施工技术与应用 豳四墨 干热河谷环境下水工大坝碾压混凝土配合比设计及施工探讨 摘要：龙开１３水电站坝址位置处于金沙江中游，气候环境属干热河谷环境，在坝体碾压混凝土施工过程中，出现了混凝土 表面失水快、碾压质量差、碾压一次合格率偏低的状况。为克服问题，本工程通过对配合比设计的优化，加强碾压混凝土现场环 境因素的控制，提高了碾压混凝土压实度检测一次合格率、改善了碾压混凝土在干热环境下施工质量问题。 关键词：大坝；干热河谷；碾压；混凝土；施工 １、工程概述 龙开口水电站位于金沙江中游、云南省大理州与丽江市交界的鹤庆 县朵美乡龙开口村河段上，电站装机规模为１８００ＭＷ，是金沙江中游河段 规划的第六个梯级电站，上接金安桥水电站，下邻鲁地拉水电站。 工程主要由挡水建筑物、泄洪冲沙建筑物、右岸坝后式引水发电系统 及左右岸灌溉取水口等建筑物组成。拦河大坝采用碾压混凝土重力坝，坝 顶高程１３０３．ＯＯｍ，最大坝高１１６．ＯＯｍ，坝顶长７９８．Ｏ０ｍ，设计坝体常态混凝土 约９５．９６万 ，碾压混凝土约２５７．７万 。 ２、工程气象特征 龙开口水电站工程区属亚热带气候，气候复杂多变，干湿季节分明， ６～９Ｎ为雨季，１０月～次年５月为旱季；其中旱季跨越冬、春、夏季，日照强 烈、空气干燥，极端最高气温３９．５℃、极低湿度２１％、坝址河谷属典型的干 热河谷，工程气象特征值表如下表示。 表１龙开ｔ：２坝区气象特征值表 １月 ２月 ３月 ４月 ５月 ６月 ７月 ８月 ９月 １ ｏ月 １１月 １ ２月 日最高气 ２７．６ ３０．８ ３４．１ ３６．２ ３９ ３ ３９．５ ３７．１ ３４ ９ ３５３ ３１．６ ２９．９ ２６ ８ ．温℃ 平均气温 １４．１ １６．８ ２１．２ ２４．１２４ Ｃ ２６ ２ ２５ ３ ２４．４ ２２．９ ２Ｏ ２ １６．５ １２．７ ２０ ７ 平均湿度 ３６ ３８ ２１ ２２ ４５ ５８ ７３ ７０ ７３ ７０ ５ｌ ５５ Ｒｔｔ％ ３、碾压混凝土施工特性及质量要求 碾压混凝土属干硬性混凝土，混凝土拌合通过强制式搅拌机拌合， 混凝土稠度采用维勃稠度仪检测的ＶＣ值表示，通常ＶＣ值控制在３～１２ｓ 【ｌ】，混凝土半只完成后采用自卸车、皮带系统输送人仓。混凝土输送入 仓后，采用平仓机摊铺平整，采用大型振动碾碾压至密实，局部边角采 用小型碾压机具压实；碾压密实的混凝土采用核子密度仪进行混凝土 压实度检测。碾压混凝土每一升层按碾后３０ｃｍ控制，每一升层压实度 检测全部合格后再进行下一升层的混凝土人仓、摊铺及平整、碾压、检 测循环。 龙开口水电站上游正常蓄水位 １２９５，下游正常发电水位 １２１９， 上下游水位差７６ｍ，坝体防渗采用碾压混凝土本体防渗，不另设额外的 防渗结构，为满足碾压混凝土本体防渗要求，设计提出≥９８．５％压实度 控制标准，较高于规范≥９７％ｔｚ】的规定；由采用碾压混凝土本帖已防渗， 混凝土施工过程中不允许存在碾压不密实的部位，压实度年后合格率 应满足１００％要求，对于一次碾压达不到≥９８．５％压实度的区、点，采取 二次补碾的处理措施，直至压实度符合设计要求，放能进入下一升层 工序施工。 ４、影响混凝土压实质量的关键因素 根据碾压混凝土施工特性，影响碾压混凝土压实因素有：混凝土ＶＣ 值、和易性、碾压参数（包括碾压机具型号、碾压遍数、碾压震动类型）。其 中碾压参数可以通过碾压混凝土工艺试验进行确定。混凝土ＶＣ值、和易性 等混凝土性能可以通过施工前配合比设计进行拟定；状态良好的碾压混 凝土，其应具备良好的颗粒级配、合适的胶凝材料含量、混凝土其内部应 密实并略带弹性、表面泛浆完全、碾压面光滑洁净。 大坝主体碾压混凝土施工前，一般情况下，均要进行碾压混凝土工艺 试验，确定碾压混凝土的拌合工艺、现场施工工艺、以及的碾压参数；同时 通过碾压混凝土的施工情况，评估碾压混凝土的施工性能。在碾压参数确 定的情况，影响碾压混凝土的碾压质量主要由碾压混凝土的ＶＣ值、和易性 决定；ＶＣ值影响碾压混凝土在特定的碾压参数下混凝土碾压面表面完全 泛浆的时间，碾压混凝土和易性主要影响混凝土的保水性、砂浆包裹骨料 的性能、以及砂浆在外力作用下在粗骨料之间的间隙移动的性能。 ５、初期配合比设计及干热环境对碾压混凝土施工质量 的影响 龙开口水电站常规设计的配合比，配合比其设计出机ＶＣ值３～８ｓ，设 计含气量３．５～４．５％。配合比采用普通硅酸盐４２．５水泥，Ⅱ级粉煤灰，白云 岩质人工砂石骨料，混凝土外掺缓凝高效减水剂及引气剂，具体配合比见 下表。 表２工程主要碾压混凝土配合比 粉煤灰掺 设计ｖｃ 混凝土材料用量（ｋｇ／ｍ ） 标号 级配 水胶比 量，％ 值，ｓ 水 水泥 盼煤灰 细骨料 粗骨料 减水剂 ｇＩ气剂 Ｃ 。１５Ｗ６Ｆ１００ ０ ５５ ６０ ３—８ ８６ ６３ ９４ ７３８ １５３１ １ ０９ ０．３１３ Ｃ ２０Ｗ６Ｆ１００ ０ ５０ ６０ ３—８ ８６ ６９ １０３ ７ｌｌ １５４３ １．２Ｏ ０．３４４ Ｃ∞２０Ｗ８Ｆ１００ ０．５０ ５５ ３—８ ９８ ８８ １０８ ７７５ ｌ４０７ １．３７ Ｏ．３９２ 根据工艺试验成果，模拟混凝土从拌合生产后、混凝土经水平运输至 仓面摊铺后，混凝土ＶＣ值较出机口检测结果平均增加４．３ｓ，按设计３～８ｓ 计，混凝土摊铺碾压时ＶＣ值为７～１２ｓ，符合相关施工规范要求。 根据以上确定的配合比，以及碾压混凝土工艺试验成果，龙开口水电 站大坝碾压混凝土在旱季干热环境下，由于日照强、气温高、湿度低，碾压 混凝土入仓、摊铺后，混凝土表面内部（通过毛细管原理）失水严重、颗粒 粉化、包裹性差、骨料分离严重；同时由于混凝土失水，在设定碾压参数 （机具型号、碾压遍数）下，压实度一次检测合格率偏低，混凝土表面质量 差。根据现场检测情况，混凝土碾压前ＶＣ值平均值为８．６ｓ，含气量平均值 为２．９％，１５８７次压实度检测，一次检测合格率为８２．３％；同时混凝土出现 泛浆不完全、表面发白、颗粒粉化现象，骨料分离严重、碾压面局部骨料 集中。 ６、配合比优化及仓面环境改善施工技术措施 根据以上问题情况，找出主要原因是由于配合比设计时，出机口ＶＣ值 偏高，同时由于天气高温干燥的原因造成上述质量问题。因而经过研究， 决定对混凝土配合比进行优化、以及加强仓面气象条件技术措施的投入。 ６．１配合比优化 根据以上质量状况，工程参见单位要求对碾压混凝土配合比进行优 化设计，结合已取得的工艺试验成果，经研究决定，将碾压混凝土配合比 ＶＣ值由原来３—８ｓ降低至Ｏ～５ｓ，优化后配合比如下表所示。 ・２６９・ 施工技术与应用 表４工程主要碾压混凝土配合比 粉煤灰掺 设计ｖｃ 混凝土材料用量（ｋｇ／ｍ ） 级配 水胶比 量％ 值，Ｓ 水 水泥 粉煤灰 牺骨料 粗骨料 减水剂 引气剂 ，４．１％，压实度检测４９３８７组一次检测合格率为９７．３％，较优化之前有较大提 高，大大减少了二次复碾工序，提高了碾压混凝土每升层施工进度；同时 混凝土具有较好的可碾性，碾压后混凝土浸润、表面光洁、有弹性；混凝土 标号 砂浆包裹性能良好，轻度骨料集中。 ｌ５Ｗ６Ｆ１ｏ０ ０．５５ ６０ ０～５ ９０ ６５ ９８ ７９８ ｌ４５０ ｌ＿ｌ５ ０ ６５５ ７、结语 国内多个碾压混凝土大坝工程出机口ＶＣ值设计多采用３～１５ｓ范围内 设计值，如岩滩采用５～１５ｓ设计ＶＣ值、大朝山采用３—１０ｓ设计ＶＣ值、景洪 Ｃ∞２０Ｗ６Ｆ１００ ０．５０ ６０ ０～５ ９０ ７２ １０ １０８ ７７０ １４６０ １．２６ ０．７２０ Ｃ帅２ＯＷ８ＦＩＯ０ ０．５０ ５５ ０～５ １ ９ｌ ｌｌ１ ８１１ １３５５ １．４１ ０．８０８ 采用３～５ｓ设计ＶＣ值。龙开口工程地处于热河谷，由于特定气候条件的影 确定配合比ＶＣ值后，混凝土生产时根据施工现场的气候条件变化，实 响，采用技术要求５—１２ｓ、３～８ｓ配合比设计ＶＣ值不能良好满足现场施工 行动态调整 出机口混凝土ＶＣ值。当仓面处于高温、干燥环境时出机口ＶＣ 要求，通过优化后，采用０～５ｓ的设计ＶＣ值、并通过动态调整，确保碾压混 值按０～２ｓ控制，当处于阴雨天气ＶＣ值按５ｓ左右值控制５ｓ左右，夜间施工 凝土摊铺、平整后，碾压前在２～５ｓ范围之内，能良好改善了碾压混凝土可 ＶＣ值按２～３ｓ控制。 碾性、以及表面泛浆性能，混凝土却得较好的压实质量、表面质量，提高一 ６．２仓面气象环境改善措施 次压实度检测合格率。 为改善特定环境下得干燥、高温的气象环境下对碾压混凝土施工影 通过优化后，混凝土碾压施工质量良好，目前工程已经进行下闸蓄水 响，除对混凝土配合比优化、及拌合站生产温控混凝土外，碾压混凝土仓 阶段，通过廊道水渗漏情况监测，坝体渗水渗透量与设计要求持平，充分 面施工设计也进行了相关措施的优化，在仓面资源配置中，通过在施工仓 表明了本工程碾压混凝土施工质量良好。通过优化后，提高了提高一次压 面增强配置ＧＳＷ２０型高压射流造雾机，为仓面进行增湿降温，该设备造雾 实度检测合格率，避免了大规模的二次复碾、压实度二次检测工序，有效 流量为２０Ｌ／ｍｉｎ，喷雾射程≥３５ｍ，满足水工大型仓面碾压混凝土施工需要； 提高了碾压混凝土施工进度，体现碾压混凝土工艺简单、快速、连续施工 同时对局造雾机不能覆盖的部死角部位，采用风水进行补喷，大量改善 的优点。 了仓面湿度环境及温度环境，通过仓面措施改善，有效提高仓面环境湿度 参考文献 ２０～３０ＲＨ％，温度降低３～５℃。 ［１１１１］、［２］、【３】《水工碾压混凝土施工规范》ＤＬ／Ｔ５１１２—２００９ ６．３优化后混凝土施工质量状况 ｆ２１《水工碾压混凝土试验规程》ＤＬ／Ｔ５４３３—２００９ 通过优化，混凝土进入仓面摊铺平整碾压前，ＶＣ值平均值２．７ｓ，含气量 『３１《水工混凝土配合比一设计规程》ＤＬ／Ｔ５３３０—２００５ （上接第２６８页）双色线，以便于日后的接线清楚无误。穿线管内不允许留 摇篮测，用１ＫＶ摇测，线间及对地的绝缘电阻应不低于１０Ｍ。 有导线接头。施工中应采取不同颜色的导线严格区分ＰＥ线和工作零线，ＰＥ 线应采用黄绿双色线，在任何情况下不准使用黄绿双色线作负荷线线路 ５结束语 在试电前进行绝缘电阻测试，选用５００Ｖ，Ｏ一５０ｏＭ的兆欧表测量，普通铜芯 总之，我们电气工程人员一定要重视电气设备的安装质量，根据建筑 线线间绝缘电阻以不小于０．５Ｍ为合格。电力电缆绝缘电阻以不小于１０Ｍ为 电气设备工程的特点，做好与其他专业的协调，并严格安装规范和设计要 合格。 求进行安装施工，确保用户能够正常和安全用电。 ４．３电缆敷设的施工方法 参考文献： 变配电室内全部电气设备及用电设备配电箱柜安装完毕，电缆桥安 ［１】冯叙：《浅谈建筑电气设备安装与维护》，《科技资讯》，２００８（２８）。 装完毕，且检验合格，电缆检测合格后，即可进行电缆敷设工作。 【２］张建宁：《浅谈建筑电气安装工程的质量控制与管理》，《城市建设》， 根据设计图的要求选择电缆。施工前对电缆进行详细检查，并做绝缘 ２０１０（２）。 ‘９７０’
