾壓混凝土包圍的結構物周邊及模板邊緣均采用了變態混凝土。由于變態混凝土的“變”是在倉面最終完成，拌和樓不必頻繁變換混凝土類型，同時做到了與碾壓混凝土同步上升，使得碾壓混凝土施工更加簡潔流暢。工程采用制漿站集中制漿，通過管道輸送到倉面，漿液水灰比為0.7，漿液與碾壓混凝土的比例為1：9。
　　2．2模板工程
　　碾壓混凝土壩的模板需最大限度地滿足碾壓混凝土的連續上升性，力爭做到安拆簡便、單塊面板面積大。工程上下游面主要采用懸臂模板，面板面積4．5m2，每次升程1．5m，可以澆筑兩層RCD混凝土，基本滿足RCc工藝的需要，但滿足不了RCC工藝的需要。工程開始對模板進行改進和創新，上下游主要采用交替升程的翻轉模板，面板面積9．0m2，每次升程3．0m，面板亦由建筑面板拼裝改為整體鋼板。其它結構物的模板也盡量做到與碾壓混凝土升程相匹配。電梯井采用整體一次性頂升模板，閘墩異型段采用定型翻轉模板，廊道部位采用預制一次成型的預制混凝土模板，結構鋼筋配置在預制混凝土模板中。工程下游臺階采用與臺階高度相匹配預制混凝土模板。通過改進，盡管投入有所加大，但安拆速度卻大大提高，不僅保證了與碾壓施工的連續性，而且混凝土表觀質量非常好，這些改進和創新在工程得到集中體現。
　　2．3施工縫
　　碾壓混凝土壩的施工縫主要是壩段間的橫縫。對于上下游止排水處的橫縫采用預安瀝青板，壩體內部采用切縫方式。工程采用日立EX120反鏟為動力的專用切縫機，該機切人深度可達70cm，滿足RCD75cm澆筑層的要求；某工程也采用日立EX120專用切縫機，但將刀片高度改為30cm，滿足RCC30cm厚碾壓層厚的要求。該切縫機具有動力大，切縫準確等優點，但在小倉面作業時與運輸、攤鋪、碾壓等機械相干擾，降低了碾壓混凝土施工效率，而且成本較高。在以后的工程中借鑒兄弟單位的經驗，采用小型電動夯機加裝刀片改裝的切縫機切縫，改裝的切縫機使用方便，成本低。填縫材料在滿足成縫要求的前提下，為降低成本先后采用了鍍鋅鐵皮、土工膜布及干砂等材料。
　　2．4斜層鋪筑法
　　碾壓混凝土斜層鋪筑法是相對傳統的碾壓混凝土鋪筑法而言的，制約碾壓混凝土質量的關鍵因素之一是層間間隔時間，為了保證和提高混凝土質量，施工中都力求層間間隔時間越短越好。但當遇到較開闊的倉面(5000m2以上)時，受拌和、運輸、攤鋪、碾壓等施工資源經濟配置的限制，不得不將開闊的倉面人為地分割為幾個既要滿足層間間隔時間要求又要與施工資源相匹配的倉面，這不僅僅是增加模板工程量和增加入倉口的問題，更重要的是施工效率大大降低，甚至會出現因等強、入倉等原因而造成的窩工現象。為了解決這一問題，提出了碾壓混凝土斜層鋪筑法，即將傳統的水平攤鋪碾壓層改為1：10-1：20的斜層。在某工程中經過壩內外幾次試驗和測試，在較大倉面正式采用斜層鋪筑法施工，層間間隔時間由平層鋪筑法的6～7h縮短為2～4h，混凝土質量達到或超過傳統的平層鋪筑法，最大單倉混凝土量達3．5萬m3。某工程采用斜層鋪筑法澆筑碾壓混凝土45．5萬m，占碾壓混凝土總量的41．1％。目前，斜層鋪筑法的優點已被廣泛認可，該法可以利用有限的資源實施大倉面的施工，并可縮短層間間隔時間，特別是高溫多雨條件下混凝土澆筑具有明顯的效果。
　　2．5混凝土配合比
　　我國的碾壓混凝土配合比經過多年的經驗積累，已形成了“中膠凝材料、高摻粉煤灰、低值”的特點。某項工程為國際招標，合同文件執行FIDIC條款，按照招標文件配合比除執行中國《水工碾壓混凝土施工規范)(SL53—94)外，還執行美國土木工程師協會1994年出版的《碾壓混凝土》，結合工程所使用的配合比材料，經室內外多次實驗，人工砂的石粉含量超過了當時的中國標準，但粗細骨料形成的級配曲線符合技術規范要求，因此，某工程的配合比較經驗有所突破，超過了SL53—94規定人工砂中石粉含量最大值17％，達到19％，歸納為“中膠凝材料、高摻粉煤灰、高石粉含量、低值”，具體配合比如表1。這種配合比的碾壓混凝土和易性好，不易分離，易于壓實，后被很多碾壓混凝土工程借鑒。
　　表1碾壓混凝土壩配合比
　　
　　2．6干法生產骨料
　　1994年頒布的《水工碾壓混凝土施工規范》(SL53-94)規定人工砂中石粉含量以8％～17％為宜，若按此進行配比，混凝土的和易性較差且不宜壓實，通過試驗論證和借鑒美國土木工程師協會標準，若提高石粉含量，可以利于攤鋪碾壓，提高密實度和增加防滲效果。江埡工程為了提高石粉含量，避免水洗過程中造成石粉的嚴重流失，采用反擊式破碎機干法生產骨料，反擊式破碎機加工后的半成品料直接進行各級篩分，而不進行水洗。某工程人工砂中石粉含量為19％，經過檢測混凝土質量滿足設計要求。由于提高石粉含量是可行的，并得到成功運用，現行《水工碾壓混凝土施工規范》(DL/T112-2000)規定人工砂中石粉含量宜控制在10％-22％。干法生產骨料應當選定合格的母巖，以母巖巖溶裂隙中黏土少為前提，否則會造成人工砂中含土量超標，同時也會造成大骨料表面粘附黏土的現象。如果大骨料表面粘附少量黏土可以通過洗石的辦法加以解決，但要盡量避免在雨天加工。
　　2．7深槽皮帶+負壓溜槽運輸混凝土
　　深槽皮帶與負壓溜槽結合運輸混凝土方案是某項工程最早成功使用的。某項大壩工程兩岸陡峭高峻，當壩體升至155m高程后，通過修建上壩路自卸汽車直接入倉的方案無法實現，如果采用纜機方案臨時工程投入將增加很多，工期也無法保證。在此情況下，經充分論證，果斷采用某科研所研發的深槽皮帶和負壓溜槽運輸155m高程以上混凝土。深槽皮帶承擔拌和樓至負壓溜槽進口之間258m長的水平運輸，皮帶機帶速3．4m／s，皮帶寬650mm，輸送能力240m3／h。負壓溜槽承擔左岸壩頂至壩面83m高的垂直運輸，溜槽傾角47。，輸送能力300m3／h。實踐證明深槽皮帶和負壓溜槽運輸混凝土是可行的，深槽皮帶負壓溜槽運輸混凝土不僅大大縮短了混凝土運輸時間(從拌和樓至倉面僅需3．5-4．5min)，而且解決83m高差的垂直運輸問題。該系統共運輸混凝土73萬，混凝土運輸綜合成本與自卸汽車直接人倉運輸成本(不包括臨時道路)相當，取得了顯著的經濟效益，為碾壓混凝土運輸提供了一個全新的解決方案。