水利水电工程中碾压混凝土大坝的施工技术

引言：

水利水电工程对水资源调控、防洪减灾及能源供应意义重大，是国家基础设施建设核心部分。碾压混凝土大坝因施工速度快、成本可控、力学性能优良及耐久性强，在水利水电工程中应用愈发广泛。随着工程建设规模与标准提升，深入研究其施工技术，保障施工质量与安全，对水利水电事业可持续发展至关重要。

1 水利水电工程中碾压混凝土大坝的施工优势分析

1.1 成本低

采用低水泥用量、高粉煤灰掺量的配合比设计，直接降低了水泥的用量，而水泥是混凝土中成本较高的原材料之一，这就从材料成本上实现了降低。同时，施工速度快，减少了施工周期，施工周期的缩短意味着人工费用、设备租赁费用等间接成本的减少，从而整体降低了工程成本。

1.2 强度高

碾压混凝土经过碾压机械的密实作用后，其内部结构更加紧密，具有较高的抗压强度和抗渗性能。较高的抗压强度能够满足大坝承受巨大水压力和其他荷载的要求，保证大坝的承载能力；良好的抗渗性能则可以防止水的渗漏，避免大坝因渗漏而影响其安全性和耐久性。

1.3 耐久性好

高粉煤灰掺量的混凝土配合比设计，使得混凝土的抗侵蚀性能和抗碳化性能得到显著提高。抗侵蚀性能的提高可以使大坝在长期受到水、土壤等介质侵蚀的情况下，保持良好的性能；抗碳化性能的增强则可以延长混凝土的使用寿命，减少大坝的维护和修复成本。

1.4 环保效益显著

粉煤灰作为一种工业废渣，将其在碾压混凝土中进行再利用，不仅减少了废弃物的排放，降低了对环境的污染，还实现了资源的循环利用，符合可持续发展的理念，具有良好的环保效益。

2 水利水电工程中碾压混凝土大坝的施工技术要点分析

2.1 施工准备

2.1.1 场地准备

在施工前，必须对施工场地进行全面的清理和平整工作。清理场地内的杂物、植被、岩石等，确保场地干净整洁；平整场地使其达到坚实、平整的要求，为后续的施工提供良好的基础，保证施工设备能够正常运行，施工材料能够顺利堆放和运输。

2.1.2 材料准备

严格按照设计要求选择水泥、粉煤灰、骨料等原材料。对于水泥，要选择符合强度等级和性能要求的品种；粉煤灰要满足细度、烧失量等指标；骨料的级配、含泥量等要符合相关标准。同时，对所有原材料进行严格的质量检验，确保原材料的质量符合要求，杜绝不合格原材料进入施工现场。

2.1.3 设备准备

检查施工设备的性能和数量，包括振动碾、平仓机、自卸汽车、搅拌机等。确保设备的各项性能指标符合施工要求，如振动碾的振动频率、碾压能力，搅拌机的搅拌效率等。同时，要配备足够数量的设备，以满足施工进度和强度的要求，避免因设备不足而影响施工。

2.2 混凝土配合比设计

2.2.1 强度要求

根据大坝的设计强度要求，确定混凝土的抗压强度等级。通过试验和计算，确定水泥、粉煤灰、骨料等原材料的用量比例，使混凝土能够达到设计的强度要求。

2.2.2 耐久性要求

考虑混凝土的抗渗、抗冻、抗侵蚀等耐久性要求。合理选择原材料的品种和用量，如选择具有良好抗渗性能的水泥，控制粉煤灰的掺量以提高混凝土的抗侵蚀能力等，确保大坝在长期使用过程中能够保持良好的性能。

2.2.3 施工性能要求

确保混凝土拌合物具有良好的和易性、可碾性和保水性。和易性良好的混凝土拌合物便于施工操作，可碾性强能够保证碾压密实，保水性好可以防止混凝土在运输和施工过程中出现离析和坍落度损失，以满足碾压施工的要求。

2.2.4 经济性要求

在满足强度和耐久性要求的前提下，尽量降低水泥用量，提高粉煤灰掺量，充分利用工业废渣，降低工程成本，提高工程的经济效益。

2.3 混凝土拌制与运输

2.3.1 拌制

采用强制式搅拌机进行混凝土拌制，强制式搅拌机能够使原材料充分混合，保证混凝土拌合物的均匀性和和易性。在拌制过程中，严格控制拌制时间和原材料的计量，确保每一批次的混凝土拌合物都符合质量要求。原材料的计量要准确，误差控制在规定的范围内，拌制时间要根据混凝土的配合比和搅拌机的性能进行合理设置，以保证混凝土拌合物的质量。

2.3.2 运输

采用自卸汽车或混凝土输送泵等运输设备进行混凝土运输。在运输过程中，需要采取措施防止混凝土拌合物的离析和坍落度损失。例如，在自卸汽车运输时，要控制行驶速度，避免颠簸；在混凝土输送泵运输时，要保持管道的通畅，定期对管道进行清洗和维护。同时，根据运输距离和天气情况，适当调整混凝土的配合比，如添加缓凝剂等，以保证混凝土拌合物在运输到施工现场后仍然具有良好的施工性能。

2.4 混凝土摊铺与碾压

2.4.1 摊铺

采用平仓机或推土机进行混凝土摊铺，摊铺厚度应根据碾压机械的性能和混凝土拌合物的特性确定，一般为 30-50cm 。在摊铺过程中，要保证摊铺厚度均匀，避免出现厚薄不一的情况，以确保后续碾压的质量。同时，要控制摊铺的速度，与碾压速度相匹配，保证施工的连续性。

2.4.2 碾压

使用振动碾进行碾压，碾压次数应根据混凝土的压实度要求确定，一般为 6-8 遍。在碾压过程中，需要控制碾压速度和振动频率，确保混凝土的压实度符合要求。碾压速度不宜过快，否则会影响压实效果；振动频率要根据混凝土的性质和碾压机械的性能进行调整，以达到最佳的碾压效果。在碾压过程中，要注意碾压的顺序，一般采用从坝体边缘向中间碾压的方式，确保坝体各个部位都能得到充分的碾压。

2.5 施工缝处理

2.5.1 表面凿毛法

在施工缝表面进行凿毛处理，通过人工或机械的方式，使施工缝表面变得粗糙，增加新旧混凝土之间的粘结力。凿毛的深度和密度要符合相关规范的要求，确保新旧混凝土能够紧密结合。

2.5.2 冲毛法

采用高压水或高压风对施工缝表面进行冲毛处理，清除表面的浮浆和杂物，使施工缝表面露出新鲜的混凝土骨料，提高新旧混凝土之间的粘结力。冲毛的压力和时间要根据施工缝的情况进行合理控制，以达到最佳的冲毛效果。

2.5.3 铺设结合层法

在施工缝表面铺设一层水泥浆或水泥砂浆结合层，增强新旧混凝土之间的粘结力。结合层的厚度和配合比要符合设计要求，铺设要均匀，确保新旧混凝土之间能够形成良好的粘结。

2.6 养护与防护

浇筑后及时养护，洒水、覆盖等方式并行，持续 28 天及以上，维持混凝土湿度，促进强度增长。养护期内，采取遮阳、防风、防碰撞措施，规避自然与人为损害，守护混凝土表面质量，为大坝长期性能奠定基础。

结束语：

碾压混凝土大坝凭借独特优势，在水利水电工程中占据重要地位。随着技术创新，未来需持续优化施工工艺、强化智能管控，推动碾压混凝土大坝施工技术迭代升级，为水利水电工程高质量发展注入动力，助力构建更高效、更可靠的水资源与能源保障体系。

参考文献：