三峽三期RCC圍堰改性混凝土施工工藝

    摘要：近10年來碾壓混凝土施工的經(jīng)驗(yàn)表明，將改性混凝土運(yùn)用于距上、下游模板邊、預(yù)制廊道、埋設(shè)件、止水片、應(yīng)力釋放孔、排水槽等部位50 cm范圍的位置，可以較好地解決碾壓混凝土這些部位的結(jié)合問題，同時(shí)可解決這些部位的防滲問題。三峽三期RCC擋水圍堰在迎水面0.5 m范圍內(nèi)運(yùn)用改性混凝土，圍堰投入使用后，運(yùn)行工況正常。
    三峽三期RCC擋水圍堰為一座要攔擋2～3年高蓄水位（?139m）的Ⅰ級(jí)臨時(shí)性建筑物，堰體長580 m，最大堰高115 m，最大堰寬107 m，上游迎水面面積達(dá)4.5萬m2，迎水面模板邊改性混凝土（0.5 m寬范圍）將直接承受著巨大水壓，對其抗?jié)B性要求高，對上游面0.5 m寬改性混凝土的密實(shí)性、抗?jié)B性要求與百米級(jí)常態(tài)混凝土重力壩完全相同。本文就三峽三期RCC擋水圍堰迎水面的改性混凝土（迎水面0.5m范圍二級(jí)配碾壓混凝土+水泥凈漿）的施工工藝加以闡述，以饗讀者。
    1 改性混凝土施工
    1.1 改性混凝土的試驗(yàn)研究
    三期RCC擋水圍堰碾壓混凝土主要由右岸 ?84拌和系統(tǒng)和?150拌和系統(tǒng)拌制生產(chǎn)。兩拌和系統(tǒng)采用華新、湖南特種525#中熱水泥；鄒縣電廠、鴨河口電廠級(jí)粉煤灰；下岸溪人工砂、人工碎石；外加劑：?84拌和系統(tǒng)摻加的是DH9+AIR202、?150拌和系統(tǒng)摻加的是JG3+AIR202。為保證改性混凝土的防滲性能、耐久性能，結(jié)合以往碾壓混凝土工程摻合的特點(diǎn)，三峽三期RCC擋水圍堰采用加水泥凈漿進(jìn)行改性，水泥凈漿摻加外加劑122HE+KIM，葛洲壩試驗(yàn)室對上游面防滲層C9015F50W8二級(jí)配碾壓混凝土進(jìn)行了加漿量及防水劑KIM適宜摻量的試驗(yàn)。
    1.1.1 改性混凝土外加劑的摻加
    122HE和KIM摻加量按碾壓混凝土膠凝材料+凈漿材料的總和摻入，即膠凝材料總量\\[(C碾壓+ F碾壓)+ (C凈漿+ F凈漿)\\]×外加劑摻量%。由于KIM防水劑有一定的緩凝和引氣作用，為使混凝土早期強(qiáng)度不受影響，在對122HE和KIM進(jìn)行性能測試的基礎(chǔ)上初步確定122HE加入量為膠凝材料總量的2%，KIM加入量分別為膠凝材料總量的2%、1%、0.8%。
    1.1.2 改性混凝土性能試驗(yàn)
    為了解改性混凝土物理力學(xué)性能及強(qiáng)度的發(fā)展情況，在保證加凈漿后改性混凝土的塌落度為1～3 cm范圍內(nèi)，成型混凝土抗壓強(qiáng)度試樣（1 d、2 d、3 d、7 d）各一組。改性混凝土中凈漿按10 L/m3、15 L/m3、20 L/m3加漿量分別摻入碾壓混凝土中。
    試驗(yàn)表明，改性混凝土7 d齡期時(shí)，外加劑122HE加入量為膠凝材料總量2%，KIM的加入量為膠凝材料總量0.8%～2%時(shí)，改性混凝土抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。
    最后根據(jù)現(xiàn)場使用情況及試驗(yàn)結(jié)果，推薦122HE、 KIM的加入量分別為膠凝材料總量的2%，混凝土中加漿量為20 L/m3。C9015F50W8二級(jí)配碾壓混凝土改性用凈漿配合比見表1。
    1.2 改性混凝土施工工藝
    三期RCC擋水圍堰改性混凝土施工工藝流程：
    1.2.1 改性混凝土凈漿生產(chǎn)及加漿施工工藝
    三期擋水RCC圍堰碾壓混凝土采用通倉薄層連續(xù)上升方式，通倉平推鋪筑碾壓和斜層平推鋪筑碾壓兩種方法施工。為保證大體積碾壓混凝土高強(qiáng)度施工中水泥凈漿供應(yīng)，在堰體的右岸?140 m高程專置了一座水泥凈漿生產(chǎn)系統(tǒng)。水泥凈漿整個(gè)生產(chǎn)過程均由試驗(yàn)室、監(jiān)理人員嚴(yán)格把關(guān)，每班檢測漿液濃度不少于4次，制好的漿液存放不超過2 h。拌制好的水泥凈漿由輸漿管路送至中轉(zhuǎn)站，摻加外加劑（122HE+KIM）后由輸漿管路加壓送至倉面，用小型裝載機(jī)運(yùn)送到倉面需加漿的部位。為防止水泥凈漿中的膠材出現(xiàn)離析、沉淀現(xiàn)象，要求中轉(zhuǎn)站漿液不停地?cái)嚢?、輸漿管路保持通暢及潤濕、裝載機(jī)斗內(nèi)每注完一次漿后及時(shí)進(jìn)行沉淀清理。
    改性混凝土加漿在迎水面0.5 m范圍內(nèi)的碾壓混凝土平倉后進(jìn)行，加漿方式有兩種，一是在碾壓好的混凝土層面上勻速鋪漿；二是在碾壓好的混凝土層面人工挖深0.1～0.15 m、寬0.10 m兩道溝槽后，將漿液勻速鋪灑到溝槽里。兩種加漿方式均要求鋪灑的凈漿厚度基本一致。為確保鋪漿均勻，局部出現(xiàn)的富余漿體，人工轉(zhuǎn)移至貧漿部位。施工中根據(jù)倉面有關(guān)參數(shù)，制定一次加漿長度和加漿次數(shù)，加漿體積由自動(dòng)記錄儀和儲(chǔ)漿桶上的刻度尺反映出來。表2是施工中典型堰段倉面的一次加漿實(shí)施成果。
    要求平倉后的碾壓混凝土表面平整，沒有明顯的凹凸起伏，以確保上層凈漿鋪灑均勻并有效地?fù)饺肽雺夯炷羶?nèi)。要求碾壓混凝土拌和物攤鋪完后15 min內(nèi)完成凈漿鋪筑，鋪完后及時(shí)跟隨振搗，以保證碾壓混凝土拌和物和水泥凈漿質(zhì)量新鮮。
    1.2.2 改性混凝土振搗
    改性混凝土的振搗采用常態(tài)混凝土的振搗方法。?100的高頻振搗器垂直插入碾壓混凝土中，利用振動(dòng)力減小骨料內(nèi)部摩擦阻力和粘結(jié)力，使振動(dòng)范圍內(nèi)的碾壓混凝土呈流態(tài)，鋪灑在碾壓混凝土面層及溝槽中的水泥凈漿均勻地充填骨料空隙，振搗至無氣泡溢出時(shí)為止。每段堰塊（20 m長×0.5 m寬）的改性混凝土從加漿到振搗完畢控制在40 min內(nèi)。振搗時(shí)振搗棒伸入下層混凝土0.05 m，振搗范圍延伸到碾壓混凝土內(nèi)0.20～0.30 m，為保證改性區(qū)域和碾壓區(qū)域的結(jié)合良好，在與碾壓混凝土結(jié)合部位塔接0.15～0.20 m處，用BW75S小振動(dòng)碾再補(bǔ)碾2～3遍。要求碾壓混凝土拌和物從拌和到碾壓、振搗完畢歷時(shí)不超過1 h。

    2 改性混凝土性能檢測
    2.1 改性混凝土強(qiáng)度抽檢
    施工過程中在倉面取5組改性混凝土樣本作檢測。3組齡期為28 d，其抗壓強(qiáng)度最小值為14.7 MPa，最大值為16.1 MPa，平均值為15.2 MPa；2組90 d齡期,其抗壓強(qiáng)度最小值為22.2 MPa和最大值為24.8 MPa,平均值為23.5 MPa。從檢測結(jié)果可看出,改性混凝土抗壓強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求。
    2.2 改性混凝土全面性能檢測
    抽檢改性混凝土全面性能2套，混凝土28 d極限拉伸平均值為0.66×10-4，合格率為86%，僅1組為0.58×10-4，略低于設(shè)計(jì)要求；但90 d極限拉伸平均值為0.73×10-4，滿足設(shè)計(jì)要求?？箖?、抗?jié)B試驗(yàn)出來的各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。
    2.3 現(xiàn)場碾壓混凝土壓實(shí)度
    2002年12月23日-2003年3月25日利用核子密度儀現(xiàn)場檢測碾壓混凝土壓實(shí)度1075次，其中二級(jí)配改性混凝土檢測221次，實(shí)測密度平均值為2381 kg/m3，平均壓實(shí)度為99%，壓實(shí)度檢測結(jié)果都滿足設(shè)計(jì)要求（不滿足設(shè)計(jì)要求的，已及時(shí)進(jìn)行了補(bǔ)碾）。
    三期RCC圍堰投入使用后運(yùn)行工況正常。其較為成功的施工方法和工藝有如下幾點(diǎn)：
    （1）三期擋水RCC圍堰改性混凝土所用凈漿由獨(dú)立制漿系統(tǒng)提供，避免了拌和系統(tǒng)同時(shí)拌制兩種混凝土造成的干擾，加快了混凝土生產(chǎn)速度。
    （2）倉面施工時(shí)，改性混凝土施工是先鋪碾壓混凝土后鋪凈漿，鋪漿和振搗是獨(dú)立作業(yè)，簡化了施工工藝，加快了施工速度。
    （3）由于改性混凝土的膠凝材料使用量比碾壓混凝土略多，比常態(tài)混凝土少，與常態(tài)混凝土相比，簡化了溫控措施。
    （4）在改性混凝土施工中還需進(jìn)一步探索有關(guān)現(xiàn)場加漿計(jì)量既準(zhǔn)確又簡單的方法。