堆石混凝土技术在水库大坝施工中的应用

2016-03-20祁凤姣湖南益众水利建设有限公司

低碳世界 2016年26期

关键词：仓面堆石石料

祁凤姣（湖南益众水利建设有限公司）

堆石混凝土技术在水库大坝施工中的应用

祁凤姣（湖南益众水利建设有限公司）

近年来，水库大坝施工已成为水利工程建设的重要内容，其中堆石混凝土施工技术是水库大坝施工中的难点。在此背景下，本文以某工程为例，对堆石混凝土技术在水库大坝施工中的应用进行了详细的论述，以供参考。

堆石；混凝土；水库大坝；施工

1　引言

堆石混凝土土方施工期限较长，且实际工程量也相对较大，所以通常是水库大坝施工中的难点部分，一旦工程质量不达标，则必然对整个工程造成严重影响。在此情况下，必须加强对堆石混凝土技术的研究分析。

2　工程概况

某水库为新建小一型，兴利库容282.3万 m3，总库容383.8万m3。水库大坝设计为C15堆石混凝土重力坝，坝顶高111m，最高坝高程44.8m，最大挖深达到7.1m。同时，该水库坝顶高程2099.80m，坝顶宽5m，上游坝坡与下游坝坡分别为1：0、1：0.75。此外，水库坝址以上控制径流面积达9.55km2，水库坝址河底高程 2062m。主河道长 3.11km，河道平均坡降15.6‰，多年平均径流584.9万m3，P=75%年径流458.6万m3。此水库建成之后，能够使得周边1.05万亩耕地的农业灌溉缺水问题得到较好的解决。

3　堆石混凝土施工技术的实际应用

3.1堆石混凝土重力坝设计要点

该水库总库容达383.8万m3，属于小一型建设项目，工程等级为Ⅳ等。拦河大坝与输水隧洞4级是枢纽工程的主要建筑物，次要的建筑物包括挡土墙、排水沟与临时的建筑物等。该水库工程区域内基岩呈现裸露的情况，石料较为丰富，开采条件相对良好，运输距离较短，周围的土料较少。通过有关计算可知，该水库重力坝与土石坝均符合坝体建设的要求。通过各方面的对比发现，两种坝型中，建设重力坝是较为经济的。

堆石混凝重力坝设计的洪水标准为30年一遇，也就是P=3.33%，校核的标准则为200年一遇，也就是P=0.5%。坝体施工期间的临时度汛洪水标准为全年10年一遇，也就是P= 10%，坝体施工导流洪水标准为枯季5年一遇，即为P=20%。消能防冲建筑物设计洪水标准为20年一遇，即为P=5%。

该水库堆石混凝土重力坝主要由4个坝顶构成，其中，坝0+64.0～0+71.0m属于溢流坝段，其他的均属于非溢流坝段，并且在溢流坝顶位置处，结合水库两岸交通方面的要求，设置了坝顶交通桥，以此来为水库两岸的交通与沟通提供途径。此外，该水库坝基采用了帷幕灌浆进行防渗处理，帷幕灌浆设计为孔距2m的单排孔布置，帷幕线全长398.7m。在进行坝段帷幕施工时，应当深入弱透水层（q＜5Lu）内5m，并且还要适当的增加岩溶位置处的钻孔，或者是在此处设置双排。

3.2堆石自密实混凝土坝施工工艺

3.2.1材料

（1）堆石料

对于工程施工中所需要用到的堆石料，应当尽可能的选择并采用新鲜的、完整的、质地坚硬的毛石与快石料，并且还要保证块石的粒径不小于30cm，如果粒径小于30cm，则需要确保块石的总量要小于堆石料总重量的10%，但最大粒径必须要在1m以内。对于水库施工中采用的堆石料，则主要由坝体周围山体的开采获得。

（2）水泥

此水库大坝工程施工过程中所需要的水泥，均采用由某固定水泥生产厂制造的32.5普通硅酸盐水泥，此种类型的水泥质量能够国家有关标准的要求。

（3）粉煤灰

选用的粉煤灰需要满足《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中的有关规定。

（4）细骨料

该水库坝体工程施工中要用到的细骨料主要选用工地现场生产的人工砂，其性能指标能够满足《水工混凝土施工规范》有关规定。

（5）粗骨料

粗骨料则采用工程场地现场生产的碎石，粒径处于5～20cm范围内，且其针片状颗粒含量低于8%，其他的性能指标也能够满足《水工混凝土施工规范》的有关规定。

（6）外加剂

此水库坝体工程施工过程中需要的外加剂则采用由某公司提供的堆石混凝土专用外加剂（聚羧乙酸），此种外加剂的性能指标能够满足《混凝土外加剂》和《水工混凝土外加剂技术规程》的有关规定。

3.2.2施工工艺

（1）基础仓面的处理

在将堆石放入仓库之前，需要对基础仓面进行一定的处理，并且还要依据常规性混凝土处理方式进行。

（2）堆石入仓

①本工程堆石料入仓主要由塔吊机、挖掘机、吊篮方式进行，对于自密实混凝土入仓，则采用输送泵方式进行。②当基础仓混凝土强度超过2.5MPa时，就可以进行堆石入仓作业，但需确保每一层堆石的厚度为1.2～1.5m。③对于要入仓的毛、块石料，均需要满足石料的有关要求。同时，在进行堆石操作时，还需要确保堆石体外露面所包括的粒径不超过200mm的石块量小于10块/m2。④当建基面进行堆石入仓作业之前，需要对其进行一层厚度为30～50cm的抗离析型专用自密实混凝土的浇筑施工，并且还要在混凝土出现初凝现象之前，就将堆石全部埋入混凝土中，以保证堆石混凝土与基础的良好结合。⑤在堆石入仓过程中，严禁将泥土带入堆石仓面，进而使得基础仓面混凝土施工不会受到较大的冲击的影响。⑥对于粒径较大的堆石，则应当将其放置在仓面的中下部位置处。⑦在完成了堆石的入仓作业之后，还要做好防雨水措施，并且在进行自密实混凝土浇筑之间，还需要避免雨水冲刷堆石，以此来有效防止泥浆堆积在接触面上。

（3）模板

①堆石混凝土模板可采用木模或是钢模等，同时还能采用砂浆标号超过M10的浆砌石墙来代替。②堆石混凝土模板需具有不大于2mm的缝隙的密闭性，以避免漏浆问题的出现，并且其刚度与强度也要能够抵抗由混凝土产生的测量压力。③堆石体不应接触有外观要求的模板，并且还要留置不小于3cm的空隙，以此作为保护层，堆石体与模板之间的预留空隙要小于10cm。④当混凝土强度超过2.5MPa之后，就可拆除模板。

（4）泵送自密实混凝土

在泵送自密实混凝土之前，需要详细的检查泵管、接头的连接的完好性，并且还要依据以下顺序进行有关作业：①将0.5～0.8m3的清水加入泵车的料斗中，然后使其从管道泵出。②采用相同配比的水泥砂浆来润泵。③泵送自密实混凝土。

（5）自密实混凝土的浇筑

①自密实混凝土的入仓可通过泵送、溜槽等方式实现。②在进行自密实混凝土的浇筑施工时，不得向仓内加水。③在自密实混凝土浇筑过程中，需在整个仓面上均匀的布置浇筑点，并且还要确保浇筑点之间的距离小于3m。当填满了一个浇筑点之后才可进行下一个浇筑点的填筑，严禁在仓面上循环浇筑。④需要确保自密实混凝土浇筑的连续性，独立的仓面还应当连续浇筑完成。⑤除了表层的密室混凝土之外，每一仓的浇筑顶面需要留置块石棱角，此块石棱角的高度要超过自密实混凝土顶面的5～20cm，以此来为下一仓的粘结提供便利。

（6）堆石入仓的间隔时间

①当气温不低于15℃时，并且在完成了自密实混凝土浇筑24h之后，也就是混凝土强度达到2.5MPa时，就可以进行堆石入仓作业。②当气温处于5～15℃时，并且在完成了自密实混凝土浇筑36h之后，也就是混凝土强度为2.5MPa时，就可以堆石入仓。③当气温处于0～5℃时，并且在结束了自密实混凝土浇筑作业48h之后，具体来说就是混凝土强度达到2.5MPa之后，就可以开始堆石入仓作业。

（7）堆石混凝土的温控与养护

一般情况下，堆石混凝土不需要考虑温控，入仓温度需低于28℃。但需确保每100m2仓面，最少要有1个温控测量点，并且还要保证每一层堆石混凝土温控测量点多于3个，并且还要将其均匀的布置在仓面上。此外，完成了堆石浇筑作业之后，应避免太阳暴晒，并在堆石浇筑结束之后的6～8h内开始洒水养护，以保持混凝土表面的湿润。