論堆石混凝土在堤防工程的施工技術

蔡誼燕

(梅州市梅州大堤管理處，廣東 梅州514000)

堆石混凝土(自密實混凝土)壩技術作為一種新技術在水利工程中正在進行推廣應用，其具有施工工藝簡單、施工速度快、質量可靠、壩體塊石含量高水化熱溫升低等諸多優點。本文根據梅州大堤南堤除險加固達標工程堆石混凝土的施工工藝為例，分析堆石混凝土在堤防工程中的運用。

1 工程概況

梅州大堤南堤除險加固達標工程位于梅州城區梅江河右岸，堤圍全長12.11公里，設計堆石砼約9.0萬m3；設計防洪標準為100年一遇,堤防級別為2級，本工程計劃工期18個月，其中75米高程以下（即基礎部分）必須在2012年5月4日前完成，實際施工期就6個月。這期間已過了水利工程施工的黃金期，氣候多雨。由于該工程所在地為梅州城區，施工期間對城區的景觀及交通等影響較大。根據廣東省水利廳的批復及施工設計圖，基礎工程施工需采用西陽電站開閘放水，恢復天然河道。在堤防前筑一低水圍堰兼作施工便道施工圍堰頂高程為天然河道水位加上0.5m。再對堤防迎水坡基礎進行開挖。因工程采用西陽電站降低水位后填筑圍堰，對堤防前坡開挖至基巖，開挖高度相對較大。同時為減少堤防在開挖過程中的塌落的危險，采取間隔開挖（如30m左右）及在較危險的地段先采取針對性的防護措施后進行開挖等多種方法以確保墻體的安全。

堆石混凝土施工技術在本工程主要應用于基礎處理、回填、擋墻的素混凝土部位。堆石料主要采用開采的大粒徑塊石、開挖料中的大粒徑塊石（或卵石）等，經初級篩分保留粒徑大于300mm的石塊，通過自卸汽車直接運輸至倉面自然堆積，堆石吊入倉面自然堆積，堆石厚度控制在1.5m左右，利用強制式拌和機生產專用自密實混凝土，通過泵送直接澆注入倉。

2 堆石混凝土施工技術簡介

堆石混凝土(Rock-filled Concrete，簡稱RFC)施工技術是清華大學水利水電工程系發明并獲得國家發明專利授權的新型大體積混凝土施工技術，具有低碳環保、低水化熱、工藝簡便、造價低廉、施工速度快等特點。堆石混凝土是指先將滿足—定粒徑要求的塊石(或卵石)自然堆滿倉面，然后在堆石體表面澆注滿足特殊要求的專用自密實混凝土(Self-Compacting Concrete，簡稱SCC)，無需振搗僅依靠其自重充填堆石體的空隙，所形成完整密實的混凝土。

3 堆石混凝土的施工

3.1 堆石料的選擇

堆石料應新鮮、完整，質地堅硬，不得有剝落層和裂紋。堆石料可以使用毛石、塊石、粗料石和卵石，其中部或局部厚度不宜小于30cm，卵石不宜小于25cm，最大粒徑以運輸、入倉方便為限，且不宜超過1.0m；允許使用少量片石但其重量不得超過堆石料總重的10%。堆石料的飽和抗壓強度（Rs）不得小于50MPa。

3.2 基礎倉面的處理

堆石入倉前的基礎倉面的處理，可按常規混凝土的處理方法進行。基礎倉面上的混凝土乳皮、表層裂縫、由于泌水造成的低強混凝土（砂漿）以及嵌入表面的松動堆石必須予以清除，并進行鑿毛處理。3基礎倉面必須保證清潔，不應有積水。

3.3 堆石入倉

選擇入倉的堆石料應嚴格滿足要求，但其片石不得集中堆放?；A倉混凝土強度達到5MPa以上方可進行堆石入倉。對于石料表面附著的泥土，必須清洗干凈。堆石入倉時不得將泥土帶入堆石倉面，對于已帶入倉內的泥土必須在澆筑自密實混凝土前予以清除，否則不得澆筑自密實混凝土。

宜將粒徑較大的堆石置于倉面的中下部，粒徑較小的堆石置于倉面的中上部。與基礎倉混凝土接觸的堆石應嚴格避免大面積接觸，以免影響冷縫的粘結。對于粒徑超過800mm的大塊石，宜放置在倉面中部，以免影響堆石混凝土表層質量。對于表面可見的小于20cm的堆石碎塊應予以清除。堆石完成后應做好防雨（水）措施，在澆筑自密實混凝土前必須防止雨（水）沖刷堆石導致泥漿在接觸面上堆積。每層堆石厚度可按1.0～1.5m控制。

3.4 模板施工

堆石混凝土在堆石過程中，模板拉條容易被大石碰彎、壓斷，因此拉條周邊宜采用粒徑約為200mm的堆石進行人工平倉。同時，堆石后應對模板進行校正，加固拉條。在堆石體與模板之間應保留大于3cm的空隙作為保護層?；炷翉姸冗_到5MPa以上方可拆模。

3.5 混凝土入倉與澆筑

堆石混凝土澆筑，一個特點是堆石，另一個特點是特高坍落度混凝土。

澆筑自密實混凝土時，嚴禁在倉內加水。如發現混凝土和易性較差，應采取加強措施（如添加外加劑、重新拌和等），以保證質量。在澆筑過程中澆注點應均勻布置于整個倉面，其間距不得超過3m；必須在澆筑點的自密實混凝土填滿后方可移至下一澆筑點澆筑，澆筑順序應做到單向順序，不可在倉面上往復澆筑。

鑒于堆石混凝土模板承受的側壓力大，模板支撐難度大，建議專用自密實混凝土澆筑倉高度宜控制在1.5m以內，自由下落高度時宜控制在5m以內，并應在澆筑過程中控制專用自密實混凝土的澆注速度。

3.6 堆石混凝土養護

澆筑完成的堆石混凝土，在養護前宜避免太陽暴曬。應在澆筑完畢6～18h內開始灑水養護?；炷翍B續養護，養護期內始終使混凝土表面保持濕潤?；炷琉B護時間，不宜少于28d，有特殊要求的部位宜適當延長養護時間。

3.7 堆石混凝土的優點

堆石混凝土中堆石的體積比例一般可以達到55%～60%，能夠充分利用初級開采的石料或者開挖料中的大塊石，最大限度地降低了膠凝材料用量的同時還在骨料破碎、混凝土生產澆筑等施工環節上大大地節約了能源，減少了二氧化碳的排放，因此堆石混凝土技術是一種新型低碳環保的混凝土施工方法。堆石混凝土技術用于大體積混凝土施工還具有以下優點：

3.7.1 低水泥用量與低水化熱

堆石混凝土可以充分利用粉煤灰、礦渣粉、石粉等活性或惰性摻和料，因此對于水泥的用量顯著降低，C20等級堆石混凝土中的水泥含量一般不超過80kg/m3，絕熱溫升不超過15℃。在大體積混凝土施工中可以顯著簡化甚至取消溫控措施。

3.7.2 工藝簡便，施工快速

堆石混凝土施工主要包括兩道工序：堆石入倉和專用自密實混凝土的生產澆筑。通過合理的施工組織設計，兩道工序均可以通過大規模的機械化施工來完成，減少了人工的投入，避免了人為的干擾。在完成一定堆石倉面后堆石入倉和混凝土生產澆筑可以平行進行，工序間干擾小，生產效率成倍提升的同時還降低了設備生產強度的要求。簡化消除溫控措施、混凝土生產運輸澆筑量減半且無需振搗等都為加快建設速度、縮短工期提供了強有力的保證。

3.7.3 降低施工成本

堆石混凝土施工的綜合成本在相同條件下較常態混凝土可降低10%～20%，略低于埋石混凝土成本。主要通過三個方面實現：大量使用堆石減少膠凝材料用量；工藝簡單，可節約工期，同時節約管理成本；簡化或消除了溫控措施，澆筑過程免去了振搗工序減少了人工成本的投入。

3.7.4 綜合性能穩定，安全系數高

試驗研究和工程應用證明：堆石混凝土容重通常可以達到2500kg/ m3以上，各項力學性能均能滿足設計要求，特別是在抗壓、抗剪強度方面有足夠的安全富余系數；抗滲性能方面堆石混凝土滲透系數可達到10-11m/s（針對堆石混凝土本身），工程鉆孔壓水檢測透水率低于1Lu：在抑制收縮、抗裂等方面堆石混凝土在工程應用中也表現出了優異的性能。

4 結束語

堆石混凝土已廣泛用于水利水電工程建設，施工中施工工藝簡單、施工速度快、質量可靠的優點，在堤防工程建設中提出幾點建議：（1）鑒于堆石混凝土模板承受的側壓力大，模板支撐難度大，建議專用自密實混凝土澆筑倉高度宜控制在1.5m以內，自由下落高度時宜控制在5m以內，并應在澆筑過程中控制專用自密實混凝土的澆注速度。（2）建筑物建基面由監理人及華實工程師驗收合格后，方可進行現場堆石工作。（3）巖基上的雜物、泥土及松動巖石均應清除，如遇有承壓水，承包人應制定引排措施和方法報監理人及華實工程師批準，處理完畢，并經監理人及華實工程師認可后，方可堆石入倉澆筑堆石混凝土，清洗后的基礎巖面在堆石混凝土澆筑前應保持潔凈和濕潤。本文提出的幾點粗淺建議，進一步完善堆石混凝土施工質量控制措施，為形成堆石混凝土施工標準而創造條件。

［1］廣東省梅州市南西堤加固工程RFC現場施工技術要求[Z].華實公司.

［2］陳振華，范玲斌，楊祥震，楊勤.堆石混凝土筑壩施工質量控制要點[Z].

［3］尹蕾.堆石混凝土的應用現狀與發展趨勢[Z].

［4］王茜英.堆石混凝土綜合單價分析[Z].