細石混凝土砌石拱壩施工工藝研究

林貽賢

(福建省水利水電工程局有限公司，福建 泉州 362000)

細石混凝土砌石拱壩施工工藝研究

林貽賢

(福建省水利水電工程局有限公司，福建 泉州 362000)

以泉州市泉港區雙溪水庫為例以細石混凝土為主要材料建設砌石拱壩；從筑壩地材、工序質量等方面加強管控，保障工程建設質量。筑壩地材方面，片石與毛塊石按照堅硬、新鮮以及干凈的原則選擇，保證毛塊石在軟化系數指標以及硬度質量方面能夠對設計要求進行滿足。碎石材料要做好級配的重視，根據5-20cm、20-40cm以分倉的方式堆放。工序質量方面，嚴格做好監理實施細則的執行，做好分部工程開工、現場檢查驗收簽證制的執行，將壩體倉面處理、壩體砌筑、面石砌筑與勾縫、水泥灌漿、工程旁站跟班、質量簽證方面加強控制； 該工程在建設完成后下閘蓄水驗收，運行一定時間后始終保持良好的工程狀況。在大壩蓄水后，進行了壩頂沉降、位移觀測與滲水觀察，經過一定時間試運行后獲得了較好的運行效果。

細石混凝土；砌石拱壩；施工工藝；質量控制

0 引 言

近年來，我國的水利事業得到較大的發展，在國家大力支持下，各地區水利工程得到了較多的建設，有效的帶動了地區經濟發展。其中，砌石拱壩是重要的工程類型，對地區水利發展具有著重要的意義。在實際工程建設中，需要做好施工工藝把握，保障工程建設質量。

1 工程概況

泉州市泉港區雙溪水庫,庫容為984.9萬m3,攔河壩最大壩高63.5 m，根據《防洪標準》(GB50201-94)及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)，工程規模為小(1)型。水庫主要任務是以供水為主，具備應急備用功能，兼有一定防洪效益，因此，按照中等重要城市供水確定工程等別為Ⅲ等工程。大壩、溢洪道和輸水系統進水口等永久性建筑物按3級建筑物設計，導流等臨時建筑物按5級建筑物設計。

本工程水庫大壩采用砌石拱壩，壩體體型為拋物線雙曲變厚拱壩，按50a一遇洪水設計，500a一遇洪水校核，設計洪水位91.79m，校核洪水位93.32m，水庫正常蓄水位90.00m。壩頂高程92.50m，壩底高程29.0m，最大壩高63.5m。壩頂寬度5m，壩頂中心線弧長292.528m。壩體采用C15細骨料混凝土砌毛石，上下游面設0.45m厚(平均厚度)的M10漿砌條石。為了對拱壩基礎的整體剛度以及整體水平進行進一步的加強，對壩基做好固結灌漿處理。壩后設兩層人行交通橋，第一層交通橋橋面高程為70.00m，長260m，第二層交通橋橋面高程為41.0m，長56m，交通橋橋寬1.2m。壩體內設帷幕灌漿及基礎排水廊道，廊道為城門型斷面，凈斷面尺寸為2.5m×3.5m(寬×高)，廊道為現澆鋼筋混凝土結構，壁厚0.5m，河床段底高程為38.00m，兩岸以臺階型式上升至70.00m，高程與下游壩面交通廊道連接。壩體埋設一根D300生態放水鋼管，放水鋼管長23.5m，布置在拱壩中心線右側，放水管中心高程為41.50m(死水位以下淤砂高程以上)，設啟閉房，配置偏心半球閥1臺、閘閥1臺閥，調節放泄流量。下游消能防沖建筑物按20a一遇洪水設計，下游護坦長度為15.0m，寬40.0m,護坦底板厚1.2m。護坦范圍內下游邊坡采用鋼筋混凝土護砌。施工現場示意圖見圖1、圖2。

圖1 泉州市泉港區雙溪水庫細石混凝土砌石拱壩施工現場(一)

圖2 泉州市泉港區雙溪水庫細石混凝土砌石拱壩施工現場(二)

2 施工方法

2.1 筑壩地材質量控制

在工程建設中，筑壩地材質量將直接對整個大壩的質量產生影響。對此，即需要盡早以逐項的方式做好腹石、細骨料料場位置、運距、面石的核定，并做好對應的試驗檢測工作。料場方面，要提前做好一定數量材料的儲備，以此保證在具體施工當中能夠實現合格質量地材的提供。片石與毛塊石方面，要按照堅硬、新鮮以及干凈的原則選擇，保證毛塊石在軟化系數指標以及硬度質量方面能夠對設計要求進行滿足。碎石選擇方面，要做好級配的重視，根據5-20cm、20-40cm以分倉的方式堆放。砂材料方面，其細度模數將對工程壩體的防滲性產生影響，對此，即需要將其控制在合理范圍內，通常將其控制在2.4-2.8即可，并保證水泥等材料在指標方面能夠對施工需求進行滿足。石Ⅱ料場位于壩址上游約500m的左岸山凹，目前，石Ⅱ料場至壩址已有簡易道路，為了施工方便，計劃將原有簡易道路進行擴建，另擬在77高程附近修建一條施工便道從石Ⅱ料場接至左岸壩頂。石Ⅲ料場位于壩址下游右岸，即沖溝的兩側，場內需修建300m道路至壩址右岸，料場頂部現有一條簡易公路。

2.2 細石混凝土質量控制

在工程建設中，砌石細石混凝土的質量十分關鍵，將對砌體凝結的牢靠性以及堅固性產生影響。對此，即需要根據工程實際做好混凝土材料坍落度檢測、混凝土石塊制作以及拌合登記表的制定，根據工程項目做好工程情況的評定與劃分，并做好中間產品、壩體質量檢測項目、組數以及原材料的制定[1]。

2.3 工序質量控制

在實際工程建設當中，作為監理細則的執行十分關鍵，即需要執行好分部工程開工以及簽證制度：

1)壩體倉面處理。在工程建設中，為了避免發生返漿問題，即需要通過壓力水的應用進行兩次沖毛，并做好水壓力的科學控制，保證水壓力為2.5kg/cm2。在開展第一次沖毛處理時，可以在混凝土材料剛剛終凝時處理，具體來說即彎沉氣體施工的4h內。在該次沖毛處理完成后，則需要在1.5h后開展第二次沖毛，該次沖毛的目標，即使倉面細骨料顆粒露出一半。

2)壩體砌筑。毛塊石上壩進倉方面，對1臺JS3- 3型纜機進行使用。在具體施工中，對于混凝土標號砂漿要做好把握，并做好現場控制，避免出現同毛塊石過于靠近情況。而在不同塊石間，則需要通過三角縫方式的應用做好縫隙控制，保證振動棒能夠順利的插入其中。對于部分體積較大塊石，使用小片石在其底部墊高處理，保證底部混凝土能夠擠壓到位，兩岸層層封拱。

3)面石砌筑與勾縫。在上下游壩面布點位置，根據壩高1m、水平弧長2m處理，在上下游面砌筑按照三順一丁、二塊條石砌一層，將層高控制在65cm左右。將粗條石作為面石施工材料，并按照罷免坡度修坡。砌筑方面，砌筑2、3層，在砌筑完成壩腹之后，做好面石的勾縫處理。在勾縫施工中，將其一端在壩面的吊架上固定，配合安全繩進行施工[2]。下游面凸縫，上游面平縫，使用面石砌筑做好縫深控制之后，需要做好材料控制，保證其在初凝前做好括縫處理，在該處理過程中使用好馬釘，在保證具體使用情況滿足設計需求的基礎上做好勾縫砂漿材料的拌制。

4)水泥灌漿。帷幕孔按照兩岸二序、河床三序以從上到下的方式施灌。在壩基同砌體接觸段，先進行灌漿處理，開孔到壩基巖深的2m，在完成壓水實驗之后根據要求施灌。繼續開鉆方面，即為接觸段完成灌漿施工的2.5h后開始，對于有層壓水的孔，需要對灌漿壓力值進行適當的加大，以此實現進漿時間的延長。在封孔處理前，要通過萬用表的應用做好孔內水位以及穩定性的檢查。

5)外觀質量控制。在大壩建設當中，需要在現場條件的基礎上做好大壩外觀的控制。在拱壩面石豎向弧度、水平弧度、壩頂工程外觀以及溢流堰段混凝土施工方面，需要做好其外觀施工的控制。

6)工程旁站跟班。同其余工程類型相比，拱壩施工當中所使用的機械設備相對較少，更多的是以人力方式施工，即人力因素的良好與否將直接對施工質量產生影響，該種情況的存在，不僅難以對工程建設當中的材料穩定性進行保證，且因此使大壩施工在質量方面存在著一定的不穩定性。在該種情況下，為了保障工程質量，即需要監理能夠在該過程當中發揮作用，做好現場以及施工過程的監管把握，在全程進行跟班旁站的基礎上填寫好施工現場記錄，并在該基礎上定期整理分析。同時，加強對混凝土拌合物、碎石質量、壩體坐漿厚度、進壩毛塊石以及材料坍落度的檢測分析，根據單元工程的不同做好科學的歸類整理[3-5]。在具體施工中，也需要保證工序施工以及工種方面人員的固定性，避免隨意調整工程施工當中的關鍵工序人員。

7)做好質量簽證。在質量評定當中，要將檢測資料作為重點評定依據，以客觀的方式做好工程質量等級的評定，避免出現受到施工方影響干擾問題。同時，在記錄表當中如實做好工程現場監測主要數據、處理辦法以及施工質量缺陷的記錄與填寫，并根據單元工程做好施工質量記錄與檢測資料的整理。

3 結 果

該工程在建設完成后下閘蓄水驗收，運行一定時間后始終保持良好的工程狀況。在大壩蓄水后，進行了壩頂沉降、位移觀測與滲水觀察：

1)沉降觀察。在工程移交后，水庫方多次對壩頂的位移情況以及沉降情況進行觀察。在實際觀測中發現，當處于滿水狀態時，水庫堰頂過流水深將近1.0m，而在汛期前，幾個觀測點測量值基本為0，即表明該壩體沉降情況已經趨于穩定。

2)壩身滲水。在工程建設完成后，在空庫一定時間后在蓄水前進行檢查，發現下游面左右面各存在一條豎向、細小裂縫，根據問題的觀察與分析，裂縫的存在即為空庫時間較長引起的[6]。之后，對裂縫進行灌漿處理，有效避免滲水問題的發生，在運行一定時間后沒有發現新增裂縫出現。

4 結 論

在上文中，我們以某工程實例的方式對細石混凝土砌石拱壩施工工藝進行了一定的研究：

1)細石混凝土砌筑拱壩對施工工序以及筑壩材質方面都具有較高的要求，在工程當中對監理也具有著較高的要求。對此，即對工程監理具有了較高的要求。

2)在監理工作開展中，要將施工工序技術作為監理工作重點，在做好材料質量把關的同時加強過程檢測，做好施工規范、規程的遵守。

3)通過前期工程準備以及勘測深度的加強避免設計較大調整、修改問題。可以說，水庫工程前期工作開展情況將直接對工程整體質量產生影響。

4)對施工當中的安全管理引起重視，在參建各方不斷提升安全意識的基礎上避免事故發生。

[1]傅廷強.淺談漿砌石拱壩裂縫的預防及處理[J].低碳世界，2014(05)：100-101.

[2]曾冬梅，雷剛，陳衛東，等.砌石拱壩加高方案探討[J].東北水利水電，2011，29(07)：9.

[3]龔羊慶，吳海真，吳曉彬.封拱溫度對砌石拱壩應力的影響研究[J].人民長江，2011，42(15)：45-46.

[4]盧國暉.淺析如何預防漿砌石拱壩裂縫的產生及處理措施[J].江西建材，2016(14)：130-130.

[5]周斌，劉宏路.高店水庫砌石拱壩的分縫與封拱[J].水電與新能源，2014(02)：18-19.

[6]趙勇，提高基層水利部門對小型水利工程質量監控的方法研究[J].鄉村科技，2016(21)：73-74.

TV544.921

B

1007-7596(2017)09-0143-03

2017-08-24

林貽賢(1976-)，男，福建福清人，工程師。