斜层铺筑法在乌江银盘水电站纵向围堰中的应用（蔺志刚）

［摘 要］ 碾压混凝土斜层铺筑法是碾压筑坝的一种工艺,是与传统平层铺筑法相对而言的。实践证明，斜层铺筑法可以用较小浇筑能力浇筑较大仓面，达到减小投入、提高工效、降低成本和改善层面结合质量的目的。本文针对斜层铺筑法的特点在质量、成本、进度三方面阐述斜层铺筑法的优越性。

［关键词］ 碾压混凝土 斜层铺筑法 平层铺筑法 层间结合 温度倒灌

1 工程简介

银盘水电站位于乌江下游河段，坝址位于重庆市武隆县境内，坝址控制流域面积74 910km2,上游接彭水水电站，下游为白马梯级，是兼顾彭水水电站的反调节任务和渠化航道的枢纽工程，是重庆电网的主力电站。水库正常蓄水位215m,总库容3.2亿m3,大坝为混凝土重力坝，最大坝高80m,共安装4台单机容量150MW的轴流式水轮发电机组，年发电量26.9亿kW·h，枢纽建筑物从左到右依次布置为电站厂房坝段、泄洪坝段、船闸坝段。整个工程2011年竣工。

按照工程总体施工计划安排，导流明渠混凝土纵向围堰在2007年8月底完工，该围堰需从高程172m浇至堰顶217m,共上升45m,其中高程184m以下为常态混凝土，高程184m以上为碾压混凝土，本工程各类混凝土38.08万m3,混凝土月高峰期强度9.2万m3/月,混凝土小时高峰期强度280m3/h，由于各种客观原因，工期滞后，为了确保该工程按期完成，黄河勘测规划设计有限公司项目监理部、重庆国际水电开发公司项目工程部、以及中国水电十四局项目部针对碾压混凝土纵向围堰快速施工方案作了深入细致的研究，并组织技术人员到外地考察学习，提出了采用大仓面斜层铺筑法并取得了良好的效果。

2 简要技术说明

该技术将碾压层由平层改为1∶10～1∶20的斜层，斜层铺筑法的具体做法是：开仓段先平层铺筑，且铺筑层自下而上依次递加，使新浇筑的混凝土表面形成一个斜面，至收仓端大部分混凝土按此斜面铺筑，收仓段通过几个依次加长的平层收仓，即平层段、斜层段、平层段三部分组成（见图1）。

避免在坡脚部位形成薄层尖脚和严格处理二次污染是保证斜层铺筑法施工质量的两个主要问题，因薄层尖脚部位骨料易被压碎，在坡脚部位应由人工清理骨料，清除坡脚处厚度小于10～20cm尖脚部位。其施工工艺流程同平层铺筑法一致，在此不再赘述。

2.1 特殊气象条件下施工

2.1.1 高温条件下的碾压混凝土施工

高温天气施工，保证施工质量最根本的途径是大幅度削减层间间隔时间，同时采用控制和补偿表面水分蒸发散失的措施。斜层铺筑法，人为缩小浇筑面积，大幅度削减层间间隔时间，对混凝土的层面结合质量和抗剪能力都有可靠保证。

（1）施工仓面覆盖

高温条件下，采用保温被对仓面及时进行覆盖，不仅可以起到保温保湿的作用，还可以延缓碾压混凝土的初凝时间，减小VC值的增加，同时对运输车辆设置遮阳遮雨棚，以降低暴雨对混凝土拌和物含水量的影响。

（2）施工仓面喷雾

喷雾降温是夏季高温施工的重要质量保证措施之一。本工程仓面安设4台喷雾机，同时配有冲毛枪，对摊铺的混凝土表面不断喷雾，效果较好，未发现失水变白，结硬现象。若喷雾效果良好，可降低仓面温度3℃左右，减小了温度倒灌，营造了适宜浇筑的仓面小气候。国内外资料证明：VC值的大小与压实度及强度有密切关系。VC值损失在1～2h内影响不大，大于2h后VC值损失成倍增长。通过气温在29℃时，对仓面喷雾和未喷雾两种工况下VC值观测结果（见表1）可知，做好仓面喷雾降温工作，减小VC值损失，必须引起高度重视。

2.1.2 雨天施工

在降雨强度小于3mm/h的条件下，可覆盖防雨布继续施工，当降雨强度达到或超过3mm/h时，应停止拌和，迅速完成尚未进行的卸料、平仓和碾压作业，并采取防雨和排水措施。当雨停时，适当调大VC值，这样有利于提高碾压层面结合质量。

3 斜层铺筑法的优越性

在仓面较小，混凝土浇筑能力满足仓面要求时采用平层铺筑法；在仓面较大时，为缩短层间间隔时间，宜采用斜层铺筑法。由于斜层铺筑法的作业面积可以比较小，覆盖时间较短，对高温季节施工的制冷混凝土，可以减少温度倒灌，喷雾等设施也易于实施。若遇降雨，由于斜坡面的存在，也可以降低雨水对新浇碾压混凝土的侵害。

目前，国内外碾压混凝土施工基本上采用平层铺筑法施工，即每个摊铺层碾压合格后，再铺上一层混凝土，而碾压层间结合时间则有一定的控制时间，斜层铺筑法是增加浇筑面积而不增加层间结合时间，反而缩短层间结合时间，使结合质量更好，技术具有创造性和先进性。

3.1 缩短层间间隔时间及改善层面结合质量

碾压混凝土施工特点是通仓、薄层、连续铺筑碾压，碾压混凝土的施工速度快是广泛认可的，但由于分层碾压施工层面出现薄弱环节的几率比常态混凝土大，这些薄弱环节对抗剪强度和渗透性影响是相当大的，因此，层间间隔时间对混凝土层面结合质量和抗剪强度有重要意义，层间间隔时间缩短，可有效改善层面结合质量。

不难发现，平层铺筑法为了追求效率，不得不尽量挖潜混凝土初凝时间，甚至是初凝时间的上限，以争取更大的浇筑面积，而斜层铺筑法从工艺改变入手，追求效率的同时，通过改变坡比，人为控制层间间隔时间，使层间结合达到更好的效果。本工程浇筑过程中，平层铺筑法层间间隔时间为5～6h,而斜层铺筑法层间间隔时间缩短为3～4h，效果是明显的。

3.2 有效降低浇筑温度

碾压混凝土发展至今，进入夏季高温季节，施工基本处于停工状态，这一问题一定程度上束缚着碾压混凝土的生命力。银盘电站因客观原因错过冬季施工的黄金季节，仓面气温超过30℃，按惯例面临停工可能，在参考其他工程经验的基础上，结合本工程的特点，充分发挥碾压混凝土水泥用量小，水泥水化热低，混凝土收缩小，徐变度小等优点，在优化混凝土原料、配合比及外加剂的同时，通过合理的浇筑方法降低浇筑温度和减小温度倒灌对碾压混凝土质量的影响。为了更好的了解不同的浇筑方法对混凝土温度的影响，对温度做了大量的观测。现选择同一仓面4月30日平仓铺筑法与5月17日斜层铺筑法实测资料进行比较见表2和图2。这两天气温和入仓温度相近，可以更直观的反映平层铺筑法与斜层铺筑法对混凝土浇筑温度的影响。

由图2不难看出，当气温、入仓温度相近的工况下，斜层铺筑法的浇筑温度明显低于平层铺筑法，说明斜层铺筑法可有效降低浇筑温度和温度倒灌，因此，在高温季节施工，此法是非常适合大仓面通仓浇筑的。

另外通过对埋设在纵向围堰温度计实测混凝土温度资料与设计混凝土温度比较分析，最高温度在34.6℃，没有超过设计温度36.0℃。且温度均经历了升温、降温、升温又降温的过程，且呈现上部温度依次高于下部温度，同时上部温度变幅大于下部温度变幅的现象，配合冷却水管通水降温，斜层铺筑法施工工艺在温度控制上是满足设计要求的。

3.3 提高效率、降低成本

碾压混凝土平层铺筑过程中，不可避免遇到大仓面，受层间间隔时间的限制，人为将大仓面划分几个小仓面，增加了模板的安拆费用，同时也增加了模板边缘变态混凝土。而斜层铺筑法可以不受仓面面积的控制，无需将较大仓面划分成几个较小仓面，把多个分仓合并成一仓，封仓口数量由多个变成一个，取消分仓模板，使碾压混凝土以大方量、长时间连续进行。另外，与拌和楼拌和能力相适应，更具有灵活性。本工程将纵向围堰分成上纵段C0～C3（堰头）、上纵段C3～C9、坝身段C9～C10、下纵段C10～C16、下纵段C16～堰尾，待浇筑至高程191.5m后，通仓采用斜层铺筑法,每仓方量最大可达1万多m3，大大提高了人员施工、设备利用效率，降低了生产成本。

3.4 明显提高施工进度

碾压混凝土筑坝简化施工工艺，实现快速、大仓面碾压施工，达到速度快、成本低、质量易保证、安全可靠，正在被越来越多的水利枢纽工程采用。江垭水利枢纽是治理洞庭湖浑涝灾害的重要工程，装机容量300MW，年发电量7.56亿kW/h，1号机组计划1999年发电。大坝提前具备蓄水条件，1、2号机组于1999年5月8日提前发电，工程提前发挥效益与采用斜层铺筑法使大坝提前达到计划高程是分不开的 。云南戈兰滩水电站利用翻身悬臂式模板将溢流面常态（抗冲磨）混凝土与碾压混凝土同时上升浇筑，坝体优化设计，利用结构缝铺路，自卸车直接入仓，通仓采用斜层铺筑法，每仓浇筑方量可达3万m3，目前，大坝共浇筑40多万m3，其中，碾压混凝土浇筑36万m3左右。本工程采用斜层铺筑法浇筑，最大日浇筑强度可达2 800m3/d，平均月浇筑强度5万m3左右，截止6月，已累计完成18.7559万m3,为工程按期完成创造了有利条件。

4 结语

本工程的实践证明，斜层铺筑法可实现大仓面混凝土连续铺筑充分发挥碾压混凝土高效快速的优点，加快施工进度、缩短工程工期；可以有效的降低混凝土浇筑温度，缩短层间间隔时间；有利于提高混凝土的质量；可以适当降低混凝土拌和系统生产能力；减少分缝分块、降低生产成本。因此，在国内外碾压混凝土筑坝技术进一步完善的同时，斜层铺筑法必然会被越来越多的水利枢纽工程所采用。