碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法工法特点

《碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法》用变态混凝土替代常态混凝土施工，解决了碾压混凝土筑坝中振动碾无法碾压部位的施工难题，不仅便于运输和摊铺施工，而且有利于与相邻混凝土结合，减少施工干扰。

1.施工方法简单。该工法是在已铺筑的碾压混凝土中加入一定数量的浆体（水泥 粉煤灰 水 外加剂），用常态混凝土振捣的方法完成混凝土施工，减少了坝内的混凝土品种，使异种混凝土的施工干扰大为简化，施工方法简单。

2.减少施工干扰、施工效率高。采用该技术可将碾压混凝土改性，对碾压混凝土模板周边、坝肩岸坡、廊道及孔洞四周无法振碾和施工干扰部位采用变态混凝土，能确保铺洒灰浆的碾压混凝土摊铺厚度与平仓厚度相同，减少了施工干扰和人工作业量，提高了施工效率。

3.施工质量好、投资省。采用变态混凝土解决了异种混凝土之间结合不良的困难，其性能可达到同设计标号常态混凝土的各项要求，能有效提高碾压混凝土层面结合能力和抗渗均匀性。同时由于减少了水泥用量，对降低混凝土的水化热温升有益，节省工程投资。

碾压混凝土筑坝技术具有施工机械化程度高、快速、经济的特点。自20世纪80年代该项技术引入中国之后，施工工艺日益完善，通过20多年来在设计、材料、施工工艺等方面的创新发展，已形成了具有中国特点的技术模式。其中变态混凝土是一种典型的创新技术和工艺，变态混凝土是在碾压混凝土摊铺施工中铺洒灰浆采用振捣的方法捣固密实，而形成的富浆碾压混凝土。该工艺成功地解决了碾压混凝土模板周边、坝肩岸坡、廊道及孔洞四周无法振碾和施工干扰难题。从20世纪90年代初期开始，荣地、普定、石漫滩、沙牌、百色、招徕河、光照等水电站工程相继采用了变态混凝土技术，并不断扩大和发展其应用范围，截至2005年，该技术已在所有的碾压混凝土坝工程中得到应用。《碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法》是在上述众多工程变态混凝土施工实践的基础上总结形成，并得以不断完善和推广应用。

碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法适用范围

《碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法》适用于碾压混凝土模板周边，廊道、结构孔洞、钢筋、止水片及埋件周围等；坝肩岸坡、垫层混凝土等振动碾无法碾压的部位。

碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法工艺原理

《碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法》的工艺原理叙述如下：

变态混凝土是在碾压混凝土拌合物中加入一定数量的灰浆（水泥 粉煤灰 水 外加剂），使之改变工作度，达到能用常态混凝土作业法捣固密实的一种施工工艺。灰浆宜采用在新铺碾压混凝土的底部或中部铺洒，然后采用常态混凝土作业法捣固密实。采用该工法施工能够加快施工进度，保证工程质量，而且能够取得较好的经济效益。铺洒灰浆的碾压混凝土的铺层厚度可以与平仓厚度相同，以减少人工作业量，提高工作效率，减少工程成本。加浆量应根据具体要求经试验确定。

碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法施工工艺

• 工艺流程

《碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法》的工艺流程：碾压混凝土铺筑→平仓→碾压→挖槽→加浆→填槽→振捣→复碾。

加浆振捣后的混凝土，必须满足设计要求的各项物理性能指标和耐久性指标。同时应满足2005年前已执行的《水工碾压混凝土施工规范》的有关规定。

• 灰浆体配合比设计

《碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法》的灰浆体配合比设计如下：

一、拌制灰浆体使用的材料与碾压混凝土原材料保持一致，不得另选材料。

二、灰浆体的浓度、水胶比及加浆量等重要参数应通过试验确定。灰浆体所用材料与碾压混凝土拌合物保持一致，加浆量多少与碾压混凝土的V_c值有关，在试验时应充分考虑（一般当V_c值为5~10秒时，加浆量采用体积比5%~7%），使加浆后混凝土的工作度达到1~4厘米，水胶比宜不大于同种碾压混凝土的水胶比，满足设计要求的各项物理性能指标和耐久性指标。

三、为了便于现场控制灰浆体水胶比，采用灰浆体浓度控制法。现场浆体浓度控制应采用比重法。

• 操作要点

《碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法》的操作要点如下：

一、灰浆体

1.灰浆体拌制必须设置灰浆搅拌站，净拌和时间不得少于120秒，严禁采用人工拌制。

2.灰浆体应严格按批准的配合比配制，对沉淀的浆体或超过8小时的灰浆体予以清除，重新配料拌制。

3.对新拌灰浆体经检查比重达不到要求时，不得再加水和粉煤灰，而应加水泥，加至比重达到要求为止。

二、加浆振捣工艺与要求

1.变态混凝土应随碾压混凝土浇筑逐层施工，一般宜采用底部或中部加浆法；变态混凝土的铺层厚度宜与平仓厚度相同。

2.加浆振捣的工序为：平仓→碾压→挖槽→加浆→填槽→振捣→复碾。如图1所示。

3.碾压时，加浆振捣部位不得碾压，其他部位仍按要求的密实度碾压。目的是为了防止浆体扩散到加浆振捣区域之外，保证加浆振捣效果。

4.加浆量应经试验确定，严格按规定用量控制。宜采用能计量的专用加浆器具，加浆量应通过计算控制[如：上游坝面振捣宽度为30厘米，碾压层厚30厘米，加浆量（加浆量按6%）为每米加入3×10×3×0.06=5.4升]。视碾压混凝土的V_c值的变化，可适当调整加浆量。

5.变态混凝土振捣应使用高频振捣器，振捣时间宜大于常态混凝土1~2倍。保证浆体翻至表面。同时振捣器应插入下层混凝土5厘米，保证均匀性和上下层结合。

6.在变态混凝土与碾压混凝土的接合部，用振动碾复碾。复碾的范围应进入变态混凝土20厘米以上。碾压遍数为仓面碾压遍数的1/2。

7.止水片周围是变态混凝土施工的关键部位之一，应严格按设计要求施工，采取措施支撑和保护止水材料，确保振捣密实。

《碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法》采用的机具设备见表1。

《碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法》的质量控制要求如下：

1.施工作业队的操作人员应事先进行技术培训，现场值班技术人员对浆体浓度和加浆量操作方法等实施全过程监督；

2.现场值班技术人员对浆体浓度每2小时检测一次，质检人员负责监督加浆振捣工艺并每班不少于一次抽查浆体比重；

3.试验室对变态混凝土进行检测。必须对加浆振捣后的混凝土进行取样，每上升3米不得少于一组，用于检验混凝土有关物理性能评定指标；

4.对现场实物取样进行数理统计，用以分析施工水平和混凝土验收；

5.冬期施工时，除执行该工程混凝土有关冬期施工的规定外，应特别注意变态混凝土的防冻，在振捣完毕后应立即覆盖保温材料保温。保温材料严禁使用草袋及可能对混凝土造成污染的材料。

采用《碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：

1.坚决贯彻执行国家《劳动法》和有关安全法律、法规；

2.建立健全安全组织机构，设置专职、兼职安全员；

3.起重设施可靠完好，整个现场及各项机具无不安全状态，起重操作人员要坚持持证上岗制度；

4.编制安全作业指导书，严格按指导书要求作业。

在采用《碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法》施工过程中认真贯彻落实国家和部门有关环境保护的法律、法规和规章，做好施工区域的环境保护工作。

《碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法》的效益分析如下：

碾压混凝土模板周边，廊道及孔洞周围、止水片及埋件周围等部位；坝肩岸坡垫层混凝土按设计要求采用变态混凝土。变态混凝土施工较异种混凝土和常态混凝土施工提高了工效，施工质量得到了保证，混凝土达到了外光内实，具有经济效益。

《碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法》的应用实例如下：

• 实例1

石漫滩复建工程为碾压混凝土重力坝，碾压混凝土工程量36万立方米，在碾压混凝土模板周边，廊道及孔洞周围、钢筋、止水片及埋件周围等部位，使用变态混凝土代替常态混凝土施工约1.6万立方米，变态混凝土宽度为30厘米，碾压层厚30厘米，加浆量5%，每米加入5升，加浆后混凝土坍落度变化范围在1~3厘米变态混凝土现场取样检测统计资料表明，各项物理性能指标均满足设计要求，节约工程投资200万元。

• 实例2

招徕河工程为碾压混凝土高薄双曲拱坝，碾压混凝土工程量18万立方米，在碾压混凝土模板周边，廊道及孔洞周围、钢筋、止水片及埋件周围及岸坡等部位，使用变态混凝土施工约1.0万立方米；变态混凝土宽度为50厘米，碾压层厚30厘米，加浆量5%，每米加入7.5升。加浆后混凝土坍落度变化范围在2~4厘米。变态混凝土现场取样检测统计分析，各项物理性能指标均满足设计要求，节约工程投资100多万元。

• 实例3

普定水电站碾压混凝土拱坝坝高75米，坝体混凝土总量14.99万立方米，其中碾压混凝土12.7万立方米。工程于1991年开工，1993年5月完工。该工程大量采用了变态混凝土施工技术，通过室内外试验研究了变态混凝土加浆量和泛浆振实关系，变态混凝土均匀性及质量离散程度。该工程变态混凝土的容重、抗压强度、离散性均达到较高技术指标，均匀性良好，离差系数Cv<0.081。

• 实例4

百色大坝是一座全碾压混凝土重力坝，碾压混凝土浇筑方量为210.4万立方米。在百色大坝施工中，变态混凝土得到广泛应用，变态混凝土总方量达16.33万立方米左右。整个大坝岸坡常态混凝土垫层周围及部分岸坡坝基部位、上下游模板边、伸缩缝、上下游止水材料埋设处、廊道、电梯井周边、观测电缆周边、拼缝钢筋网部位及振动碾碾压不到的部位全部采用变态混凝土。施工完后混凝土面层光滑内部密实，未发生裂缝及其他缺陷，经钻芯取样发现，芯样致密光滑，结合部位无法区分辨认，改性混凝土各项力学性能指标能完全满足设计要求。

注：施工费用以2005-2006年施工材料价格计算

2008年1月31日，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2005-2006年度国家级工法的通知》建质[2008]22号，《碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法》被评定为2005-2006年度国家一级工法。 2100433B

《碾压混凝土快速筑坝技术》是一本具有较高理论水平和丰富工程实践的技术专著。

全书共13章，内容包括：碾压混凝土筑坝技术发展水平，碾压混凝土坝设计与快速施工，原材料与工程实例，碾压混凝土配合比设计与实例，碾压混凝土性能研究与应用，碾压混凝土掺合料研究与应用，石粉在碾压混凝土中的研究与利用，变态混凝土施工技术，碾压混凝土快速施工关键技术，碾压混凝土温度控制与防裂，碾压混凝土质量控制与工程实例，钻孔取芯、压水及原位抗剪试验，碾压混凝土围堰与CSG筑坝技术等。

《碾压混凝土快速筑坝技术》是从事水利水电工程建设、设计、科研、施工、监理的广大工程技术人员及大专院校相关专业师生的重要参考资料。

在中国水力资源极为丰富的西南地区，修建高坝，加快清洁能源开发，是国家能源发展战略。采用碾压混凝土筑坝技术，具有快速、经济等优势，一直得到坝工界的青睐。《中国碾压混凝土筑坝技术(2010)》收集的贵州沙沱等碾压混凝土大坝建设中管理和施工技术成果，主要有碾压混凝土拌和料入仓手段、材料配合比、掺合料选择及坝体高温季节施工技术等内容。

《中国碾压混凝土筑坝技术(2010)》可供类似工程设计、施工、科研等部门有关人员参考。

序

前言

第1章 综述

1.1 我国碾压混凝土筑坝技术发展水平

1.2 碾压混凝土坝的发展历程

1.3 碾压混凝土筑坝技术推广应用

1.4 碾压混凝土快速筑坝关键技术探讨

1.5 碾压混凝土快速筑坝技术创新及反思

第2章 碾压混凝土坝设计与快速施工

2.1 概述

2.2 碾压混凝土坝设计与快速施工

2.3 碾压混凝土设计指标与坝体材料分区

2.4 碾压混凝土坝设计简介

2.5 结语

第3章 原材料与工程实例

3.1 概述

3.2 水泥性能与工程实例

3.3 粉煤灰性能与品质检测

3.4 水工混凝土外加剂性能

3.5 骨料性能与工程实例

3.6 结语

第4章 碾压混凝土配台比设计与实例

4.1 概述

4.2 碾压混凝土配合比参数选择

4.3 配合比设计依据及内容

4.4 碾压混凝土配合比设计方法

第5章 碾压混凝土性能研究与应用

5.1 概述

5.2 碾压混凝土性能及影响因素

5.3 外加剂、VC值、温度与凝结时间关系研究

5.4 自生体积变形、绝热温升及徐变试验

5.5 人工砂掺河砂碾压混凝土性能试验研究

第6章 碾压混凝土掺台料研究与应用

6.1 概述

6.2 碾压混凝土掺合料微观分析研究

6.3 SL掺合料在戈兰滩工程中的研究与应用

第7章 石粉在碾压混凝土中的研究与利用

7.1 概述

7.2 石灰岩石粉

7.3 石粉对碾压混凝土性能影响

7.4 碾压混凝土外掺石粉代砂工程实例

7.5 百色辉绿岩人工砂石粉在碾压混凝土中利用研究

第8章 变态混凝土施工技木

8.1 概述

8.2 变态混凝土配合比试验

8.3 变态混凝土施工技术

8.4 防渗区变态混凝土掺纤维试验研究

8.5 变态混凝土在百色RCC主坝中的应用

第9章 碾压混凝土快速施工关腱技术

9.1 概述

9.2 碾压混凝土快速施工关键技术

9.3 金安桥大坝碾压混凝土快速施工关键技术

9.4 严寒干燥地区的龙首拱坝RCC施工

第10章 碾压混凝土温度控制与防裂

10.1 概述

10.2 温度控制基本资料及标准

10.3 碾压混凝土温度控制措施

10.4 温度控制与防裂技术创新与探讨

10.5 某水利枢纽工程碾压混凝土重力坝温度控制

第11章 碾压混凝土质量控制与工程实例

11.1 概述

11.2 质量控制和评定规定

11.3 碾压混凝土其他质量控制措施及探讨

11.4 核子密度仪在碾压混凝土中的应用

第12章 钻孔取芯、压水及原位抗剪试验

12.1 概述

12.2 大坝碾压混凝土钻孔取芯

12.3 碾压混凝土现场压水试验

12.4 碾压混凝土芯样性能试验

12.5 碾压混凝土原位抗剪断试验

12.6 大坝碾压混凝土钻孔取芯及压水试验

12.7 金安桥大坝碾压混凝土芯样性能试验

12.8 大坝碾压混凝土现场原位抗剪断试验

第13章 碾压混凝土围堰与CSG筑坝技术

13.1 碾压混凝土围堰

13.2 胶凝砂砾石(CSG)筑坝技术

13.3 龙滩碾压混凝土围堰设计与快速施工

13.4 功果桥上游围堰CSG配合比设计及应用

附录1 国家级工法——《水工混凝土配合比试验工法》

附录2 国家级工法——《碾压混凝土筑坝中变态混凝土施工工法》

附录3 某工程大坝碾压混凝土施工工法

主要参考文献 2100433B