李成業(yè)　徐瑛丹

(1.水利部建設(shè)管理與質(zhì)量安全中心， 北京　100038；

2.江西省景德鎮(zhèn)浯溪口水利樞紐工程開發(fā)有限公司，江西 景德鎮(zhèn)　333000)

堆石混凝土施工技術(shù)在浯溪口大壩工程中的應(yīng)用研究

李成業(yè)1徐瑛丹2

(1.水利部建設(shè)管理與質(zhì)量安全中心， 北京100038；

2.江西省景德鎮(zhèn)浯溪口水利樞紐工程開發(fā)有限公司，江西 景德鎮(zhèn)333000)

【摘要】本文以浯溪口大壩建設(shè)工程為例，對堆石混凝土施工技術(shù)的施工材料、施工流程及質(zhì)量控制等關(guān)鍵參數(shù)及指標進行了深入的研究與探討。實踐證明，堆石混凝土施工技術(shù)具有混凝土澆筑速度高、質(zhì)量控制簡單、溫控設(shè)備簡單、節(jié)約施工成本等特點可在具備條件的工程中推廣應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】浯溪口大壩； 堆石混凝土； 施工技術(shù)； 質(zhì)量控制

堆石混凝土是利用自密實混凝土的高流動、抗分離性能好及高穩(wěn)定性的特點，在粒徑較大的塊石(最大塊石粒徑可在300mm以上)內(nèi)隨機充填自密實混凝土而形成的混凝土堆石體。堆石混凝土施工具有水泥用量少、水化熱溫升小、綜合成本低、施工速度快、良好的體積穩(wěn)定性、層間抗剪能力強等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于混凝土筑壩工程中。經(jīng)過十余年的發(fā)展，堆石混凝土技術(shù)愈加趨于成熟。向家壩水電站二期大壩工程使用堆石混凝土技術(shù)，相應(yīng)壩塊的澆筑順序、澆筑機械、澆筑時間等關(guān)鍵參數(shù)得到優(yōu)化，提高了混凝土重力壩施工組織設(shè)計和施工進度控制的水平與效率[1]；在河南省新鄉(xiāng)市寶泉抽水蓄能電站建設(shè)工程中，再次印證了堆石混凝土的施工流程與工藝具有加快施工進度，提高經(jīng)濟效益的優(yōu)良特性，因此，研究堆石混凝土在筑壩施工中的技術(shù)進步非常必要。

1工程簡介

浯溪口水利樞紐工程位于江西省景德鎮(zhèn)市浮梁縣蛟潭鎮(zhèn)境內(nèi)，壩址在鄱陽湖水系饒河支流昌江中游，距景德鎮(zhèn)市區(qū)40km。樞紐主要建筑物有表孔溢流壩、低孔溢流壩、碾壓混凝土非溢流壩、河床式廠房等，壩軸線總長498.62m，壩頂高程65.50m，最大壩高46.80m，正常蓄水位56.00m，總庫容4.75億m3，防洪庫容2.96億m3，電站裝機3.20萬kW。浯溪口水利樞紐工程是一座以防洪為主，兼顧供水、發(fā)電等綜合效益的大(2)型水利樞紐工程，建成后景德鎮(zhèn)市城市防洪能力由20年一遇提高到50年一遇。同時水庫的調(diào)節(jié)，可使水資源優(yōu)化配置，改善昌江中下游地區(qū)的工農(nóng)業(yè)用水和農(nóng)村人畜飲水工程性供水緊張狀況，滿足景德鎮(zhèn)市及周邊城鎮(zhèn)的遠期供水要求；還可充分利用水能資源，提供清潔電力，緩解該地區(qū)電力緊張的狀況。

2筑壩材料的選擇

浯溪口大壩堆石料采用外購塊石或爆破開挖塊石，自卸汽車運至左岸下游圍堰右堰頭(漫水橋)，采用高壓水槍進行沖洗后入倉。

導(dǎo)墻基礎(chǔ)底部4～4.50cm采用液壓反鏟配合人工采用倒退法碼放堆石料;4.50cm以上部分采用長臂液壓反鏟入倉或25t汽車吊吊裝入倉。堆石混凝土為自密實混凝土，采用混凝土罐車運輸，液壓長臂反鏟入倉或泵送入倉(見圖1)。

圖1　自密實混凝土入倉示意圖 (高程單位：m，尺寸單位：mm)

2.1堆石料

大壩施工所用堆石料應(yīng)新鮮、完整，質(zhì)地堅硬，不得有剝落層和裂紋。堆石料粒徑不宜小于300mm，當(dāng)采用150～300mm粒徑的堆石料時應(yīng)進行論證；堆石料最大粒徑不應(yīng)超過結(jié)構(gòu)斷面最小邊長的1/4、厚度的1/2。堆石料的含泥量不大于0.5%，不允許有泥塊。

2.2水泥

大壩施工所選用的水泥滿足相關(guān)國家標準的要求，水泥品質(zhì)應(yīng)符合《通用硅酸鹽水泥》(GB 175—2007)、《中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥》(GB 200—2003)的要求。浯溪口大壩選用普通硅酸鹽水泥，標號為P.O 42.5。

2.3粉煤灰

大壩混凝土施工所使用的粉煤灰滿足《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596—2005)有關(guān)規(guī)定，浯溪口大壩選用Ⅱ級粉煤灰。具體指標見下表。

粉煤灰性能指標要求表

2.4骨料

浯溪口大壩工程所用自密實混凝土的粗骨料最大粒徑不大于20mm，針片狀顆粒含量不大于8%。骨料品質(zhì)需符合《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T 5144)有關(guān)規(guī)定。骨料取樣與檢驗方法按《水工混凝土試驗規(guī)程》(DL/T 5150—2001)有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

2.5外加劑

浯溪口大壩工程施工所用外加劑性能指標符合規(guī)范《混凝土外加劑》(GB/T 8076—2008)和《水工混凝土外加劑技術(shù)規(guī)程》(DL/T 5100—1999)中的有關(guān)規(guī)定。

3施工程序及特殊情況處理

浯溪口大壩堆石混凝土開倉澆筑前，監(jiān)理人審核堆石混凝土澆筑配料單后，進行堆石混凝土澆筑。其中導(dǎo)0+0.00～導(dǎo)0+070.00和導(dǎo)0+174.20～導(dǎo)0+274.20段導(dǎo)流明渠，在基礎(chǔ)C15常態(tài)混凝土施工完成后即進行堆石混凝土施工，堆石混凝土施工時按照分塊跳倉澆筑(如圖2所示)。

圖2　自密實混凝土施工流程

3.1混凝土分層分塊

浯溪口大壩導(dǎo)流明渠堆石混凝土按照垂直高度1.50m分層，上游導(dǎo)0+0.00～導(dǎo)0+070.00普遍分8層，下游導(dǎo)0+174.20～導(dǎo)0+274.20普遍分6層，分為12區(qū)，共計84倉。

3.2堆石料選取

大壩所用堆石料為直接外購和爆破開挖利用料，因施工工期緊張，堆石料提前在大壩左岸料場堆存。塊石料裝車安排專人直接在自卸汽車上清洗塊石，清洗時自卸汽車后箱略微升起，以利于清洗廢水排出。

3.3基礎(chǔ)倉面的處理

混凝土大壩建基面施工處理完成后，進行堆石混凝土澆筑工作。巖基上的雜物、泥土清除沖洗干凈后并排凈積水，導(dǎo)流明渠導(dǎo)墻堆石混凝土澆筑在C15常態(tài)混凝土之上，廠房安裝間進行堆石入倉前，先澆筑一層C15常態(tài)墊層混凝土對基礎(chǔ)面進行找平。

3.4堆石混凝土的運輸及入倉

使用10m3混凝土罐車運輸自密實混凝土，運輸過程中嚴禁向車內(nèi)混凝土加水。卸料前攪拌運輸車保證按規(guī)定旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)1min以上方可卸料，車輛運輸速度應(yīng)保證澆筑的連續(xù)性。大壩導(dǎo)0+0.00～導(dǎo)0+070.00和導(dǎo)0+174.20～導(dǎo)0+274.20段導(dǎo)流明渠底部4～4.50m高度范圍內(nèi)，石料沖洗干凈后由自卸汽車運至倉號進倉卸料，人工配合液壓反鏟進行石料堆放。采用混凝土輸送泵進行泵送入倉，除表層自密實混凝土外，每倉澆筑頂面應(yīng)留有塊石棱角，塊石棱角的高度高于自密實混凝土頂面約10cm，以利于下倉的連結(jié)。

3.5混凝土澆筑

自密實混凝土配合比設(shè)計包括自密實性能設(shè)計和強度等級設(shè)計兩部分，用于各種不同類型結(jié)構(gòu)物的自密實混凝土配合比必須通過試驗確定，其試驗方法應(yīng)按常規(guī)混凝土的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，涉及自密實性能的須按自密實性能檢測試驗方法執(zhí)行。大壩澆筑時，泵送堆石混凝土應(yīng)保證澆筑的連續(xù)性，不得中斷，獨立的倉面應(yīng)連續(xù)澆筑完成。如必須中斷時，中斷間隔時間須小于45min，否則應(yīng)對出機的自密實混凝土做處理，在未處理前不得再次入倉。

3.6模板制作與拆除

模板外部應(yīng)依托腳手架組成的排架進行剛性支撐。在模板內(nèi)側(cè)0.5～1m處可間隔2～3m 埋插鋼筋，用于在模板內(nèi)部焊接拉筋，以提高模板穩(wěn)定性，對于模板內(nèi)側(cè)1m區(qū)域應(yīng)通過人工輔助堆石。模板的設(shè)計、制作和使用應(yīng)符合《水電水利工程模板施工規(guī)范》(DL/T 5100)的有關(guān)規(guī)定。堆石混凝土宜采用外撐式模板，接縫應(yīng)密封，縫隙不大于1mm。在堆石混凝土施工過程中，安排專職人員檢查、維護、調(diào)整模板的位置和形態(tài)，防止變位、漏漿。當(dāng)堆石混凝土強度達到5MPa以上時可進行拆模，澆筑完成后6～18h內(nèi)進行灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間為28d。

3.7雨季施工

為保證大壩施工質(zhì)量和施工進度，雨季施工應(yīng)注意以下問題：砂石料倉應(yīng)排水暢通；運輸工具應(yīng)有防雨及防滑措施；澆筑倉面有防雨措施并備有不透水覆蓋材料；增加骨料含水率測定次數(shù)，及時調(diào)整拌和用水量；在施工現(xiàn)場道路使用小石鋪墊，防止重型車輛陷入泥坑。澆筑過程中，遇到大雨或暴雨情況時，應(yīng)立即停止進料，已入倉混凝土立即遮蓋。雨后必須先排除倉內(nèi)積水，對受雨水沖刷的部位應(yīng)立即處理，如混凝土還可以重塑，應(yīng)加鋪接縫混凝土后繼續(xù)澆筑，否則應(yīng)按施工縫處理。

3.8堆石混凝土外觀處理

堆石混凝土作為大壩表面有成型要求或采用自密實混凝土替代常態(tài)混凝土結(jié)構(gòu)時，應(yīng)采用自密實混凝土封面，頂面不得留有塊石棱角，并按常態(tài)混凝土要求進行外觀處理。

4質(zhì)量控制與檢查驗收

4.1原材料質(zhì)量控制

大壩混凝土施工時應(yīng)保持原材料的供應(yīng)穩(wěn)定性，材料的品牌應(yīng)保持一致，禁止使用其他品牌的材料進行堆石混凝土生產(chǎn)?；炷粮鞣N原材料應(yīng)按照相應(yīng)技術(shù)要求進行檢測，經(jīng)檢驗合格后方可使用。

4.2堆石混凝土質(zhì)量控制

大壩在混凝土拌和前，應(yīng)對砂石進行篩分檢測，生產(chǎn)過程中，若遇新進砂石骨料，需重新對新進砂石骨料進行含水及篩分檢測?；炷涟韬瓦^程中，需要定期對混凝土拌和物的各項特性及稱量精度進行檢驗。夜間氣溫低于平均溫度時，使用專用混凝土進行澆筑；高溫時，為骨料和堆石料廠設(shè)置遮陽棚，必要時對骨料和堆石料進行灑水降溫，采用表面流水冷卻和倉面噴霧等降溫措施降低堆石混凝土表面溫度。利用混凝土溫度監(jiān)測系統(tǒng)測量混凝土內(nèi)部溫度，根據(jù)溫度監(jiān)測結(jié)果和工程實際，及時調(diào)整并改進溫控措施。

4.3堆石混凝土澆筑質(zhì)量驗收評定

大壩混凝土澆筑完成后，需通過鉆孔取芯對堆石混凝土密實度與強度進行檢測評定。

a.鉆孔取芯應(yīng)滿足《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》(CECS03—2007)中芯樣的鉆取要求，芯樣直徑不宜小于21.90cm。

b.對于所獲得的芯樣，通過對其表面缺陷的統(tǒng)計來評定堆石混凝土的密實性，缺陷面積不得超過總面積的5%。

c.芯樣加工、強度檢測與評定應(yīng)滿足《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》(CECS 03—2007)相關(guān)規(guī)定。

5結(jié)語

浯溪口大壩堆石混凝土工程應(yīng)用結(jié)果表明，堆石混凝土施工方法采用堆石作為骨料，減少水泥用量，節(jié)省成本，施工速度快，可有效降低混凝土的水化熱。該技術(shù)具有混凝土澆筑速度高、施工工藝簡單、施工環(huán)節(jié)少、節(jié)約施工成本等特點，值得大范圍推廣應(yīng)用。

參考文獻

Research on applying rock-fill concrete construction technology in

Wuxikou Dam Project

LI Chengye1, XU Yingdan2

(1.MinistryofWaterResourcesConstructionManagementandQualitySecurityCenter,Beijing100038,China;

2.JiangxiJingdezhenWuxikouWaterConservancyHubProjectDevelopmentCo.,Ltd,Jingdezhen333000,China)

Abstract：In the paper, Wuxikou Dam Project is adopted as an example for studying and discussing construction materials, construction process, quality control and other key parameters and index of rock-fill concrete construction technology. Practice shows that rock-fill concrete construction technology is characterized by high concrete pouring speed, simple quality control, simple temperature control equipment, conservation of construction cost, etc., which can be promoted and applied in the project with sufficient condition.

Key words：Wuxikou Dam; rock-fill concrete; construction technology; quality control

中圖分類號：TV52

文獻標志碼：A

文章編號：1005-4774(2015)12-0020-04

DOI:10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2015.12.006