【正文】 獨(dú)采用防滲結(jié)構(gòu)也取得了較好的防滲效果，這已在多座碾壓混凝土壩，包括我國高53m的榮地壩工程中得到證實(shí)。國內(nèi)外已建碾壓混凝土壩設(shè)置的防滲結(jié)構(gòu)型式主要有以下四類[3]：（1）“金包銀”防滲型式；（2）在壩體的迎水面做薄型防滲體型式；（3）在全斷面碾壓混凝土壩上游面一定范圍內(nèi)采用二級(jí)配高標(biāo)號(hào)碾壓混凝土自身防滲的型式；（4）變態(tài)混凝土防摻型式。其次是在196l～1964年意大利Alpe Gera壩快速碾壓施工，混凝土用斜坡道和自卸卡車運(yùn)輸，用安裝在拖拉機(jī)后部的內(nèi)部振動(dòng)機(jī)澆筑成70cm厚的混凝土澆筑層。1975～1977年巴基斯坦的Tarbela壩，被沖刷的溢洪道巖基加固工程采用了碾壓混凝土施工，其日平均澆筑量達(dá)到5260m3，在當(dāng)時(shí)創(chuàng)造了一個(gè)驚人的成績。在1978年以前，碾壓混凝土技術(shù)只用于像圍堰這樣的臨時(shí)性工程和結(jié)構(gòu)的修復(fù)上[4]。碾壓混凝土應(yīng)用于高壩，對(duì)加快大型水電站建設(shè)至關(guān)重要。采用碾壓混凝土修建拱壩，國外和國內(nèi)都已有很多成功的工程。2 碾壓混凝土的技術(shù)性質(zhì)分析 碾壓混凝土的組成材料碾壓混凝土是由水泥，摻合料、水、砂、石子及外加劑等六種材料組成。碾壓混凝土的形成機(jī)理與常態(tài)混凝土相同：膠凝材料與水混合形成膠凝材料漿；膠凝材料漿包裹砂子顆粒，填充砂子間的空隙，并與砂子一起形成砂漿；砂漿則包裹石子顆粒并填充石子間的空隙，再加上外加劑，便形成了碾壓混凝土結(jié)構(gòu)體。硬化后的膠凝材料漿體把骨科牢固地膠結(jié)成整體。外加劑的作用是，改善碾壓混凝土拌和物的工作性能，提高碾壓混凝土的抗凍、抗裂和抗?jié)B等性能；是必不可少的組成材料。為了保證碾壓混凝土具有良好的技術(shù)性能，并降低工程造價(jià)，必須了解各種原材料的特性，對(duì)其進(jìn)行合理地選擇。配合比可用體積比或重量比用公式表示，也可以采用表格形式表示。通常將水與膠凝材料用量之間的對(duì)比關(guān)系用水膠比W／(C+F)表示；摻合料與膠凝材料用量之間的對(duì)比關(guān)系用F／(C+F)表示；砂與石子用量之間的對(duì)比關(guān)系用砂率S／(S+G)表示：膠凝材料漿與砂用量之間的對(duì)比關(guān)系用漿砂比(C+F+W)／S表示(也可用漿體填充砂子空隙的盈余系數(shù)表示) [4]。正確地確定這四個(gè)參數(shù)，就能使設(shè)計(jì)出的混凝土既滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求又經(jīng)濟(jì)可行。因此，在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，必須了解膠凝材料漿能否填滿細(xì)骨料的空隙，砂漿量是否足以填滿粗骨料的空隙。最終通過現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)出的混凝土拌和物對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)備的適應(yīng)性。碾壓混凝土的配合比設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：（1）為了不妨礙碾壓施工，壩體一般不設(shè)冷卻水管。因此，配合比設(shè)計(jì)時(shí)除了要考慮滿足強(qiáng)度及耐久性等指標(biāo)，又要滿足絕熱溫升的限值。（2）由于超干硬、松散拌和物的易分離特性，配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)控制粗骨料最大粒徑和各級(jí)骨料之間的合理比例，適當(dāng)加大砂率，以避免施工過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的分離與不密實(shí)現(xiàn)象。膠凝材料漿固結(jié)砂礫石碾壓混凝士。此類混凝土膠凝材料用量較少,為了獲得拌和物的可碾壓性，通過加大水量來實(shí)現(xiàn)，因此碾壓混凝土的水膠比大。這種碾壓混凝土膠凝材料不足以填滿砂子的空隙，混凝壩隙多。美國的柳溪壩、蓋勒斯維勒壩和鹿鹿壩等所使用的部分碾壓混凝土就屬于這利，配合比類型。膠凝材料用量120130 kg／m3，其中摻合料占膠凝材料總重量的25％30％。由于摻和料比例較低，故混凝土的絕熱溫升較高。該類碾壓混凝土水膠比較大，抗?jié)B性不高，一般不作為防滲層而作為內(nèi)部混凝土。高粉煤灰含量碾壓混凝土。我國自1985年以來采用的絕大多數(shù)是膠凝材料用量140170kg／m3的碾壓混凝土，粉煤灰摻量有逐漸增加的趨勢(shì)。工作性較好的碾壓混凝土拌和物，應(yīng)具有與施工設(shè)備及施工環(huán)境條件(氣溫、相對(duì)濕度等)相適應(yīng)的工作度。較好的穩(wěn)定性是指在施上過程中碾壓混凝土拌和物不易發(fā)生分離。碾壓混凝土的特定施工方法要求其拌和物必須具有適當(dāng)?shù)墓ぷ鞫?，既能承受住振?dòng)碾在上行走不陷落，也不能拌和物因過于干硬使振動(dòng)碾難以碾壓密實(shí)。用常規(guī)的VB試驗(yàn)也難以測(cè)定碾壓混凝土拌和物的工作度。1．VC值的測(cè)定VC試驗(yàn)的原理，就是在一定振動(dòng)條件下，碾壓混凝土拌和物的液化有一個(gè)臨界時(shí)間，達(dá)到此臨界時(shí)間后混凝土迅速液化，這個(gè)時(shí)間可間接表示碾壓混凝土的工作度，工程上也稱VC值[5]。圖21 維勃稠度儀示意圖1容量筒；2坍落度筒；3透明圓盤；4漏斗；5套筒；6寫位螺絲；7振動(dòng)臺(tái)；8元寶螺絲；9滑桿；10支柱；11旋轉(zhuǎn)架；12螺栓；13配重砝碼用維勃稠度儀測(cè)VC值的操作過程為：先按照規(guī)定方法把碾壓混凝土拌和物裝入坍落度筒，提起坍落度筒后，再依次把透明圓盤、滑桿及配重砝碼加到拌和物表面。我國碾壓混凝土施工規(guī)范規(guī)定VC的取值范圍一般為5～15s，近年來不少工程為解決碾壓混凝土施工過程中的層面結(jié)合問題，傾向于選擇較低的VC值，甚至低于5s。碾壓混凝土原材料骨料最大粒徑和砂率一定時(shí)，如果單位用水量不變，則水膠比的變化對(duì)拌和物VC值的影響不大。此外，在相同條件下，碎石碾壓混凝土拌和物的VC值較卵石碾壓混凝土拌和物的大：吸水性大的骨料VC值較大：粗骨科的最大粒徑越大，則碾壓混凝土拌和物顆粒移位和重新排列所需要的激振力越大，VC值也越大。圖中所示曲線的最低點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的砂率R1為最佳砂率。一般情況下，粉煤灰越細(xì)，碾壓混凝土拌和物的VC值越小。(5)外加劑一般在碾壓混凝土拌和物中加入減水劑或引氣劑，可使其VC值降低。試驗(yàn)表觀密度測(cè)定，對(duì)配合比設(shè)計(jì)計(jì)算各種原材料用量，所得表觀密度進(jìn)行校核，提供碾壓混凝土配合比設(shè)計(jì)理論表觀密度?，F(xiàn)場(chǎng)表觀密度測(cè)定,是用表面型核子水分密度計(jì)，在已碾壓完畢20min的碾壓混凝土層面，實(shí)測(cè)結(jié)果作為現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)表觀密度。[6]碾壓混凝土相對(duì)壓實(shí)度按下式計(jì)算：式中 Ｋ——相對(duì)壓實(shí)度，%； Dc——現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)表現(xiàn)密度，kg/m179。 碾壓混凝土芯樣的表觀密度和抗壓強(qiáng)度碾壓混凝土從拌和到碾壓完畢最長時(shí)間不宜超過2h。大量試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)表明，含層面碾壓混凝土的性能均低于本體，不管層面環(huán)境條件如何和間隔時(shí)間長短，時(shí)間愈長，性能愈差。如何確定這些時(shí)間，規(guī)范比較籠統(tǒng)，只提到綜合考慮各種因素，經(jīng)試驗(yàn)確定。由此說明，碾壓后層面浮出部分砂漿，其塑性與層面特性、嵌固和膠結(jié)作用密切相關(guān)。（二）層面漿體的膠結(jié)振動(dòng)碾施振于碾壓層，隨著碾壓遍數(shù)增加遂步液化，水泥漿上浮，形成層面，漿層厚度約35mm。所以本體和層面有較好的連續(xù)性；當(dāng)漿層凝結(jié)后在其上鋪筑碾壓混凝土，再次被碾壓時(shí)，在垂直振動(dòng)力作用下，不可能使骨料沉入到漿層中發(fā)生膠結(jié)、嵌固和嚙合作用，本體與層面連續(xù)性較差。（三）貫入阻力法測(cè)定碾壓混凝土膠砂的凝結(jié)與硬化大量試驗(yàn)表明，混凝土的凝結(jié)表現(xiàn)在加水后水泥凝膠體由凝聚結(jié)構(gòu)向結(jié)晶網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)有一個(gè)突變。用測(cè)針測(cè)定膠砂貫入阻力也存在一個(gè)突變點(diǎn)。碾壓混凝土凝結(jié)過程測(cè)定是套用普通混凝土凝結(jié)時(shí)間測(cè)定的貫入阻力法。 JFT21型1000N高精度貫入阻力儀由于測(cè)定碾壓混凝土貫入阻力的測(cè)針直徑變?。娣e相差5倍），再將普通混凝土貫入阻力儀（分辨率為5N）用于測(cè)定碾壓混凝土貫入阻力，顯然儀器精度是不夠的。測(cè)力部分采用電子測(cè)力傳感器，力值顯示采用LCD數(shù)碼顯示，測(cè)力精度為177。結(jié)束形成層面，再澆筑上層碾壓混凝土，不論間隔時(shí)間多少，都構(gòu)成含層面碾壓混凝土，其力學(xué)和抗?jié)B性能都將降低。試件中部留下一個(gè)未完全破壞的錐形體，而層面就在此錐形體內(nèi)，所以層面對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響不明顯。（二）與軸拉強(qiáng)度關(guān)系層面外露時(shí)間對(duì)含層面碾壓混凝土軸拉強(qiáng)度有顯著性影響，外露時(shí)間愈長，軸拉強(qiáng)度降低愈多。 軸拉強(qiáng)度與歷時(shí)關(guān)系試驗(yàn)結(jié)果（三）與抗剪強(qiáng)度關(guān)系碾壓混凝土抗剪強(qiáng)度可通過庫倫方程計(jì)算式中 τ—剪應(yīng)力，MPa；c’—粘聚力，MPa；f’—摩擦系數(shù)；σ—法向應(yīng)力，MPa。如果施工中采取合理的質(zhì)量控制措施，層面間隔時(shí)間和狀況對(duì)層面抗滑摩阻力的影響已處于次要地位。綜上所述，采用粘聚力反映層面狀況對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響更為直接。 層面粘聚力與歷時(shí)關(guān)系試驗(yàn)結(jié)果333 碾壓混凝土施工準(zhǔn)備分析 碾壓混凝土的拌合大型碾壓混凝土壩工程的碾壓混凝土用量大，小型拌和機(jī)械往往不能夠滿足施工要求。拌和樓的構(gòu)造通常由上而下垂直排列，集中進(jìn)行進(jìn)料、配料、拌和以及出料全部工藝過程。其中配料層裝有微機(jī)控制的主操縱臺(tái)。拌出的碾壓混凝土拌和料一般由膠帶機(jī)運(yùn)輸?shù)綕仓F(xiàn)場(chǎng)。圖31 混凝土拌合樓國內(nèi)沙牌碾壓混凝上壩采用200m3/h屜全自動(dòng)連續(xù)強(qiáng)制式攪拌樓，實(shí)際生產(chǎn)能力約為160m/h。 碾壓混凝土的倉面準(zhǔn)備倉面覆蓋就是在高氣溫環(huán)境條件下，在碾壓混凝土平倉以后至碾壓以前，或碾壓以后至下層混凝土拌和物卸料以前這一段間隔時(shí)間內(nèi)，對(duì)倉面及時(shí)進(jìn)行覆蓋。倉面覆蓋可人為控制碾壓混凝土倉面的熱交換和濕度交換特性，防止或減少外界高氣溫的倒灌和混凝土倉面濕度的遷移，避免了日曬和蒸發(fā)的影響，減緩混凝土溫度回升速率和混凝土水分蒸發(fā)速率，起到了保溫保濕的作用。工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的結(jié)果表明：C時(shí)，℃,℃。熱交換系數(shù)小，說明覆蓋后的保溫性能好，與外界進(jìn)行的熱交換少。在高氣溫環(huán)境條件下對(duì)倉面進(jìn)行覆蓋，還可以延緩碾壓混凝土的初凝時(shí)間，減少VC值的增加。 碾壓混凝土的入倉國內(nèi)外碾壓混凝土壩施工，常用的碾壓混凝土運(yùn)輸方式有以下幾種：（1）自卸汽車運(yùn)輸入倉自卸汽車運(yùn)輸入倉是碾壓混凝土施工中最常用的運(yùn)輸入倉方式，這種方式具有轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)少、運(yùn)輸能力強(qiáng)、機(jī)動(dòng)靈活及通用性好得特點(diǎn)。（2）纜機(jī)與門機(jī)運(yùn)輸入倉對(duì)于碾壓混凝土壩的中上部壩體土施工，可采用纜機(jī)與門、塔機(jī)+吊罐的運(yùn)輸入倉方式，一般需要自卸汽車進(jìn)行水平運(yùn)輸配合。（3）水平膠帶機(jī)運(yùn)輸入倉水平膠帶機(jī)運(yùn)輸入倉的生產(chǎn)效率高，設(shè)備輕便且價(jià)格便宜，能夠適應(yīng)大壩高速、經(jīng)濟(jì)施工的需要。這種運(yùn)輸方式常與自卸汽車、負(fù)壓溜槽等運(yùn)輸方式進(jìn)行組合。（4）負(fù)壓溜槽運(yùn)輸入倉負(fù)壓溜槽也稱真空溜槽。由我國水電行業(yè)的科研、施工部門開發(fā)研制的負(fù)壓溜槽，很好地解決了高落差碾壓混凝土的運(yùn)輸入倉問題，并已成功地應(yīng)用于我國的榮地、普定、江埡、大朝山、龍灘等多個(gè)碾壓混凝土壩工程。（5）胎帶機(jī)、塔帶機(jī)與頂帶機(jī)運(yùn)輸入倉胎帶機(jī)、塔帶機(jī)和頂帶機(jī)都是當(dāng)前水電施工行業(yè)先進(jìn)的混凝土運(yùn)輸設(shè)備，近年來在常態(tài)混凝土壩和碾壓混凝土壩的施工中都得到廣泛應(yīng)用。這種運(yùn)輸方式開辟了碾壓混凝土大壩在高高程大體積、連續(xù)高強(qiáng)度快速施工的新領(lǐng)域，使傳統(tǒng)的碾壓混凝土施工在施工方式、