石碴填芯混凝土工藝在水利工程中的應(yīng)用

何春起

（沂南縣水利局，山東 沂南 276300）

水利工程建設(shè)需要大量的工程材料，特別是大中型水利工程，除了大量的土石方外，一般還需要大量的混凝土。因?qū)Νh(huán)境保護(hù)要求的不斷提高，材料費(fèi)、人工費(fèi)價(jià)格不斷上漲，造成了水利工程的造價(jià)不斷加大。在很多小型河道護(hù)岸治理、攔河蓄水壩體建設(shè)、漫水橋涵等水利工程中，因?yàn)橹笜?biāo)資金較少，如果按照以往實(shí)體混凝土工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，雖然能夠保證施工質(zhì)量，但工程投資較大。因此，在充分進(jìn)行受力分析，保證穩(wěn)定性和功能性的前提下，減少混凝土的用量，用單價(jià)較低的材料進(jìn)行“填芯”處理，成為解決難題的有效途徑。

1 石碴填芯混凝土工藝應(yīng)考慮因素

在一些碾壓混凝土大壩施工中，為了降低工程造價(jià)，使用了“金包銀”的施工工藝，即外部用強(qiáng)度等級(jí)較高的混凝土，內(nèi)部用強(qiáng)度等級(jí)較低的混凝土，進(jìn)行壓茬碾壓。“金包銅”石碴填芯混凝土工藝是在“金包銀”工藝的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步擴(kuò)大內(nèi)部材料的范圍，探索由強(qiáng)度等級(jí)較低的混凝土直接改為石碴、級(jí)配碎石、夯實(shí)黏土和級(jí)配砂石料等。內(nèi)部填芯料如果采用級(jí)配碎石、夯實(shí)黏土級(jí)和配砂料，一般需要夯實(shí)、碾壓或者配合包裹土工布等工程措施。本文根據(jù)應(yīng)用實(shí)踐，以填筑石碴為主要討論方向。

采用“金包銅”石碴填芯混凝土工藝，主要是基于以下幾個(gè)方面的考慮：

1）工程資金指標(biāo)不能滿足工程量的需要，需要改進(jìn)工藝，降低造價(jià)。

2）采用填芯工藝的水利工程規(guī)模有限，在施工后可以達(dá)到設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和功能性，保證工程質(zhì)量，達(dá)到工程目的。

3）滿足工程質(zhì)量要求前提下，填芯材料可以就地取材。

2 石碴填芯混凝土工藝的做法和特點(diǎn)

采用“金包銅”石碴填芯混凝土工藝，主要是做法是借鑒“金包銀”工藝的做法，在迎水面、背水面和臨水面等外部采用混凝土或者鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，不直接受水力作用的內(nèi)部采用石碴材料進(jìn)行回填，有必要時(shí)進(jìn)行碾壓或者夯實(shí)，上部采用混凝土或者鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)覆蓋，形成“金包銅”閉合結(jié)構(gòu)，達(dá)到工程密實(shí)、整體性好，增加實(shí)體重量，滿足行業(yè)要求等目的。

“金包銅”石碴填芯混凝土工藝的主要特點(diǎn)和要求如下：

1）外部和內(nèi)部的工程材料和工藝做法不同，外部的材料要求較高，一般使用混凝土或者鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；內(nèi)部材料主要起到回填和支撐的作用，對(duì)質(zhì)量要求較低，可以采用石碴等廉價(jià)材料。

2）外部“金”結(jié)構(gòu)可以根據(jù)實(shí)際需要采用直立式、重力式墻或壩的形式，但要形成閉合，對(duì)內(nèi)部材料起到防沖刷、防坍塌、防泄露和防流失的目的。

3）填芯“銅”材料可以就地取材，但是要求有一定級(jí)配，而且粉砂等細(xì)顆粒含量不能太高，以防細(xì)顆粒流失而導(dǎo)致沉降或沉陷。在內(nèi)部料回填時(shí)，應(yīng)將淤泥等不符合要求的原基礎(chǔ)進(jìn)行清理。

4）在施工中，如果回填厚度較大，有沉降值的要求，應(yīng)分層回填或在回填料沉降值滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，再進(jìn)行上部覆蓋施工。

3 石碴填芯混凝土工藝的典型應(yīng)用

“金包銅”石碴填芯混凝土工藝在沂南縣大中型水庫移民后期扶持項(xiàng)目中得到了實(shí)際應(yīng)用。該項(xiàng)目為某河道上的漫水橋工程，因資金有限，不滿足建設(shè)漿砌石或現(xiàn)澆混凝土實(shí)體漫水橋的預(yù)算要求。經(jīng)實(shí)地勘察和討論研究，建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位的技術(shù)人員創(chuàng)新提出了“金包銅”石碴填芯混凝土工藝建設(shè)漫水橋的方案。

該方案在上下游下部采用混凝土重力式壩體結(jié)構(gòu)，上部采用混凝土直立墻，頂部用混凝土面板覆蓋，在盡量節(jié)省混凝土的基礎(chǔ)上形成外部閉合，保證整體性和穩(wěn)定性和達(dá)到防滲要求。內(nèi)部采用當(dāng)?shù)厥昊靥睿诨炷吝_(dá)到強(qiáng)度要求后進(jìn)行回填夯實(shí)，保證密實(shí)度；在過水管涵附近采用素混凝土進(jìn)行了保護(hù)，以防回填時(shí)破壞和汛期過水造成的水土流失。

該工程建設(shè)完成后，不但滿足了建設(shè)立項(xiàng)時(shí)的交通要求，還拓寬了橋面寬度；減少混凝土的體積和方量，在降低工程造價(jià)的同時(shí)，有效避免了大體積混凝土容易出現(xiàn)的裂縫通病；該工程采用的頂面縱斷面弧形結(jié)構(gòu)，在石碴回填后很容易實(shí)現(xiàn)，可以達(dá)到汛期漫水的效果，有效規(guī)避了普通漫水橋過水面不足的弊病。該工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到了外觀美麗大方的效果，是一次比較成功的工藝創(chuàng)新和應(yīng)用實(shí)踐。

4 結(jié)語

“金包銅”填芯工藝在以往的水利工程中也會(huì)偶爾應(yīng)用，但目前還不成熟或者沒有進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)。國內(nèi)的中小型水利工程投資在水利工程中占比很高，但是很多工程因?yàn)槿狈Y金導(dǎo)致不能實(shí)施，甚至減小工程規(guī)模以降低工程投資。因此，應(yīng)鼓勵(lì)技術(shù)人員在材料、工藝等方面進(jìn)行探索和創(chuàng)新，將“金包銅”填芯混凝土等新工藝應(yīng)用到河道護(hù)岸、攔水閘壩、新修河堤代路等項(xiàng)目中，更好地做好水利民生工程，讓更多群眾受益。