大川I坝碾压混凝土的浇筑一、大川坝概要+[日本]土田和男大川坝是El本建设省作为综合开发阿贺野川的一部分，正在该河干流中游施工的多目标工程。建坝的任务是，防洪、灌溉、生活供水、工业给水稻发电(常规水电和抽水蓄能)。该坝尚75米、坝体积100万立方米，水库总库容5750万立方米。坝体结构特点是在河床处有大型坝基底板(图l、2)，这是由于基岩条件不好和洪水流量较大，故而采用这种形式。底板30万立方米的混凝土，用碾压混凝土浇筑，坝体部分因有5个泄水底孔，埋设建筑物较多，不能发挥碾压混凝土筑坝的优势，故采用分块浇筑法施工。卜。。，k。。‘翠。。。 l㈨’I∞¨【Ⅲj f√lEL∽、·… l m“，∽“，rk．1-“-_-¨一-I。一．．～Lmm卜一一一一7～一、…』矗立……j＼～彩{’气．，_一、一聪!鲈。～，≯j彩：∥ j～“一o。||≯，现ii杉7j①；A能工④用碾压混凝土浇筑图1标准断面图①主泄水底孔②辅助溢洪道③辅助引水口④分层引水设备图2坝体上游立视图二、坝体的设计(一)地形和地质坝址位于阿贺川成90。曲折的河段，左岸地形陡峻，右岸平缓，为具有砂砾石堆积层的低山。地质为属于中生代的砂岩、泥岩和侵入这些岩层中的晚第三纪的石英安山岩和流纹岩，构造十分复杂。。此外，还有与阿贺川平行的断层和与这些断层交叉的小断层，因侵入作用而破礴的部允较多。坝址基岩可分为CM、CL幂!qD三种岩级。河床处危险截面的平均抗剪强度为60吨／平米左右。(=)坝型的选择在这种地质条件下，坝型方面，一般采用填筑坝。但该坝坝址处的控制流域面积较大，为826平方公里，大坝的设计洪水流量也达到6300立方米／秒，宣泄洪水的溢洪道，从地形上来说，要布置在右岸的山体上，但因地质条件很差，很难设置大型溢洪道。因此，对于坝型，决定采用混凝土重力坝。(三)坝体形状的研究在确定坝体断面形状时，对以下3种型式进行了比较研究。 l、一般型式加大整个坝体断面，扩大与基岩的接触·49·一诬(|}||『羼嘲罂秽赢霸一～。射㈣姒二fu㈣雅一：|受咭一霹～一露、。『~，一面，以提高基岩的抗剪强度。2、加深坝脚型式在下游河床的基岩内设置键槽，以加大抗剪力。3、基础底板型式在基岩处设置基础底板，以分散应力，‘加大抗剪力。根据研究的结果，由于以下原因，决定采用基础底板式重力坝。基础底板型式是扩大坝基面积来弥补基岩抗剪力的不足，断面也比较经济，因而可以通过调整底板的长度，足以保证抗滑稳定性。且能适应基岩预想不到的变化，据判断，对于大川坝具有这种地质特性的坝址，这是一种十分有利的型式(参见图3)。套蕊餮。o瞢逶型戎 o：≯y q爿@々7’掣^①一般型式②加深坝脚型式③底板型式图3断面形状的比较(四)基础底板式重力坝的设计基础底板式重力坝设计的要点在于确定底板的长度和厚度，坝体的设计和一般重力坝相同。底板长度按照满足亨利公式安全系数4的要求进行了设计。通过计算，底板厚度为20米时，底板长度需要180米。底板混凝土的配比设计碾压混凝土筑坝施工方法所用的混凝土，根据不进行冷却的条件，为了尽可能减少水泥用量和使振动碾能进行最佳压实，需要特别注意确定单位用水量和砂率。《碾压混凝土筑坝设计施工指南(草案)》中，规定了配比设计的标准程序，而大川坝研究了以下情况，确定了表1所列的混凝土标准配合比。(1)根据不进行冷却的条件和上游围堰试验性施工的结果，水泥用量为120公斤／立方米，其中，中热波特兰水泥96公斤／立方米，飞灰24公斤／立方米，飞灰掺合比为20％：(2)从砂浆容重试验结果来看，换算成混凝土，单位用水量为100一110公斤／立方米；(3)另一方面，根据水灰比和抗压强度的关系(参见图4)，以及设计标准强度为110公斤／平方厘米来看，90％左右的水灰比即可，但为了安全计，采用85％的水灰比，因而单位用水量为102公斤／立方米。此外，设计标准强度为基础底板的最大主应力20公斤／立方米、安全系数4，附加系数1．35：裹1混凝±的标准昆合比·50·(4)水灰比和稠度(Vc值)的关系，如图5所示，由振动碾压实的施工性能来看，最佳VC值(小型试件)为10一30秒，~，相应嘘水灰比为85—75叻；：50(5)VC值和砂率的关系，如图6所；示．一般砂率小于33％时，VC值很少随砂；一冒～挺； o┏━━━┳━┳━━━━━━┳━━━━━━━━━━━┓┃┃┃┃l l一／L，．┃┃┃┃┃·I l，7，q┃┃┃┃┃．，呼夕7 l┃┃┃┃┃一．I’I／I┃┃┃┃┃／ yI┃┣━━━╋━╋━━━━━━╋━━━━┳━┳━━━━┫┃旦┃┃ x／┃，┃┃┃┣━━━╋━┻━━━━━━╋━━━━╋━┻━━━━┫┃大┃型VC照／┃，┃┃┃┃ y┃／小型┃r v c值·①┃┣━━━╋━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━━┫┃┃／／{／┃，┃|┃┃┃乒·┃┃l┃┣━━━╋━━━━━━━━╋━━━━┻━━━━━━┫┃┃!／l④大型、┃C位：7m寸4z扭章{窖┃┃┃77}二竺：麓“醛岫。┃┣━━━╋━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━┫┃┃┃┣━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃┃；④冀：：等：曼一：警：搿二┃┣━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃┃ l盘?‘ck暑芒?2拥ot一^}蹙┃┃┃ b嚣豫职方∈‘20 b┃┗━━━┻━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛ wlC㈨①①抗压强度②龄期图4水灰比和抗压强度的关系一霎 i嚣出 o┏━┳━━━━━┳━━━━━━━┳━┓┃┃┃┃┃┣━╋━━━━━╋━━━━━━━╋━┫┃┃,VlCrBO％┃7 j┃┃┣━┻━━━━━┫┃┃┃┃┃┃┃┣━━━━━━━╋━┫┃ 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l、划分仓面和设缝位置·51··基础底板的平均浇筑面积为2万平方米，以铺筑层层厚0．5米，用通仓浇筑法施工，但考虑到t5浇筑强度和浇筑周期等，将底板划分为5个仓面，施工时，间歇时间以6天为标准。作为坝体底部的部分(宽槽上游)，根据坝体分块的情况，以15米的间距设置l道缝，宽槽下游部分设置2道缝。2、搅拌采用倾筒式拌和机搅拌混凝土。用放射性同位素水分仪连续自动量测纲骨料的表面水量，将这种仪器和拌和设备同步操作，提高了现场调整配合比的精度。此外，碾压时的最佳VC值为25—50秒，将此作为控制指标，考虑到碾压前的时间和气温因素等，现场调整配合比(水量)时，使混凝主韵_!|}G值达到10一触秒。3、运输混凝土的运输(平均运距为500米)，均采用11吨自卸汽车。运料道路采用沥青路面，在碾压混凝土的施工范围内j修筑混凝土道路。在基础底板的进口附近，设有洗车装置，当未达到一定强度的浇筑面要行驶汽车时，就铺以钢板保护浇筑面。4、平仓混凝土的平仓是，先铺一层厚1厘米的砂浆，然后1次铺筑层50厘米分3层平仓。自卸汽车卸料时，骨料离析现象严重，·所采取的措施是，卸料时，与平仓的方向垂直，对骨料离析部分，通过推土机作业：?消除离析现象。’_、， j：5、碾压压实。．主碾压机采用7吨振动碾(双轴振动)，对50厘米的铺筑层进行全层碾压，施工时，以碾压8遍为标准，在行走速度1公里／小时的条件下，无振压实2遍，有振压 t。实6遍。此外，还通过目测碾压面的泛浆量、量一·薯2(-I测沉降量和用同位素密度测定仪量测密度，以查明压实情况。6、切缝切缝采疗j振动叨缝机(采用11吨推土机改装)，·在振动碾碾压后，混凝土凝结前(搅拌后钧『l{小时)，振动压入刀片切缝≯‘插入厚1毫米的聚氯乙烯板作为嵌缝料。因切缝而被扰乱的部分，用平板振捣器重新碾压。7、冲毛和清扫浇筑1—2天后，主要用自行式冲毛车进行冲毛，用吸引式浮浆清除车清扫。8、养护采用空中喷雾(在浇筑面的上空横架耷75毫米的水管进行喷雾)、洒水车和人工洒水，对混凝土进行养护。此外，在冬季，用河水进行围水养护(水深10厘米)，特别是越冬养护，保持水深30厘米左右。(=)质爱控制通过在拌和设备中采取的标准试样和钻孔取样两方面，对混凝土的质量(抗压强度)进行控制。297个标准试样的平均抗压强度为142±21．2公斤／平方厘米。开始浇筑时，离差系数为20％，后来，则一，致为10％。这可能是由于在细骨料成品料仓上搭设了顶棚防止雨水侵入，以及将放射性同位素水分仪和拌和设备的称量装置同步操作提高了水量控制精度所致。此外，现场钻取的芯样(】979年7月一8月浇筑的)，其抗压强度为122．7±34．2公斤／平方厘米，离差系数为2t9％，与同期的标准试样相比，强度基本相同．(三)对问题采取的措施及效果施工方面发生的问题和采取的措施列于表2，今后要研究的问题如下：，(1)运输方法和选择路线；；“、(‘?垒)对气象条件的反应尤为敏感(日照和降雨)；一(3)有坝i玛建筑物时，施工性能很+：-出{、．一6(·四)对碾压混凝±施工的评价大．Ⅲ坝于1979年7月用碾压混凝土筑坝方法开始正式浇筑基础底板混凝土，臼平均浇筑量为1800立方米，日最大浇筑量为2400襄2．对问题采取、的措施及其效果项目I存在的问题 j————_～一—————一一——一——————一混凝釜{持和时骨料产生离折J(倾筒式搅拌机是否适用)的拌和} l①卸料时，产生离折措施～…。～…～一。…。一经搅拌机的性能试验查明粗骨料最大粒径80毫米，砂率32呖效果在容许范围内，良好3个薄层平仓，用推土机消除离。钻取芯样，查明良②汽车行驶，使砂浆扩散析现象运输卸料j③汽车行驶损坏混凝土面第一层全层覆盖砂浆④软管和电线等影响施工-i铺铜板保护，用高架悬挂软管，电线等，、|①难保持平整母仓I、 l⑦离橱部位的平仓方法切缝渍扫大，早期用轮胎式碾压有一定的效果空中喷雾设备效果需要研宄的问题与双轴强制式搅拌机的比较的运使用激光水；隹仪对驾驶员进行技术培训产生泌水和析水现象 i控制Vc值(水灰出82够一85％)日照时。Vc值变小。发i砂浆厚度由1．5厘米改为1．o厘米。橡皮土”现象 f调整vc值，通过喷雾，加大湿 l度J．——掌握合适的VC值厚度1．o厘米时，良好效果显著弄清振动碾的压实效应和水平缝l机理，。．4中，很难围水养护；solo l筑) i乔护I②冬季混凝土的防冻：越冬前浇筑的仓面，在其四周筑!良好I l l堤固水，水深保持20厘米以上1．1……一一j～——一一～一一一…j一一一一一一．一————{————————…一～，‘——————一一一——{①对骨料采面水量的变化反l用放射性同位素水分仪连续控制{不需要传统的方法，省i对小石和中石表面水量的’ l应敏感!砂的表面水量；2-用82％一85呖：工，施工性能良好：控制措施席量控钠1@配合出需要适应气象条件l的水友比，掌握长期变化；甩中}不能在碾压后，立即了解研究质量检查方法，以了i．LI③碾压效应和均质性(混凝!子密度计测定密度，钴取芯样；I均质性 l解搽灰比的变化引熹皇强度旗工营理}砉霉耋二达到2毫采／小时!蕃兰三麦●≤：筹，：主姜菱，为} i的变化一’|i以上，停上浇筑13公墨二：!兰一…一一～|……一一一一…一～}…～一一…一一一一一～～——一——一一一■——一……一’…一一一●‘一 l{人和约10台重型机械同时作l聘用考试合格的人员，明确分i i姜奎I业引起的碰撞事故；工；制订安全作，业标；隹，宪期召I未发生工伤事旗 l促进机械化施工‘开预告危险的会议，反复教育的时断中线光光激进改能要功精的陆整练乎熟面朱仓技制的控员明高驶番一度*马拌配一在同一，不一话示一对显一燃；_ m粥一器光一声电数一扬用次一电面捧一一线外搅一一无接比一一用和合一～5联一一搂车一臻一拌运一一座辆一一27、蜘：，≠一～法比混一方舍统一一络配系一一搿一

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