#摘要通過對三級配 配合比優化，及其全斷面通倉澆筑工藝研究，論證大粒徑骨料的碾壓混凝土筑壩在壩面和壩體不另采取防滲措施的條件下，靠自身防滲擋水技術的可行性。關鍵詞大粒徑骨料 C防滲；施工工藝貴州普定水電站大壩采用最大骨料粒徑為40mm的富膠體二級配碾壓混凝土(以下將碾壓混凝土簡稱為RCC)作為壩體上游迎水面防滲層，取得了成功，為RCC筑壩技術的發展起到了較大的推動作用，但這在壩體混凝土填筑時，因為每層都要涉及二級配和三級配兩種RCC的施工，施工上仍有些不便。如果能通倉統一到最大骨料粒徑為80mm的三級配RCC施工，又能解決RCC自身防滲的問題，那么，RCC大壩的填筑將會更快，工程投資也會更節省，更能體現RCC筑壩的特點。而紅坡水庫大壩工程即是一個較好的工程實例。紅坡水庫工程位于云南省昆明市西山區的沙朗河上，其主體為RCC重力拱壩。壩高55.2m，最大拱軸線長244m，壩底最大寬度為26.55m，壩頂寬僅4.5m。該工程混凝土澆筑總量為7.71萬m3,其中RCC7.03萬m3。大壩全斷面為三級配RCC，其骨料最大粒徑為80mm，采用設兩道誘導縫全斷面通倉薄層澆筑連續上升的施工工藝。該工程現已全部竣工，且運行良好。紅坡水庫大壩RCC是在貴州普定RCC拱壩施工的基礎上，將骨料最大粒徑80mm的RCC擴大到整個壩體斷面，在壩體的上游不作特殊的防滲措施，依靠三級配RCC自身抗滲能力擋水蓄水，取得了較成功的經驗。現將紅坡工程RCC從配合比優化到施工工藝研究及控制作簡要論述。RCC配合比優化RCC與常態混凝土的主要區別在于水泥用量少，膠凝材料總量少。若采用骨料最大粒徑80mm的三級配混凝土則更加如此。因此，在滿足設計強度的同時，提高RCC的抗滲能力是本工程首要解決的問題。故優化RCC配合比，是提高RCC抗滲指標的非常重要的手段。RCC的主要設計指標《紅坡水庫技施設計說明書》要求主體工程R90-150號三級配RCC的各項性能指標如表1。1.2RCC原材料優選表1大壩RCC設計指標1.2.1RCC骨料紅坡工程混凝土采用西山石灰級配抗壓強度(90d)MPa抗拉強度(90d)MPa極限拉伸值(X10-4)MPa彈性模量(X104)MPa容重(kg/m3)抗滲等級保證率(%)級配151.50.652.5~3.02450W685巖軋制的人工骨料，由于軋制設備所限，軋制的粗骨料粒形較差。為防止大粒徑RCC骨料分離，在篩分中嚴格限制粗骨料大于80mm的超徑,并通過大量試驗選擇合理的砂率；細骨料試驗的細度模數在2.95，其中石分含量15.5%，實際施工控制的石粉含量在17%左右。.2RCC膠凝材料混凝土膠凝材料從溫控防裂角度出發，以控制水泥水化熱為目的。根據膠凝材料品質鑒定和多項試驗論證，以貴州水城水泥廠生產的“烏蒙山”牌P.O42.5水泥在摻高效緩凝減水劑、引氣劑和昆明陽宗海電廠的H級粉煤灰產生的水泥水化熱最低，其水化熱峰值為95.93J/g。因此，確定選用“烏蒙山”牌P.O42.5水泥和陽宗海電廠的II級粉煤灰作為主體工程RCC的膠凝材料。1.3RCC用水、砂率、水灰比及其力學、耐久性指標序號強度等級外加物(%)水膠比VC值(s)28d強度MPa彈模GPa極限拉伸值X10-4序號強度等級外加物(%)水膠比VC值(s)28d強度MPa彈模GPa極限拉伸值X10-4抗滲劈拉/抗壓壓(90)/壓(28)FDNTC-1F抗壓劈拉壓—拉—1C,,-1509007600555?10351391416384107之W9111159290C-1509007600605?10320321372400090>W8010164表2室內試驗指標■90 從表2可見，迎水面富膠凝材料RCC和壩內部RCC的性能指標均高于設計要求，且有較大的富余量。因此，在施工配合比計算時，適當地將煤灰摻量提高了5％。另外，從施工可操作性考慮，在砂石骨料的粒形較差、砂子細度模數較大和級配不良時，采用粉煤灰超量取代，取代量約為一個砂率。主體工程RCC施工配合比及適應于層間結合的水泥砂漿，水泥粉煤灰凈漿配比列入表3。表混凝i土、砂漿2、凈漿配合比表序號強度等級外加物(%)水膠比砂率(%)級配材料用量(kg/nq3)FDNTC-1F水水泥煤灰砂石1C"150900465055353438454997971491290C-150900465060363438550928231474—3—90C-15―09— 004 ―65—―055——35 —343— 84 54 —117*——776*——1491—490C"150900465060363438550110*802*1474590C-2006/50053100/2962792791173/690C.2006/50052//582560560//- 90 - - - - - - ' - ' - - ~ ' '說明:表中帶*數據為粉煤灰超量代砂配合比。其中煤灰增加18kg.而砂則按體積與粉煤灰相同的原則扣除21kg2三級配RCC通倉澆筑工藝研究工藝參數試驗場地為8.4X16.3(m2),布置在大壩的下游。RCC生產采用4.0X1.0(m3)的鄭州產拌合樓，東風自卸汽車運輸并直接入倉，人倉前對輪胎進行沖洗，并設置輪胎脫水路段。RCC設備采用BW—201AD和BW-75S振動碾，核子密度儀檢測壓實容重。均勻性RCC均勻性主要是指RCC在攪拌出料后的骨料離析和裹漿情況。經多次拌合試驗觀察其裹漿、粘罐情況及對拌和料的砂漿容重、粗骨料含量的相對試驗誤差分析，確定滿足均勻性條件的三級配RCC的投料順序為大石十小石十中石十砂T集料斗(骨料)十水(外加劑)十膠材一拌和機，拌和時間為180s,每罐混凝土的出機拌和量為0.85m3。2.2三級配混凝土碾壓工藝參數碾壓機行駛速度根據碾壓機械性能和多個條帶碾壓試驗所測容重大小的比較,確定施工時大小碾壓機的行駛速度為0.8~1.2km/h。.碾壓2遍數與壓實容重的關系混凝土碾壓遍數是控制RCC質量的一個最重要的指標，碾壓遍數少，則混凝土壓實容重小；過分碾壓，最大干容重反而降低。因此在選定鋪料厚度30cm和碾壓機行駛速度0.8?1.2km/h后，經不同碾壓遍數與壓實容重試驗確定，適合于主體工程混凝土碾壓的碾壓遍數BW-201AD為無振2遍十有振6~8遍十無振2遍，BW-75S為無振2遍十有振24~26遍十無振2遍。經實際施工檢測證明，在上述工況參數條件下，三級配RCC的壓實容重可以達到2500kg/m3,壓實度99.5%,合格率滿足100%的要求。2.2.3層間結合試驗我局在普定RCC施工時，對RCC層間結合已作了大量的試驗研究工作，取得了諸如不同層間間歇時間的層面處理和在老混凝土面上鋪設高一級強度水泥砂漿等許多成功經驗。針對本工程三級配混凝土滿鋪到整個倉面的問題，擬在大壩迎水面2m范圍和兩岸周邊變態混凝土區采取鋪灑水泥粉煤灰凈漿。在老混凝土層面區鋪水泥煤灰砂漿,連續施工的層面不鋪砂漿的工藝措施,并在試驗塊的第2~第3層和第3~第4層的不同碾壓條帶進行鋪與不鋪砂漿、灑與不灑凈漿的層間工況試驗。經一定齡期鉆孔取樣觀察，鋪灑砂漿與水泥凈漿的RCC的層間結合良好，看不出層縫痕跡。2.3澆筑工藝過程控制.機1前控制所謂機前控制是指混凝土拌和出機前的控制,在這個過程中,主要采取了如下控制措施：(1)原材料品質以控制粗骨料的超徑、細骨料的細度模數和石粉含量以及含水量為主。本工程使用的是人工砂,其細度模數控制在2.6~2.8。石粉含量大于15%。砂子的含水量通過增設脫水過渡砂倉,使砂子含水量控制在5%左右。

（2）拌和樓在料源控制的基礎上,試驗人員依據規定的工法嚴格控制投料順序,定期檢查和校正稱量誤差以及出機混凝土的稠度，并根據氣溫、原材料的變化，及時調整RCC的用水量，以保證三級配RCC的施工可操作性。（3）不合格品控制對RCC生產中因誤投或少投材料的混凝土產品要廢棄；對因砂子含水量發生變化,致使混凝土稠度不合格的產品采用加水或加水泥的辦法進行處理；對剛開盤澆筑的前幾盤混凝土有可能產生的不合格品,汽車運至倉面后,作均勻攤開處理。2.3機.后2控制措施機后控制主要指運輸過程和倉面施工控制其主要有以下幾點：（1）倉面RCC稠度控制倉面RCC的稠度決定了RCC的施工可操作性。要正確掌握倉面RCC的稠度與拌和樓出機口稠度、運輸距離、環境溫度及混凝土凝結時間的關系。經試驗得知,在溫度20℃左右時,RCC從出機口到倉面經運輸卸料，Vc值將損失2s。因此，為保證倉面RCC容易操作，出機口混凝土的Vc值控制在6s以內，并隨環境溫度高低進行相應調整。經對整個壩體三級配RCC稠度進行的168次Vc值測試顯示，其平均值為8.4s，說明三級配RCC的稠度控制是有效的。（2）RCC現場均勻性控制紅坡水庫大壩三級配混凝土，骨料最大粒徑達80mm，在施工過程中更容易引起骨料分離。為保證紅坡RCC的均勻性，主要采取如下控制措施：①汽車多點接料，后退法布料；②用D31P推土機平倉后，對骨料較集中的局部輔以人均勻分散；③對于級配欠佳的料堆，用裝載機翻拌后薄攤于底層，上部用均勻料覆蓋。局部大骨料 主要技術處理措施壩.1肩基巖面接合在普定RCC施工時，壩肩基巖面澆筑常態混凝土，RCC與常態混凝土通過變態混凝土結合。紅坡大壩RCC在試驗充分論證的基礎上，采用巖面坐漿、RCC中間夾漿的方法進行鋪筑。即在基巖面上，先坐一層水泥煤灰凈漿，后將三級配RCC滿鋪1/2層厚，再灑一層漿，再鋪三級配RCC至一層厚度后，用插人式振搗器進行振搗出漿為止，從而取消壩肩常態混凝土。這種用骨料80mm粒徑的變態混凝土取代常態混凝土的施工方法，簡化了施工工序，加快了施工進度。迎水面對迎水面2m范圍內的RCC（如圖2），除在配合比上采用稍富膠凝材料設計外，施工時在每升層老混凝土面上先鋪灑一層水泥煤灰凈漿，布料時，輔以人工鏟料彈擊模板，為使迎水面表面光滑，采用專用工具人工插模。插模后再用D31P平倉到鋪料高度先大碾碾壓，在靠近模板處用小碾碾壓，待核子密度儀檢測達到規定的壓實度后，再進行下一工序施工。紅坡三級配 質量綜合檢驗機口及施工倉面混凝土RWO'lSONYMXt初科?壓溫M土R00-150N*壓溫M土碾壓混凝土壩斷面圖根據紅坡水庫大壩工程施工技術規范，對大壩三級配RCC進行機口和倉面連續取樣檢測，其統計分析成果列人表4。從表4機口和倉面的近3千次容重抽檢結果看，均滿足和超過2450kg/m3的設計標準。抽取90d設計齡期的三級配RCC抗壓試件744組，其樣本總平均抗壓強度26.2MPa，離差系數僅0.156RWO'lSONYMXt初科?壓溫M土R00-150N*壓溫M土碾壓混凝土壩斷面圖壩體鉆孔取芯檢測紅坡大壩竣工驗收時，作為對三級配RCC自防滲質量