水利水电工程中碾压混凝土坝层间结合施工质量控制研究

中图分类号：TV544 文献标识码：A

引言

在水利水电工程建设中，碾压混凝土坝通过混凝土拌和、摊铺、碾压等机械化作业实现快速施工，但其分层浇筑的施工特性决定了层间结合面是坝体结构的先天薄弱环节。层间结合质量直接影响坝体的整体力学性能，若结合质量不佳，易在水位变动、温度变化或地震作用下出现层间剥离、裂缝，进而引发渗漏、结构变形甚至坝体安全事故。随着碾压混凝土坝向高坝、大体积方向发展，对层间结合质量的要求愈发严格。因此，深入研究层间结合施工质量的影响因素与控制技术，梳理全流程质量管控逻辑，对推动碾压混凝土坝技术升级、保障工程安全具有重要现实意义。

1 碾压混凝土坝层间结合质量的核心影响因素

1.1 铺筑间隔时间

铺筑间隔时间是影响层间结合的首要因素，直接决定新铺混凝土与下层已碾压混凝土的结合状态。若间隔时间过短，下层混凝土未完成初步凝固，易在摊铺、碾压过程中产生层间扰动，破坏下层混凝土结构；若间隔时间过长，下层混凝土表面会形成硬化层，其表面含水率降低、粘结性能下降，新铺混凝土难以与下层有效粘结，易形成层间缝隙。通常需根据混凝土初凝时间、环境温度等参数，确定合理的层间允许间隔时间，确保新老混凝土在最佳粘结窗口期完成结合。

1.2 层面处理效果

下层混凝土表面的清洁度、平整度与湿润度，直接影响层间结合面的粘结强度。若下层表面残留浮浆、骨料离析层或杂物，会在层间形成隔离层，阻断新老混凝土的物质交换与粘结；若表面平整度不足，存在低洼积水或凸起骨料，易导致碾压不密实，形成局部孔隙；若表面过于干燥，会快速吸收新铺混凝土中的水分，导致新混凝土失水过快，影响水化反应充分性，降低层间粘结强度。

1.3 碾压工艺参数

碾压工艺是确保层间混凝土密实度的关键，碾压机械选型、碾压遍数、碾压速度与压实度控制不当，均会影响层间结合质量。若碾压机械吨位不足或碾压遍数不够，层间混凝土无法充分密实，易残留孔隙与气泡，降低结合面抗渗性与力学性能；若碾压速度过快，机械对混凝土的压实作用时间不足，易导致表层压实度达标但深层密实度不足；若压实度控制失衡，过度碾压可能造成骨料破碎、层间骨料嵌锁结构破坏，反而影响结合质量。

2 碾压混凝土坝层间结合施工质量关键控制技术

2.1 铺筑间隔时间精准控制技术

首先，建立混凝土初凝时间动态监测机制。在施工现场设置试验站，实时检测混凝土出机口与仓面混凝土的初凝时间，结合环境温度、湿度变化，修正初凝时间预测值，确定当日允许铺筑间隔时间上限；其次，优化施工组织流程，采用分段流水作业模式，将坝体仓面划分为多个独立施工段，每个施工段按流水线作业，减少各环节等待时间，确保单个施工段内铺筑间隔时间可控；最后，制定应急调整预案，若遇设备故障或天气突变导致铺筑延误，当间隔时间接近初凝时间上限时，立即采取提前铺筑水泥净浆或水泥粉煤灰净浆措施，通过在下层表面喷洒薄层粘结剂，提升新老混凝土粘结性能，避免间隔时间超限导致结合失效。

2.2 层面处理精细化技术

其一，表面清洁处理。下层混凝土碾压完成后，在初凝前采用高压水冲毛技术，利用高压水枪冲洗表面浮浆与松散骨料，冲毛深度控制在3-5mm ，确保露出新鲜骨料表面；冲毛后若存在残留杂物，采用人工清扫或真空吸水设备清理，严禁残留浮浆、积水或碎屑。其二，表面平整度控制。摊铺过程中采用激光平整度仪实时监测下层表面高程，对局部凸起区域采用小型碾压机二次碾压平整，对低洼区域采用同配合比混凝土填补后碾压，确保表面平整度误差不超过 5mm/m ，避免积水或压实不均。其三，表面湿润度调节。铺筑新混凝土前 1 小时，采用喷雾设备对下层表面进行喷雾湿润，使表面含水率维持在湿润无积水状态；若环境温度高于 30^∘C 或风速大于 5m/s ，在喷雾后覆盖土工布保湿，防止表面水分快速蒸发，确保新铺混凝土与下层表面水分平衡。

2.3 碾压工艺优化控制技术

通过优化碾压参数与流程，确保层间混凝土密实度达标且骨料嵌锁结构完好，核心技术包括碾压参数确定与碾压流程管控。在碾压参数确定方面，施工前需通过现场碾压试验确定最优参数：根据混凝土配合比与坝体设计要求，选用振动碾，测试不同碾压遍数、碾压速度对应的压实度，确定碾压组合，确保压实度达到设计值；同时，明确碾压搭接宽度，避免出现碾压盲区。在碾压流程管控方面，采用进退错距法碾压，碾压方向与坝轴线平行，从仓面边缘向中心推进，确保层间混凝土均匀受力；碾压过程中安排专人监测，若发现表面出现弹簧土、起皮等现象，立即停止碾压，分析原因并调整，待处理合格后重新碾压；碾压完成后，采用核子密度仪或环刀法随机抽检压实度，抽检合格率需达到 100% 方可进入下一层施工。

2.4 特殊工况下的层间结合控制技术

针对高温、低温、雨天等特殊环境，需采取专项控制措施，避免环境因素对层间结合质量的不利影响。高温大风天气下，除加强表面保湿外，调整混凝土拌和参数，如采用冷水拌合、掺加冰水降低混凝土出机温度，同时缩短混凝土运输时间，减少运输过程中水分蒸发；若白天温度过高，可调整施工时间为夜间或凌晨，利用低温时段完成铺筑与碾压。低温天气下，采用预热骨料、热水拌合等方式提升混凝土出机温度，仓面周边设置挡风设施，防止冷风直吹加速混凝土降温；若温度低于 0℃，在仓面铺设电热毯或蒸汽养护管道，维持混凝土表面温度在 5℃以上，确保水化反应正常进行，避免因低温导致初凝时间过长或混凝土冻结。雨天施工时，立即停止铺筑，覆盖防雨布保护已碾压层面，雨后检查层面是否存在积水、冲刷痕迹，若有积水及时排除，冲刷区域重新冲毛处理，确保层面状态达标后再恢复施工。

3 结束语

碾压混凝土坝层间结合施工质量控制是保障坝体结构安全与长期运行的关键，需围绕影响因素、技术实施、监测管理构建系统化管控体系。层间结合质量主要受铺筑间隔时间、层面处理效果、碾压工艺、环境材料因素影响，需精准识别关键因子，针对性制定控制策略。未来，随着智能化技术的发展，碾压混凝土坝层间结合质量控制将向数字化、智能化方向迈进，进一步推动碾压混凝土坝层间结合质量控制水平提升，为水利水电工程高质量建设提供更强支撑。

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