堆石混凝土施工技术在浯溪口大坝工程中的应用研究

李成业　徐瑛丹

(1.水利部建设管理与质量安全中心， 北京　100038；

2.江西省景德镇浯溪口水利枢纽工程开发有限公司，江西 景德镇　333000)

堆石混凝土施工技术在浯溪口大坝工程中的应用研究

李成业1徐瑛丹2

(1.水利部建设管理与质量安全中心， 北京100038；

2.江西省景德镇浯溪口水利枢纽工程开发有限公司，江西 景德镇333000)

【摘要】本文以浯溪口大坝建设工程为例，对堆石混凝土施工技术的施工材料、施工流程及质量控制等关键参数及指标进行了深入的研究与探讨。实践证明，堆石混凝土施工技术具有混凝土浇筑速度高、质量控制简单、温控设备简单、节约施工成本等特点可在具备条件的工程中推广应用。

【关键词】浯溪口大坝； 堆石混凝土； 施工技术； 质量控制

堆石混凝土是利用自密实混凝土的高流动、抗分离性能好及高稳定性的特点，在粒径较大的块石(最大块石粒径可在300mm以上)内随机充填自密实混凝土而形成的混凝土堆石体。堆石混凝土施工具有水泥用量少、水化热温升小、综合成本低、施工速度快、良好的体积稳定性、层间抗剪能力强等优点，广泛应用于混凝土筑坝工程中。经过十余年的发展，堆石混凝土技术愈加趋于成熟。向家坝水电站二期大坝工程使用堆石混凝土技术，相应坝块的浇筑顺序、浇筑机械、浇筑时间等关键参数得到优化，提高了混凝土重力坝施工组织设计和施工进度控制的水平与效率[1]；在河南省新乡市宝泉抽水蓄能电站建设工程中，再次印证了堆石混凝土的施工流程与工艺具有加快施工进度，提高经济效益的优良特性，因此，研究堆石混凝土在筑坝施工中的技术进步非常必要。

1工程简介

浯溪口水利枢纽工程位于江西省景德镇市浮梁县蛟潭镇境内，坝址在鄱阳湖水系饶河支流昌江中游，距景德镇市区40km。枢纽主要建筑物有表孔溢流坝、低孔溢流坝、碾压混凝土非溢流坝、河床式厂房等，坝轴线总长498.62m，坝顶高程65.50m，最大坝高46.80m，正常蓄水位56.00m，总库容4.75亿m3，防洪库容2.96亿m3，电站装机3.20万kW。浯溪口水利枢纽工程是一座以防洪为主，兼顾供水、发电等综合效益的大(2)型水利枢纽工程，建成后景德镇市城市防洪能力由20年一遇提高到50年一遇。同时水库的调节，可使水资源优化配置，改善昌江中下游地区的工农业用水和农村人畜饮水工程性供水紧张状况，满足景德镇市及周边城镇的远期供水要求；还可充分利用水能资源，提供清洁电力，缓解该地区电力紧张的状况。

2筑坝材料的选择

浯溪口大坝堆石料采用外购块石或爆破开挖块石，自卸汽车运至左岸下游围堰右堰头(漫水桥)，采用高压水枪进行冲洗后入仓。

导墙基础底部4～4.50cm采用液压反铲配合人工采用倒退法码放堆石料;4.50cm以上部分采用长臂液压反铲入仓或25t汽车吊吊装入仓。堆石混凝土为自密实混凝土，采用混凝土罐车运输，液压长臂反铲入仓或泵送入仓(见图1)。

图1　自密实混凝土入仓示意图 (高程单位：m，尺寸单位：mm)

2.1堆石料

大坝施工所用堆石料应新鲜、完整，质地坚硬，不得有剥落层和裂纹。堆石料粒径不宜小于300mm，当采用150～300mm粒径的堆石料时应进行论证；堆石料最大粒径不应超过结构断面最小边长的1/4、厚度的1/2。堆石料的含泥量不大于0.5%，不允许有泥块。

2.2水泥

大坝施工所选用的水泥满足相关国家标准的要求，水泥品质应符合《通用硅酸盐水泥》(GB 175—2007)、《中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥》(GB 200—2003)的要求。浯溪口大坝选用普通硅酸盐水泥，标号为P.O 42.5。

2.3粉煤灰

大坝混凝土施工所使用的粉煤灰满足《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596—2005)有关规定，浯溪口大坝选用Ⅱ级粉煤灰。具体指标见下表。

粉煤灰性能指标要求表

2.4骨料

浯溪口大坝工程所用自密实混凝土的粗骨料最大粒径不大于20mm，针片状颗粒含量不大于8%。骨料品质需符合《水工混凝土施工规范》(DL/T 5144)有关规定。骨料取样与检验方法按《水工混凝土试验规程》(DL/T 5150—2001)有关规定执行。

2.5外加剂

浯溪口大坝工程施工所用外加剂性能指标符合规范《混凝土外加剂》(GB/T 8076—2008)和《水工混凝土外加剂技术规程》(DL/T 5100—1999)中的有关规定。

3施工程序及特殊情况处理

浯溪口大坝堆石混凝土开仓浇筑前，监理人审核堆石混凝土浇筑配料单后，进行堆石混凝土浇筑。其中导0+0.00～导0+070.00和导0+174.20～导0+274.20段导流明渠，在基础C15常态混凝土施工完成后即进行堆石混凝土施工，堆石混凝土施工时按照分块跳仓浇筑(如图2所示)。

图2　自密实混凝土施工流程

3.1混凝土分层分块

浯溪口大坝导流明渠堆石混凝土按照垂直高度1.50m分层，上游导0+0.00～导0+070.00普遍分8层，下游导0+174.20～导0+274.20普遍分6层，分为12区，共计84仓。

3.2堆石料选取

大坝所用堆石料为直接外购和爆破开挖利用料，因施工工期紧张，堆石料提前在大坝左岸料场堆存。块石料装车安排专人直接在自卸汽车上清洗块石，清洗时自卸汽车后箱略微升起，以利于清洗废水排出。

3.3基础仓面的处理

混凝土大坝建基面施工处理完成后，进行堆石混凝土浇筑工作。岩基上的杂物、泥土清除冲洗干净后并排净积水，导流明渠导墙堆石混凝土浇筑在C15常态混凝土之上，厂房安装间进行堆石入仓前，先浇筑一层C15常态垫层混凝土对基础面进行找平。

3.4堆石混凝土的运输及入仓

使用10m3混凝土罐车运输自密实混凝土，运输过程中严禁向车内混凝土加水。卸料前搅拌运输车保证按规定旋转速度旋转1min以上方可卸料，车辆运输速度应保证浇筑的连续性。大坝导0+0.00～导0+070.00和导0+174.20～导0+274.20段导流明渠底部4～4.50m高度范围内，石料冲洗干净后由自卸汽车运至仓号进仓卸料，人工配合液压反铲进行石料堆放。采用混凝土输送泵进行泵送入仓，除表层自密实混凝土外，每仓浇筑顶面应留有块石棱角，块石棱角的高度高于自密实混凝土顶面约10cm，以利于下仓的连结。

3.5混凝土浇筑

自密实混凝土配合比设计包括自密实性能设计和强度等级设计两部分，用于各种不同类型结构物的自密实混凝土配合比必须通过试验确定，其试验方法应按常规混凝土的有关规定执行，涉及自密实性能的须按自密实性能检测试验方法执行。大坝浇筑时，泵送堆石混凝土应保证浇筑的连续性，不得中断，独立的仓面应连续浇筑完成。如必须中断时，中断间隔时间须小于45min，否则应对出机的自密实混凝土做处理，在未处理前不得再次入仓。

3.6模板制作与拆除

模板外部应依托脚手架组成的排架进行刚性支撑。在模板内侧0.5～1m处可间隔2～3m 埋插钢筋，用于在模板内部焊接拉筋，以提高模板稳定性，对于模板内侧1m区域应通过人工辅助堆石。模板的设计、制作和使用应符合《水电水利工程模板施工规范》(DL/T 5100)的有关规定。堆石混凝土宜采用外撑式模板，接缝应密封，缝隙不大于1mm。在堆石混凝土施工过程中，安排专职人员检查、维护、调整模板的位置和形态，防止变位、漏浆。当堆石混凝土强度达到5MPa以上时可进行拆模，浇筑完成后6～18h内进行洒水养护，养护时间为28d。

3.7雨季施工

为保证大坝施工质量和施工进度，雨季施工应注意以下问题：砂石料仓应排水畅通；运输工具应有防雨及防滑措施；浇筑仓面有防雨措施并备有不透水覆盖材料；增加骨料含水率测定次数，及时调整拌和用水量；在施工现场道路使用小石铺垫，防止重型车辆陷入泥坑。浇筑过程中，遇到大雨或暴雨情况时，应立即停止进料，已入仓混凝土立即遮盖。雨后必须先排除仓内积水，对受雨水冲刷的部位应立即处理，如混凝土还可以重塑，应加铺接缝混凝土后继续浇筑，否则应按施工缝处理。

3.8堆石混凝土外观处理

堆石混凝土作为大坝表面有成型要求或采用自密实混凝土替代常态混凝土结构时，应采用自密实混凝土封面，顶面不得留有块石棱角，并按常态混凝土要求进行外观处理。

4质量控制与检查验收

4.1原材料质量控制

大坝混凝土施工时应保持原材料的供应稳定性，材料的品牌应保持一致，禁止使用其他品牌的材料进行堆石混凝土生产。混凝土各种原材料应按照相应技术要求进行检测，经检验合格后方可使用。

4.2堆石混凝土质量控制

大坝在混凝土拌和前，应对砂石进行筛分检测，生产过程中，若遇新进砂石骨料，需重新对新进砂石骨料进行含水及筛分检测。混凝土拌和过程中，需要定期对混凝土拌和物的各项特性及称量精度进行检验。夜间气温低于平均温度时，使用专用混凝土进行浇筑；高温时，为骨料和堆石料厂设置遮阳棚，必要时对骨料和堆石料进行洒水降温，采用表面流水冷却和仓面喷雾等降温措施降低堆石混凝土表面温度。利用混凝土温度监测系统测量混凝土内部温度，根据温度监测结果和工程实际，及时调整并改进温控措施。

4.3堆石混凝土浇筑质量验收评定

大坝混凝土浇筑完成后，需通过钻孔取芯对堆石混凝土密实度与强度进行检测评定。

a.钻孔取芯应满足《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS03—2007)中芯样的钻取要求，芯样直径不宜小于21.90cm。

b.对于所获得的芯样，通过对其表面缺陷的统计来评定堆石混凝土的密实性，缺陷面积不得超过总面积的5%。

c.芯样加工、强度检测与评定应满足《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS 03—2007)相关规定。

5结语

浯溪口大坝堆石混凝土工程应用结果表明，堆石混凝土施工方法采用堆石作为骨料，减少水泥用量，节省成本，施工速度快，可有效降低混凝土的水化热。该技术具有混凝土浇筑速度高、施工工艺简单、施工环节少、节约施工成本等特点，值得大范围推广应用。

参考文献

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

中图分类号：TV52

文献标志码：A

文章编号：1005-4774(2015)12-0020-04

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