水庫堆石混凝土的施工技術(shù)探討

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摘要：隨著管理難度的加大和人工成本的增加，使得堆石混凝土技術(shù)開始在水庫施工中被更廣泛應(yīng)用。本文在對堆石混凝土技術(shù)進行分析的基礎(chǔ)上，分析堆石混凝土技術(shù)在水庫施工中的優(yōu)勢，然后結(jié)合實際案例，對堆石混凝土技術(shù)在石溝水庫建設(shè)中的應(yīng)用問題進行研究。

關(guān)鍵詞：堆石混凝土技術(shù)；水庫施工；應(yīng)用

1引言

近幾年，我國大力發(fā)展水利事業(yè)，水利工程數(shù)量逐年提高，質(zhì)量水平也逐漸上升。水利工程建設(shè)具有周期長、投資大、影響廣的特點，只有掌握先進的工藝，按照要求保質(zhì)保量的完成工作，才能真正發(fā)揮水利工程建設(shè)的價值，才能獲得較好的經(jīng)濟效益和社會效益。在水庫施工過程中，混凝土的使用量較大，所以，對混凝土技術(shù)進行深入研究，有助于節(jié)約固定資產(chǎn)投資成本，提高水庫施工的效率。當前，堆石混凝土施工技術(shù)作為一種全新的大體積混凝土施工技術(shù)。具有工藝簡單、工期短、造價低、實用性強等特點，值得在水庫施工中被推廣使用。

2在水庫施工中應(yīng)用堆石混凝土技術(shù)的優(yōu)勢

水庫施工中的堆石混凝土技術(shù)主要是指：將滿足一定粒徑要求的塊石料自然堆滿倉面，再將滿足特殊要求的專用自密實混凝土澆筑在堆石體表面，不需要振搗，單純依靠其自重填充堆石體空隙，進而形成密實、完整的混凝土的一種技術(shù)手段。同其他施工技術(shù)相比，堆石混凝土技術(shù)具有明顯優(yōu)勢，其一，充分利用粉煤灰、礦渣粉等摻合料，使水泥用量顯著降低；其二，施工工藝簡單，能夠發(fā)揮機械化施工的優(yōu)勢，生產(chǎn)效率大幅提升，減少了人工振搗等施工內(nèi)容，混凝土生產(chǎn)運輸量減半為加快建設(shè)速度、縮短工期提供了保證。同時，堆石混凝土中的堆石骨架，在提高材料抗剪強度、抗壓強度、抑制干縮變形，提高結(jié)構(gòu)體積穩(wěn)定性方面效果顯著。

3堆石混凝土技術(shù)的施工工藝

首先，倉面清理及鑿毛工作。在倉面堆石之前，一定要采取適當手段對其表面進行處理，保證其粗糙度合適，這樣才能讓新、舊混凝土更好的融合在一起，然后形成整體，進而消除滲水問題。此外，需要保證每一層的塊石鋪料高于澆筑層面5-15厘米，提升層間咬合效果，讓層間結(jié)合更加穩(wěn)定。其次，堆石料篩選及沖洗工作。塊石選擇新鮮、完整，質(zhì)地堅硬，塊徑控制在30cm-80cm之間為宜，塊石中部或局部厚度不宜小于30cm，最大粒徑以運輸、入倉方便為限，且不宜超過1.0m；要想讓堆石料和自密實混凝土更好的融合，必須進行有效的堆石料沖洗工作。在新鮮石料含泥指標合格的基礎(chǔ)上還要對石塊表面的石粉含量進行有效控制，保證入倉的石料表面潔凈，讓其與自密實混凝土更好的膠結(jié)。對于塊石入倉之后產(chǎn)生的碎渣和石粉等雜物，必須要求相關(guān)人員清洗干凈。再次，堆石入倉工作。在運輸車輛駛?cè)雺误w范圍之前一定要將石料及車輛清洗干凈，防止將雜物帶進壩面，影響施工質(zhì)量。之后使用挖機完成堆石工作。在堆石入倉過程中，要保證堆積的自然性，在模板周圍和預埋件的位置，需要使用挖機配合人工進行擺放，提高塊石擺放比重。最后，澆筑、維護和后期檢測工作。在塊石順利入倉之后，需要對自密實混凝土進行澆筑，澆筑工作自上游進行，借助混凝土泵傳送到各個部位。在完成澆筑操作之后，要做好混凝土的保養(yǎng)工作，特別是避免暴曬，由于自密實混凝土具有較大的塌落度，如果被暴曬，就會導致其表面水分大量流失，從而加快其表面干縮速度，最終導致大面積裂縫問題發(fā)生[1]。在混凝土初步凝結(jié)之后，還要連續(xù)灑水對其進行養(yǎng)護，讓其表面保持濕潤。完成澆筑工作之后，還要開展后期檢驗工作，將密實度、抗?jié)B性、強度和水化熱溫升等內(nèi)容納入重點檢測范圍內(nèi)。

4堆石混凝土施工技術(shù)在水庫施工中的應(yīng)用

4.1工程概況

石溝水庫位置距離縣城約5千米，其控制流域面積為49平方千米，其主要任務(wù)是為城區(qū)生活及工業(yè)供水。水庫大壩為堆石混凝土重力壩，其最大壩高達61米，壩頂高程為1706米，壩長143.9米。該水庫大壩壩頂寬6米，總庫容190萬立方米。壩體混凝土設(shè)置4道橫縫，分為五個壩塊。其中堆石砼澆筑：9.19萬立方米。壩區(qū)巖性單一，巖性為片麻狀中?；◢弾r，屬于堅硬巖，巖體相對完整性好。

4.2堆石混凝土技術(shù)的施工要點分析

(1)堆石料選取及入倉。堆石料的飽和抗壓強度不能低于40MPa，該水庫大壩的使用的堆石料由開挖料和開采料組成，兩種石料實際飽和抗壓強度經(jīng)檢測均在60MPa以上，所以，大壩開挖石料應(yīng)該選擇具有質(zhì)地堅硬、新鮮完整和無裂縫等特征的花崗巖，然后在使用自制的工字鋼方孔篩網(wǎng)將其篩出，并控制堆石料的粒徑在30—80厘米之間。在上壩道路上，要將堆石料清洗平臺的坡度設(shè)置為20度，并將堆石料篩分好，之后將其用自卸汽車運送到清洗平臺上，使用水泵進行沖洗，并保證堆石料含泥量不超過0.5%。在自卸汽車的底部要設(shè)置直徑為10厘米的排水孔，然后在清洗平臺排凈積水之后將材料運送到澆筑倉面。在澆筑倉面的入口處需要按照實際施工要求鋪設(shè)30厘米厚的碎石料，然后用水泵沖洗干凈，防止運輸車輛輪胎對倉面造成污染。塊石材料經(jīng)由自卸車輛送達倉面，然后進行自然堆積，在倉面禁止多次周轉(zhuǎn)倒運，若不能達到堆高要求，就需要反鏟挖掘機倒運結(jié)束后，對倉面進行沖洗清洗。（2）原材料選擇及配比。自密實混凝土所需的原材料除了要滿足國家標準要求外，還要根據(jù)施工要求進行實際考量。硅酸鹽水泥的選取首先要符合《通用硅酸鹽水泥》標準，還要選擇多種品牌的外加劑或水泥與其進行相容性檢驗，防止發(fā)生外加劑用量過多、混凝土靜止泌水和加快工作性能損失等問題。在選擇細骨料時，需要選擇當?shù)丶壟淞己玫闹写趾由?。粗骨料需要使用砂石場生產(chǎn)的碎石，并將直徑控制在5-20毫米之間，其針片狀顆粒含量最高為8%，含泥量和細度模數(shù)、石粉含量指標等都要符合《水工混凝土施工規(guī)范》要求。在選擇外加劑時，要選擇堆石混凝土專用的類型，并且其性能指標要符合相關(guān)規(guī)定要求，并在現(xiàn)場進行自密實砂漿檢測，初始擴展度為250-300毫米，泌水性不能超過1%。自密實混凝土的配比。在對外加劑、粉煤灰和水泥進行適應(yīng)性凈漿試驗之后，得到合適的外加劑比例；之后對現(xiàn)場砂料進行砂漿檢驗，確定砂率、水膠比和粉煤灰摻量；然后，外加劑用量和單方骨料用量進行混凝土試驗，確定基準配比；最后，對配合比的參數(shù)進行調(diào)整，開展優(yōu)化試驗，最終確定合適的配比[2]。本工程最終確定的堆石混凝土專用自密實混凝土配比如下：水泥212kg/m3、水171kg/m3、石子762kg/m3、砂子790kg/m3、粉煤灰317kg/m3、外加劑4.6kg/m3。

4.3具體施工流程

（1）倉面處理。在基巖面要將虛石浮渣清理干凈，并使用高壓沖毛機對基巖面進行沖洗，然后將倉內(nèi)積水排凈。首先要完成混凝土墊層（1.5米）的澆筑工作，然后再進行堆石混凝土澆筑。在堆石混凝土澆筑的頂部要留置塊石棱角，同時要保證塊石棱角高于自密實混凝土頂面5cm~15cm。在堆石混凝土的層間一般不緊張鑿毛操作，但需對其表面的浮渣和水進行清除，如果自密實混凝土的平整面大于0.5m2，就需要在混凝土終凝之后用高壓沖毛機對施工縫進行沖毛。（2）設(shè)置模板。本工程使用的是外撐式懸臂式大鋼模，采用螺栓連接。模板的強度和剛度都比較高，能夠?qū)ψ悦軐嵒炷廉a(chǎn)生的外側(cè)壓力進行抵御，模板板間縫隙不足2mm，并且中間有海綿條，避免漏漿問題的發(fā)生。在進行堆石操作時，要盡可能的選擇粒徑小的塊石，與模板保持50cm的距離。（3）制備混凝土。在確定好混凝土調(diào)配比例之后，需要按照要求在自密實混凝土入倉之前對其進行普通混凝土性能檢驗，同時還要對其擴展度、含氣量、V漏斗時間和坍落度等進行檢驗。石溝水庫工程中自密實混凝土的性能如下：擴展度680mm~730mm、含氣量3.1%、坍落度265mm~280mm，其自密實性能的穩(wěn)定性在2小時以上。（4）澆筑控制。在自密實混凝土入倉之前，要進行連續(xù)澆筑，防止出現(xiàn)冷縫。如果堆石混凝土澆筑的面積比較大，就要選擇垂直澆筑面的對角線，按照“Z”字型布局進行澆筑，按照距離輸送泵由遠及近的順序進行澆筑，嚴禁重復澆筑[3]。每個澆筑點的范圍不能超過9平方米，在完成一個澆筑點的澆筑之后將混凝土輸送管拆除，然后對下一個澆筑點進行澆筑，并保證混凝土能夠連續(xù)流動，將空隙填充完全。（5）后期檢驗。其耐久性測驗結(jié)果顯示：滿足90d抗壓強度20MPa、抗凍F150和抗?jié)BW6的設(shè)計力學性能；預埋孔密度檢驗：孔內(nèi)缺陷面積小于5%，滿足要求；堆石混凝土檢測：空隙率是2.43%、容重為2564kg/m3，滿足設(shè)計要求。

5結(jié)束語

綜上所述，對于水利工程施工來說，堆石混凝土技術(shù)是一項專業(yè)化程度較高的技術(shù)手段。在水庫施工中應(yīng)用堆石混凝土技術(shù)，能夠在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，更加快速的完成施工作業(yè)，進而起到縮短工期，降低施工成本的作用，有利于提高水庫施工在綜合效益，值得被推廣使用。

參考文獻：

[1]潘選明.堆石混凝土技術(shù)在灑谷水庫施工中的應(yīng)用[J].水利水電技術(shù),2014(8):83~85.

[2]李記連.堆石混凝土技術(shù)在石河水庫除險加固工程中的應(yīng)用[J].河北水利,2012(12):33.

[3]陳景富,王永海.堆石混凝土在安徽大龍?zhí)洞髩渭庸讨械膽?yīng)用[J].水科學與工程技術(shù),2013(1):57~59.

作者：王生茂 單位：陜西省水務(wù)集團有限公司