塑性混凝土在小型水庫除險加固工程中的應用

秦世潤

(山西省水利建筑工程局，山西太原 030006)

1 工程概況

田家崗水庫位于五臺縣陽白鄉田家崗村，屬海河流域，控制流域面積5．5 km2，水庫原設計防洪標準為50年一遇，校核防洪標準為300年一遇，原設計總庫容100萬m3，防洪庫容57萬m3，興利庫容 47．25萬 m3，死庫容 17．75萬 m3，現狀已淤積庫容32．5萬m3。是一座以防洪、灌溉為主兼養殖的小型水庫。

2 塑性混凝土防滲墻的優勢

塑性混凝土防滲墻主要用于河流圍堰和土石壩基防滲墻的水工建筑，塑性混凝土防滲墻比以往用的剛性混凝土防滲墻在墻體破壞上有了很大的提高:1)塑性混凝土的彈性模量很低是因為在本工程中優化了塑性混凝土的配合比。2)由于塑性混凝土的抗壓性能很好，所以塑性混凝土的防滲墻在相同的受力情況下一般不產生壓力，即使產生壓力也不超過1 MPa，因而不會受到周圍土體的變形而破壞。3)塑性混凝土主要是用柔性摻合料，如膨潤土，水泥、鋼材用量將減少，造價則大大降低。

3 塑性混凝土質量控制

3．1 塑性混凝土原材料質量控制

塑性混凝土原材料由水泥、砂、石骨料、水、粉煤灰、外加劑組成。其中水泥采用忻州市大型旋窯生產的合格水泥，碎石及砂子采用周圍合格料場生產的產品。摻合料及外加劑等原材料均從合格的生產廠家采購并供貨到位，混凝土各項原材料的質量要求具體如下。

3．1．1 水泥

本工程塑性混凝土所用的水泥是五臺縣水泥廠生產的32．5礦渣硅酸鹽水泥、32．5普通硅酸鹽水泥、42．5普通硅酸鹽水泥。所有水泥都要根據各種水泥允許的有效期及堆放高度，對水泥認真保管，堅決防止水泥的受潮變質。散裝水泥使用期限不應超過出廠日期6個月，散裝水泥應儲存在水泥儲罐中，水泥儲罐的容積應能滿足塑性混凝土澆筑施工期間水泥使用強度要求。

3．1．2 砂、石骨料

1)由于本工程塑性混凝土配料中水泥用量比較少，而砂、石骨料的用量比較大，所以砂、石骨料的好壞直接影響塑性混凝土的強度，因此，砂是采用成本較高的水洗砂，含泥量達到了規范要求。

2)粗骨料為5 cm～20 cm，20 cm～40 cm，40 cm～80 cm三種級配，在選擇粗骨料廠時，首先是質量必須過關，其次是生產能力必須達到工程需要。其超遜徑含量應小于有關質量技術規定的數值。砂料進場前，應根據有關技術規定進行測試，若含有活性骨料時，必須進行專門試驗論證后，才能使用。

3．1．3 水

本工程中塑性混凝土拌和用水為經過沉淀處理的水庫水。

3．1．4 粉煤灰

采用五臺電廠的二級粉煤灰，粉煤灰是否優質決定塑性混凝土的質量。

3．1．5 外加劑

本工程中選用的外加劑是五臺縣宏達化工廠生產的膨潤土，膨潤土的主要礦物為蒙脫石。土的密度為2．75 g/m3。塑性混凝土膨潤土的含量比較多，是因為其具有潤滑性、粘結性、可塑性、吸水膨脹性。

3．2 塑性混凝土配合比

田家崗水庫根據工程各部位、用途、本地氣候特點，設計適合本工程的塑性混凝土配合比。塑性混凝土各項原材料合格后，送到實驗室根據工程結構對塑性混凝土的各項指標進行檢驗，再對本工程各部位塑性混凝土的性能進行試驗，提出性能好，成本低適合本工程的塑性混凝土配合比。水灰比在塑性混凝土配合比設計中是一個非常關鍵的參數，所以水灰比的選定非常重要，主要考慮以下幾個方面:塑性混凝土的強度、塑性混凝土的抗滲性、塑性混凝土的抗凍耐久性的等級，還要考慮水泥品種與標號、砂石骨料的質量、外加劑(膨潤土)的品種及摻量的影響。由于塑性混凝土用水量較大，導致水分過多，所以配比時加入較多的膨潤土，其具有較好的吸水腫脹性能，腫脹后的膨潤土顆粒填充于塑性混凝土中的空隙，抑制水分子的通過，從而具備良好的抗滲性。

3．3 塑性混凝土拌和與運輸

3．3．1 塑性混凝土的拌和

塑性混凝土的拌和必須控制拌合時間、坍落度、出機口溫度等各項指標。本工程所有的塑性混凝土均在混凝土拌合站進行拌合。所有參與塑性混凝土拌合的施工人員一定要熟悉并牢記塑性混凝土的配合比和拌和工藝流程，并在攪拌機附近設立塑性混凝土配合比及拌和工藝流程標志牌，以示提醒。塑性混凝土拌和好后，根據各部位施工條件分別采用不同的入倉方法。

3．3．2 塑性混凝土的運輸

本工程所有塑性混凝土的運輸全部采用混凝土罐車進行運輸，塑性混凝土在廠家生產完成后，應迅速運至澆筑地點，混凝土罐車車輛應時常保持清潔，以免影響塑性混凝土拌合物質量，塑性混凝土入倉時應防止離析。

3．4 各部位塑性混凝土的澆筑

3．4．1 路面澆筑

拌合好的塑性混凝土熟料運到澆筑現場后，直接卸料到澆筑倉面內，隨后采用人工配合機械按設計厚度鋪料、平倉，最后用平板振搗器振搗。為提高塑性混凝土路面的表面平整度，保證塑性混凝土路面的外觀質量，在用平板振搗器振搗完后，再用水泥混凝土路面振動梁進行表面輔助振搗。

3．4．2 上壩臺階澆筑

上壩臺階塑性混凝土采用機動翻斗車運輸至壩頂后，溜槽入倉，倉內人工攤鋪整平，振搗器振搗密實。

3．4．3 上游壩坡護腳澆筑

塑性混凝土熟料采用機動翻斗車運輸，到達澆筑部位后人工鏟料入倉，倉內人工攤鋪，50軟軸振搗器振搗密實。

3．4．4 溢洪道各部位澆筑

溢洪道各部位塑性混凝土熟料采用10 t自卸車進行運輸，運輸至施工現場后，挖機鏟料入倉，倉內人工攤鋪整平，50型軟軸振搗器振搗密實。

3．5 塑性混凝土裂縫控制及處理

3．5．1 塑性混凝土裂縫控制措施

塑性混凝土受到先行澆筑底板混凝土約束，如不采取可靠裂縫預防措施可能發生裂縫，造成缺陷甚至危害到工程安全運行。應通過精心調研和試驗，采取正確、得力措施，控制塑性混凝土有害裂縫的產生。擬采取的裂縫控制主要措施包括:

1)正確選用塑性混凝土原材料;2)選用合適的配合比;3)選擇合適的澆筑時間;4)采取合理的施工工藝精細施工;5)采取得力的溫度控制措施;6)采取正確的養護措施等。

通過以上措施達到降低塑性混凝土的出機溫度和最高溫度，減小塑性混凝土的上下層和內外溫差，提高塑性混凝土的內在質量和抗拉裂能力，避免塑性混凝土早期受外界溫度驟降和失水風吹等不利環境影響等效果，最終達到控制混凝土裂縫的目的。

3．5．2 塑性混凝土裂縫處理

塑性混凝土伸縮縫處理包括止水帶安裝和縫內材料的填充。本工程中箱涵縱向每15 m設一道伸縮縫，縫內設橡膠止水帶，塑性混凝土伸縮縫內隔縫材料為高壓塑膠閉孔板。

3．6 塑性混凝土養護及表面保護

為使塑性混凝土中水泥充分水化，加速混凝土的硬化，防止混凝土成型后因暴曬、風吹、干燥、寒冷等自然因素的影響出現不正常的收縮、裂縫破壞等現象，本工程大體積混凝土派專人進行灑水養護，小塊混凝土采用覆蓋薄膜的方法。天氣干燥時要加強養護次數，使混凝土表面保持濕潤。

3．7 塑性混凝土質量檢查

1)對塑性混凝土原材料(水泥、砂、石骨料、水、粉煤灰、外加劑)的質量檢驗。各種原材料的檢驗必須滿足本工程的技術條款要求。本工程中所有塑性混凝土原材料的質量檢查項目必須全部體現在和塑性混凝土生產商簽訂的購買合同中。

2)塑性混凝土質量檢測。塑性混凝土質量檢測包括:塑性混凝土拌合均勻性檢測、坍落度檢測、各種性能檢測。

4 結語

在田家崗水庫施工過程中，優化了塑性混凝土各種原材料配合比，使塑性混凝土比普通混凝土有更好的抗壓、抗裂性，能很好的適應周圍土體的變形，不易產生變形破壞。大大提高了生產效率，同時保證了工程質量。