自密實混凝土在松林水庫大壩施工中的應用

賈 軍

（湖南華緯水電工程公司 常德市 415000）

1 工程概況

松林水庫新建工程位于云南省彝良縣金沙江三級支流松林河中上游奎香鄉松林村至樹林村的河段上。工程以人畜飲水為主，同時兼顧農田灌溉的中型水利工程，工程等別為Ⅲ等。水庫死水位1 920.30 m，死庫容128萬m3，正常水位1 958.80 m，正常庫容1347萬m3，興利庫容1219萬m3，校核洪水位1960.45 m，總庫容1 470萬m3。

主要建筑物大壩、泄洪沖砂底孔、輸水孔為3級建筑物，渠系建筑物按5級建筑物設計，臨時建筑物為5級。設計洪水標準為50年一遇，校核洪水標準為500年一遇。泄水建筑物消能防沖按30年一遇洪水設計。工程區地震動峰值加速度為0.05 g，地震動反應譜特征周期為0.45 s，相應的地震基本烈度為Ⅵ度。

壩型為堆石混凝土重力壩，最大壩高90 m，壩頂寬度為6.0 m，壩軸線長度為230.00 m。由溢流壩段、左岸非溢流壩段、右岸非溢流壩段、輸水孔壩段、泄洪沖沙孔壩段共10個壩段組成。C15堆石混凝土269 735 m3，迎水面C20自密實混凝土11 215 m3。

本工程壩型為堆石混凝土重力壩，最大壩高90 m，是全國最高的自密實堆石混凝土壩。

2 施工方法和特點

自密實混凝土的特點是：能夠自流平填密模板空間；不需要振搗，可以降低由于振搗而導致的混凝土的離析現象；采用自密實混凝土可以保證結構中混凝土的密實性；可以減少勞動力，從而節約施工成本；不需要振搗，沒有擾民問題。

本工程主要利用了自密實混凝土的勻質性和填密性，依靠其自身重力作用，將模板內鋼筋之間的微小空間自流平充滿填密實。

3 工藝流程

對進入現場的自密實混凝土各項技術指標進行進場驗收（塌落度、和易性、流動性）——加固模板——澆筑混凝土自密實周邊混凝土——澆筑自密實混凝土——進行振搗。

3.1 混凝土的控制

（1）自密實混凝土無需振搗，僅靠其自重填充密實，其工作性能可采用坍落度試驗、坍落擴展度試驗、V形漏斗試驗和自密實性能穩定性試驗檢測，其指標應符合附表的要求。

附表 專用自密實混凝土性能指標

（2）自密實混凝土強度等級宜與堆石混凝土設計強度等級相同。

（3）自密實混凝土的彈性模量、長期性能和耐久性等其它性能，應符合設計或相關標準的要求。

3.2 模板的處理

（1）堆石混凝土模板采用外撐式懸臂模板，接縫應密封，縫隙間采用雙面膠貼縫，保證縫隙不大于1 mm。在堆石過程中，模板拉條周邊宜采用人工堆石，堆石后應對模板進行校正。澆筑過程中，安排專職人員檢查、維護、調整模板的位置和形態，防止變位、漏漿。

（2）模板及其支護應具有足夠的承載能力、剛度和穩定性，能可靠地承受澆筑專用自密實混凝土的側壓力（側壓力可按照2.5倍水壓力進行估算）和施工過程中產生的荷載。

（3）在堆石過程中，模板拉條周邊宜采用人工堆石，防止大石碰彎、壓斷拉條，堆石后應對模板進行校正。

（4）泵送專用自密實混凝土的泵管不應支承在模板支架上。

（5）澆筑過程中，應安排專職人員進行檢查、維護，調整模板的位置和形態，防止變形、漏漿。

（6）成型的模板應構造緊密、不漏漿，不影響堆石混凝土均勻性及強度發展，并能保證結構的形狀正確、規整。

（7）模板的支撐立柱應置于堅實的地（基）面上，并應具有足夠的剛度、強度和穩定性，間距適度，防止支撐沉陷，引起模板變形。上下層模板的支撐立柱應對準。

（8）模板及其支護的拆除順序及相應的施工安全措施在制定施工技術方案時應考慮周全。拆除模板時，不得隨意投擲。拆除的模板及支架應隨拆隨運，同時，也應防止對模板的損傷。

（9）已拆除模板及其支架的結構，當施工荷載所產生的效應比使用荷載的效應更不利時，必須經過核算并加設臨時支撐。

3.3 混凝土的澆筑

（1）專用自密實混凝土的用量比例一般不超過堆石混凝土方量的45%，即每100 m3堆石混凝土中包含55%的堆石和45%的專用自密實混凝土。

（2）自密實混凝土須使用強制式雙臥軸攪拌機進行拌合，為了保證計量準確和生產效率，配置了水泥、粉煤灰儲料罐，骨料自動配料系統，水和外加劑的計量系統。按照40 000 m3/月的澆筑強度估算，攪拌站的生產能力應保證不低于90 m3/h，攪拌時間約1.5 min/盤，因此攪拌機出料的額定容量不小于2 m3。

（3）混凝土攪拌站設布置于大壩壩址下游，距離澆筑倉面水平距離在150m以內，專用自密實混凝土出機后直接通過混凝土輸送泵澆筑至倉面，減少了混凝土攪拌車運輸的工序；如不方便使用輸送泵，則使用混凝土攪拌車運輸專用自密實混凝土，再用輸送泵泵送至倉面。

（4）專用自密實混凝土從堆石體表面澆筑，利用其卓越的流動性能、抗離析性能和填注性能將堆石空隙充填密實，澆筑過程無須振搗。

（5）堆石混凝土作為建筑物的表面，有成型要求或僅采用專用自密實混凝土替代常態混凝土結構時，應采用專用自密實混凝土封面，頂面不得留有塊石棱角，并按常態混凝土要求進行外觀處理。

（6）可通過堆石混凝土現場試驗驗證堆石混凝土施工工藝的可行性，并根據設計要求對其密實度、力學性能、抗滲性能等進行檢測。現場試驗倉面邊長為6 m×12 m，每層澆筑厚度1.5 m，澆筑3層。

4 自密實混凝土澆筑過程中應注意的事項

4.1 澆注前準備工作

（1）查看天氣預報，提前做好預案。提前查看天氣預報，判斷澆注過程中是否有降雨，如有，施工方提前準備遮雨布，遮蓋堆石倉面。如判斷有中雨或大雨，雨后再開倉。

（2）檢查堆石倉面并記錄。開倉澆筑前，要檢查堆石倉面是否滿足堆石控制要求。如在堆石過程中已檢查并記錄，開倉前可不再進行此項工作。檢查方法：在堆石倉面走動一圈，目測察看堆石表面，并透過堆石縫隙、模板邊緣察看內部塊石情況。判斷標準：目測整個堆石倉面無明顯粒徑小于30 cm的塊石集中現象（小于30 cm塊石每平方米不多于10塊），無泥塊，且無明顯含泥現象。透過表面堆石縫隙、模板邊緣察看內部塊石亦無碎石、石渣、泥塊，且倉內堆石飽滿可視為合格。

①不合格的堆石倉面：30 cm以下小粒徑塊石過度集中，影響澆筑質量。應與施工管理人員溝通將小粒徑塊石剔除，分散，每平米小于30 cm的塊石不足10塊，目測內部無明顯小塊石、石渣集中現象。

②合格的堆石倉面:內部及表面均無小于30 cm塊石集中現象，塊石干凈，無泥塊、明顯含泥、風化石現象，堆放飽滿、平整。

4.2 制定澆筑方案

地泵輸送入倉澆筑：在供料連續的情況下，實測TBL-60泵送混凝土量約≧40 m3/h，水平泵送泵管長度不超過300 m （每處900彎頭按照6 m的直線距離計算）。地泵輸送是工程高自密實性能混凝土澆注應用最多的一種澆筑方式。地泵+布料機：布料機有多種型號，采用布料桿長度為15 m的布料機，可在下料口接（2～3）m軟管，布料桿圍繞中間直立支架3 600旋轉（類似于塔吊），在澆筑過程中，600 m2的倉面布料機無需移動只需通過布料桿移動改變澆筑點，澆筑滿整個倉面，推薦施工采用。天泵：38 m天泵工程實測送量≧45 m3/h，靈活方便，移動范圍大，容易控制，但單價較高，多用于高程較高或者市內工程類型。溜槽：澆筑快捷，造價低，但受地理條件限制，適合高程較低的基礎倉面。移動不方便，尺寸較大的倉面須在多點搭設溜槽澆筑點，混凝土易發生離析。

吊罐：適合擋墻等斷面尺寸較小的倉面，需與吊車或塔吊配合澆筑，澆筑速度比較慢，采用較少。挖機澆筑：適用擋墻等斷面尺寸較小的倉面，澆筑速度較慢。

高自密實性能混凝土地泵泵送前要檢查以下幾種情況：檢查泵管搭接情況，檢查接頭處是有否漏加橡膠墊現象，如有及時提醒工人；數泵管，估算泵送距離。每個900彎頭按照6 m水平距離計算，超過300 m泵送距離堵管風險較高，如超出要及時知會相關負責人。其它泵送要求參見高自密實性能混凝土輸送要求中的詳細內容，如有堵管風險要及時知會相關負責人。

溜槽澆筑：溜槽架子是否搭設牢固，出料口是否設置均勻，如存在問題及時提醒施工負責人。如采用其他澆筑設備，要提前檢查設備到位情況，如發現未到位或未準備充分，通知拌合站暫停生產。

4.3 測量倉面尺寸，計算所需澆注SCC方量

開倉澆注前，估算所需生產澆注混凝土方量。具體操作：①用卷尺測量計算倉面面積，按照底面積×高=倉面總方量的計算出本倉總方量，按照：所需SCC澆注量=總方量×0.45計算公式，預算出所需生產SCC方量。②如測量人員每倉測量放樣，也可借用測量數據。檢查拌合站備料情況。按照估算所需生產澆注方量計算各項材料數量，反饋給拌合站負責人，檢查拌合站備料情況，如不足，提醒施工方提前做出應對措施。

4.4 監控倉面澆注和入倉SCC質量

（1）倉面澆筑。澆筑點移動布置：按照附圖所示，相鄰澆筑點不宜超過3 m，遵循單向逐點澆筑的原則，每個澆筑點澆滿后移動至下一點，宜從上游面開始，沿短邊澆筑。

附圖 澆注高度控制

（2）止水銅片布置和澆注注意事項。銅止水片必須高出先澆混凝土塊表面20 cm以上，并應采取措施防止已埋止水片變形、移位、撕裂或破壞。止水50 cm半徑范圍內不堆石，確保止水處澆筑密實。

（3）收面控制技術要求。堆石混凝土收倉，應使適量塊石外漏澆筑面（50～150）mm。操作方法：通過泵管出料點移動頻率，自卸車上倉面堆石時，靠近上游區域1/3范圍內，外漏堆石率不低于少于區域面積的40%，中部塊石外漏率不低于20%，靠近下游1/3區域范圍內，受上車影響，盡量保證堆石外漏。如采用塔吊方式堆石，堆石總外漏率不應低于總倉面面積的50%，并均勻控制。

（4）監控倉面SCC狀態和入倉質量。

①旁站目測（旁站頻率和具體時間待討論）主要靠經驗判斷，需要親自做大量的檢測試驗和實際狀態對比來建立起規律和經驗，一旦掌握將是最主要和有效的方法之一。

②利用高自密實性能混凝土工作性能檢測儀器檢測，用入倉高自密實性能混凝土的擴展度、V漏斗數據來評價工作性能是否滿足要求，如不滿足立即做出調整。每6 h檢測不少于1次。

（5）澆筑過程中出現的問題。如在倉面發現高自密實性能混凝土流動性不足，應按如下順序處理：

①立即暫停澆注，同時通知拌合站，暫停混凝土生產。如采用泵送澆注，將出管口立即移至已澆滿的堆石倉面，排出流動性不足的混凝土，讓工人用振搗棒振實。已澆在未澆滿倉面流動性不足的混凝土超過100 L需要挖除。如采用罐車運輸，可對運往現場的攪拌車罐內混凝土添加外加劑進行調整，出料檢測合格后再入倉澆筑。

②返回拌合站，盡快查明原因，尋找解決辦法（參照高自密實性能混凝土生產常見問題處理），如1 h內解決，繼續生產澆注。如情況復雜，1 h內不能解決，建議暫停生產，直至找到解決方法后再開倉澆注。澆筑冷縫處理：在澆筑過程中如因停電、降雨或機械故障、跑模等原因而中止，出現澆筑冷縫，中斷后重新開始澆時，移動澆注點澆注（5～10）m3（視冷縫面積定）自密實砂漿，完全覆蓋中斷后所留下的施工冷縫，然后澆筑高自密實性能混凝土，自密實砂漿能夠填充微小的空隙，能夠提高界面的粘結力。

4.5 混凝土的養護和保溫

（1）常用養護方式——花管養護。流水印跡應覆蓋整個養護面，不得有局部干燥部位。需經常檢查花管的噴水小孔是否通暢，是否正對準要求養護的混凝土面。花管采用Φ25鋼管或塑料管，每隔（20～30）cm鉆一直徑1 mm左右的小孔。高溫季節需要不間斷流水養護。

（2）養護范圍和時間。混凝土結構上表面及所有側面都應及時養護。一般應在混凝土澆筑完畢后（12～18）h及時采取灑水或噴霧等措施進行養護。連續養護時間不得少于28 d，等待下層施工的倉面應至少養護至下一工序開始。對于需要利用混凝土后期強度的重要部位（如預埋螺栓部位），高溫季節應延長流水養護時間，低溫季節應延緩拆模時間。

（3）低溫季節或溫度驟降時混凝土要保溫。冬季養護后必須及時跟進保溫，晚上必須蓋好保溫被。季節交替，出現溫度驟降時要對澆筑的混凝土采取保溫措施，可用篷布、草簾、棉被等材料保溫。新澆筑的混凝土延遲拆模至一周，溫差變化會影響混凝土開裂。

5 經濟社會效益分析

自密實混凝土具有普通混凝土無法比擬的優良性能，為使混凝土能適應經濟發展的需要，應將自密實混凝土與環境保護、生態保護和可持續發展結合起來考慮，自密實混凝土的應用具有顯著的經濟效益、社會效益和生態效益。

（1）采用自密實混凝土可節約水泥、提高生產效率、縮短工期，從而降低工程造價，具有良好的經濟效益。

（2）自密實混凝土的配制可選用地方材料進行原材料優選及配合比優化，可在多數地區推廣使用。

（3）自密實混凝土配制過程中摻加工業廢料，具有明顯的社會效益和生態效益，其應用前景廣闊。