李宝生

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 概况

围滩水电站位于泽州县金村镇围滩泉附近的丹河干流上，距晋城市区30 km，枢纽工程原设计是浆砌石重力坝，坝顶长116 m，最大坝底宽51 m，坝顶宽8.0 m。坝顶高程480.5 m，坝底高程426.5 m，最大坝高54.0 m。大坝浆砌石量10万m3，计划工期为2009年5月—2010年10月，有效施工期14个月，月平均砌筑强度7 200 m3。根据施工计划，应在2009年3月开始浆砌石施工，但由于实际地质条件与原勘探资料有出入等原因，大坝基础开挖工程延期，2009年6月开始坝体浆砌石施工，到2009年11月完成坝体砌筑2.5万m3，月平均砌筑强度4 200 m3，远低于7 200 m3的计划平均强度，在计划工期内不可能完成剩余的7.5万m3浆砌石，而且浆砌石施工质量很难控制，经常出现返工现象。为保证工程质量，加快工程进度，采用堆石混凝土代替了大坝437 m高程以上部分的7.5万m3浆砌石坝体填筑料。

2 堆石混凝土施工技术

堆石混凝土施工技术是利用自密实混凝土的高流动、抗分离性能好以及自流动的特点，在粒径较大的块石内随机充填自密实混凝土而形成的混凝土堆石体。与浆砌石施工技术比较，堆石混凝土施工技术具有以下优点：一是堆石混凝土中的自密实混凝土具有更强的流动性、穿透性，与砂浆相比，更容易充填到块石的缝隙中，砌体密实性更好，更能保证坝体的施工质量。二是堆石混凝土施工机械化程度高，对块石块径要求低，特别适合大体积坝体施工，日强度可达到2 000～3 000 m3，施工效率大大提高。三是堆石混凝土用机械化施工代替了传统的人工施工方法，便于施工管理。四是具有水泥用量少、体积稳定性好、层间抗剪能力强等优点。但堆石混凝土施工成本略高于浆砌石，按照市场行情，浆砌石施工成本约220～235元/m3，堆石混凝土施工成本约250～270元/m3，高于浆砌石30～35 元/m3。

3 施工方法

堆石混凝土施工工序主要有仓面清理、模板制安、石料开采运输、石料堆筑、自密实混凝土拌制、浇筑等。

3.1 石料开采运输

堆石用石料场位于交通洞2号出口至3号进口中间，距大坝下游约1 500 m，料场岩石主要岩性为灰岩。石料采用潜孔钻深孔爆破开采，分两次运输。毛料采用挖掘机装车，20 T自卸汽车运输至储料场；用挖机在储料场选取合格石料装车，20 T自卸汽车沿上坝道路运至坝面。上坝道路于大坝上游左侧紧靠山体填筑，随坝体上升。

3.2 仓面清理

施工前，对施工仓面进行清理。仓面清理由装载机配合人工完成，清理后的仓面要求清洁，无积水、无碎渣。

3.3 模板制安

用M10浆砌石代替施工模板，先按照设计图纸测放堆石混凝土边线，沿边线砌筑约1.2 m高的M10浆砌石挡墙，左岸上游连接上坝路的位置预留5 m左右缺口，作为石料运输通道，块石堆满仓面后用浆砌石封堵预留缺口。

3.4 石料堆筑

堆石料清除表面泥土后运至清理好的仓面，由挖机进行石料堆筑。堆筑过程中要尽量使块石大小搭配合理，堆筑面尽量平整，厚度1.2～1.5 m。

3.5 自密实混凝土浇筑

自密实混凝土所用材料为42.5普通硅酸盐水泥、5～20 cm小石子、人工砂、粉煤灰、专用外加剂。专用外加剂及混凝土配合比严格按照配料单进行配料，搅拌时间不低于90 s。当气温低于15℃时，搅拌时间不低于120 s。

自密实混凝土采用混凝土输送泵直接入仓，输送泵安装在搅拌机附近，通过溜槽将混凝土送至泵内。管道在上游面板0+55.5附近垂直上坝，再沿仓面布置，并随仓面浇筑情况安拆泵管。浇筑点均匀布置于整个仓面，自仓面一侧依次向另一侧浇筑。每个浇筑点的自密实混凝土填满后移至下一个浇筑点，浇筑顺序应做到单向顺序，不可在仓面上往复浇筑。每一仓的浇筑顶面留有块石棱角，便于与下一仓的粘结。

3.6 堆石混凝土养护

堆石混凝土浇筑6～18 h内洒水养护，养护期间始终保持表面湿润，2 d后或者混凝土抗压强度不低于5 MPa时进行下一层施工。

4 质量控制

通过对块石、自密实混凝土、堆石混凝土相关性能指标的检测，对大坝堆石混凝土质量进行动态控制。

4.1 块石质量控制

块石入仓前清除表面泥土，最大粒径1 000 mm，最小粒径300 mm，表观密度2.79～2.92 g/cm3，抗压强度118 MPa，软化系数大于0.67。

4.2 自密实混凝土质量控制

自密实混凝土设计指标为R28C15F150W8，实测指标均满足设计要求，检测结果见表1。

表1 自密实混凝土性能指标检测结果

4.3 堆石混凝土质量控制

通过现场密度检测控制，堆石混凝土密度为2 450 kg/m3。首先在试验段采用核子密度仪和试坑法对应检测堆石混凝土密度，通过比较确定核子密度仪与试坑法检测曲线及核子密度仪检测最小控制值。试验段布置在坝体中部靠近下游，长10 m、宽9 m、高1.2 m，按3～4 m的间距布置检测点5个，堆石混凝土初凝后，先用核子密度仪检测堆石混凝土密度，再以该测点为中心采用试坑法进行检测。用核子密度仪检测时，预先在深度30 cm处埋设PE管作为核子密度仪测点位置进行检测。用试坑法检测时，参考《浆砌石坝施工技术规定》，所用套环内径为138 cm，环高20 cm，试坑最大直径约110 cm，最大深度约60 cm，采用先风镐打孔再撬挖取石的办法挖坑，并采用灌水法测试坑体积。检测结果见表2。

表2 堆石混凝土物理指标检测表

从以上试验检测数据得出：试验段堆石混凝土质量符合设计要求。两种检测方法曲线为ρ试坑=ρ核+86，ρ核最小控制值为2 364 kg/m3。

堆石混凝土开始浇筑后，核子密度仪检测结果见表3。

表3 堆石混凝土密度检测结果

由表3数据可知，围滩水电站大坝堆石混凝土施工质量符合设计要求。

5 结语

堆石混凝土施工工艺在围滩水电站的应用，不仅保证了工程质量和施工进度，而且总结了一套堆石混凝土的施工工艺和质量检测方法，为更广泛地推广应用这一新型施工技术奠定了基础。