自密實堆石混凝土重力壩施工工法

王章勝

安徽水利開發有限公司 安徽 蚌埠 233010

1. 工藝原理

針對常規堆石混凝土壩需要大量人工操作，工效低且施工質量不易控制的缺點，本工法利用專用自密實混凝土的自重流動性和填注性能，采用機械化作業方式完成，在無需振搗的情況下，隨機、均勻地填注塊石壩體留下的空隙，通過對層間結合面設置凹槽防滲處理工藝，形成完整、密實、低水化熱、滿足強度要求的一種堆石混凝土壩體。

見圖1.1堆石混凝土重力壩壩體剖面圖。

圖1 .1 自密實堆石混凝土重力壩壩體剖面圖

2. 施工工藝流程及操作要點

2.1 施工工藝流程

本工法的施工工藝流程見圖2.1所示。

圖 2.1 自密實堆石混凝土重力壩施工工藝流程圖

2.2 操作要點

2.2.1 施工準備

1 建立施工區域測量控制網，對壩體基面進行測量定位，按照設計分縫要求放樣出壩體施工范圍線。

2 收集施工區域內水文、氣象、地質和環境等資料，對施工作業人員進行安全、技術交底。

3 對水泥、塊石、黃砂、碎石、鋼筋及橡膠止水等原材料進行檢測，確保進場原材料符合設計及規范要求。

2.2.2 基礎面及施工縫處理

1 基巖面壩基首先將基巖面上的松動巖石進行撬挖，清除浮石虛渣，用空壓機或高壓水槍將細渣清理干凈，倉內積水排凈，如有地下涌水要制定引排措施和方法；基巖面上先澆筑混凝土墊層然后再堆石。

2 砂礫石及土質壩基開挖完成后進行碾壓或夯實，經承載力試驗等檢測達到設計要求后，再澆筑混凝土墊層，待混凝土達到5MPa以上且表面進行鑿毛后再堆石。

3 混凝土墊層上澆筑自密實混凝土，對倉面進行鑿毛，以增加層面粘結力，防止產生冷縫；之后每層澆筑的混凝土頂面留有塊石棱角，且層間塊石棱角高于自密實混凝土頂面5～15cm，堆石混凝土施工縫只需作沖毛處理。

2.2.3 模板安裝

1 堆石混凝土模板采用鋼模板或木模板，模板需滿足剛度、強度、穩定性要求；優先使用鋼模板，鋼模板采用Q235鋼和16Mn鋼，尺寸不小于0.6m*1.5m（寬×高），面板厚度大于2.5mm。

2 模板安裝采取內拉外頂方式，在澆筑自密實混凝土時預埋上一層模板錨筋，用連接筋將鋼模與錨筋連接加固。見圖2.2。

3 模板與倉面縫隙用水泥砂漿或粘貼2cm寬的雙面膠帶進行封閉，以防漏漿。

圖2 .2壩體底層鋼模板安裝圖

2.2.4 堆石入倉

1 塊石在料場經挖掘機篩選后裝入自卸車后運往沖洗點，由高壓沖洗設備對車內塊石自動沖洗 (見圖2.3)；在塊石入倉前再次使用水管進行沖洗，并將自卸汽車的車輪沖洗干凈，通過兩次沖洗有效洗掉塊石表面的石粉、泥土等雜物，保持入倉塊石干凈。

圖2 .3自動沖洗設備沖洗塊石圖

2 塊石采用自卸汽車入倉，塊石隨機堆放即可，對于基礎混凝土接觸面大的堆石應進行調整，以保證新舊混凝土的粘接。

3 模板、止水帶、大壩分縫部位附近0.5～1.0m位置輔以人工堆石入倉，盡量選用粒徑較小的塊石，且保持堆石與模板面15～40cm的距離。

4 每層堆石倉面高度根據壩體澆筑要求以及工藝試驗確定：堆石高度一般控制在1.0～1.5m之間，最大堆石高度不超過2m；大壩背水側每層堆石按照臺階狀進行施工，臺階寬度控制在1m，以增加與混凝土面板的結合；堆石率控制在0.55～0.58體積，堆石結束后封閉預留的通道模板。

5 塊石入倉完成后，采用挖掘機或裝載機平倉，局部采用人工配合平倉，倉內的塊石體積應“下大上小，中大外小”。堆石平倉完成經質檢員檢查，監理工程師驗收后，再進行自密實混凝土澆筑。

2.2.5 自密實混凝土生產

1 自密實混凝土拌和之前，首先對進場的原材料進行全面檢測，主要包括粗細骨料的含水率、含泥量檢測，根據骨料含水量的變化情況隨時調節用水量。

2 實驗室根據現場原材料檢測結果確定自密實混凝土理論配合比，在施工現場進行試拌驗證，通過驗證后，按照施工現場生產系統的實際情況進行調整，根據最優施工配合比進行自密實混凝土拌制；水膠比變化范圍控制在-0.02～0.01內。

3 自密實混凝土采用雙臥軸強制式拌和機拌制，全自動電腦控制，原材料進料均為自動稱量；拌和機生產能力要滿足高峰期澆筑強度的要求。

4 自密實混凝土拌和時要按照順序上料，首先將稱量好的骨料和膠凝材料分別投入拌和機進行干拌，再加入水和外加劑繼續攪拌約60s，拌制完成并經混凝土流動度和擴散度測試，符合要求后出機運輸。

2.2.6 自密實混凝土的運輸

1 自密實混凝土采用混凝土攪拌車運輸，混凝土運輸時間正常控制在30min內卸料完畢，最長時間不能超過60min。

2 混凝土攪拌車裝料前，要清洗攪拌車內殘留的其他品種混凝土，并將車內的積水排盡；運輸過程中嚴禁向車內混凝土加水。

3 卸料前混凝土攪拌車要高速旋轉1min以上；對自密實混凝土擴展度進行調整時，加入外加劑后混凝土運輸罐車要高速旋轉3min，以保證自密實混凝土均勻一致，并經檢測合格后方可卸料。

2.2.7 自密實混凝土的澆筑

1 自密實混凝土澆筑前檢查模板、支架及預埋件的位置、尺寸，確定無誤后方可進行澆筑。

2 混凝土澆筑采用泵送方式入倉；泵送混凝土澆筑前，先澆筑1～3m3的自密實砂漿，保持輸送泵管潤滑通暢，然后泵送自密實混凝土入倉；泵送入倉時，裝入吊罐或挖斗內的自密實混凝土20min內完成澆筑，間隔時間不得超過30min。

3 澆筑自密實混凝土時，嚴禁在倉內加水。混凝土和易性較差時停止澆筑，采取添外加劑、重新拌制等措施以保證質量。

4 自密實混凝土澆筑要保持連續性；澆筑倉面較大時，采取多點澆筑且均勻布置方法：一般采取9m2布置一個澆筑點，澆筑點間距不大于3m，在每個澆筑點必須使自密實混凝土灌裝后方可移至相鄰的澆筑點，并且澆筑點連續布置，以保證堆石內混凝土的密實。施工時做到單向逐點澆筑順序，由遠及近，不可在倉面重復澆筑。

5 分層連續澆筑混凝土時為保證上、下層混凝土結合，要控制好混凝土澆筑的高度，一般情況

下自密實混凝土面要低于堆石面5～15cm，同時自密實混凝土澆筑頂面不采用人工平整，以加強層面結合。

6 每層自密實混凝土澆筑時，沿壩體橫斷面頂部多澆筑高0.1m，寬0.2m的混凝土，使壩體每層斷面形成一個凹槽，以延長滲徑，提高防滲效果；澆筑上層自密實混凝土時只需對下層兩側多澆筑的混凝土鑿毛即可。

7 整個倉面澆筑完成，自密實混凝土強度達到2.5MPa以后，才能進行下一倉面施工。

8 壩體橫向分縫處采用聚苯乙烯閉孔泡沫板填縫，填縫施工時注意成品保護。

2.2.8 自密實堆石混凝土養護

1 自密實混凝土在澆筑完畢后及時進行養護，根據氣溫變化及時采取灑水及保溫措施，氣溫20～35℃以上在混凝土澆筑完畢6～8h內開始覆蓋灑水養護，氣溫5～20℃以上在12～24小時內覆蓋灑水養護；氣溫較低時采取覆蓋保溫辦法養護，混凝土應連續養護，養護期內始終使混凝土表面保持濕潤，養護前避免太陽曝曬。

2 混凝土養護時間不宜少于7天，有特殊要求的部位宜適當延長養護時間。

2.2.9 混凝土面板施工

1 根據放樣定位在各倉面上將鋼筋預埋至自密實堆石混凝土內，采用人工預埋；預埋時頂部高程以各倉高程控制樁牽線控制。

2 面板鋼筋提前預制，采用坡面運輸臺車按綁扎、焊接先后順序運送至倉內拼裝；綁扎時先將橫向鋼筋焊接在插筋上，然后將縱向鋼筋擺放在橫筋上進行綁扎。

3 側模采用定制鋼木組合模板，支撐采用定制型鋼組合支撐，側模高度嚴格按照設計面板厚度進行控制。

4 面板接縫處設置橡膠止水，在鋼筋安裝過程中同步將橡膠止水預埋到位，并做好成品保護，防止破壞。

5 面板混凝土采用滑模施工，混凝土由拌和站集中拌制，砼攪拌車運輸至集料斗卸料，溜槽垂直運輸至倉面，人工擺動面料入倉。

6 混凝土面板澆筑完成后及時進行養護，養護時間不少于28天。

3. 質量控制

1 自密實堆石混凝土重力壩施工之前首先進行現場生產性工藝試驗，通過工藝試驗確定自密實混凝土最優施工配合比、分層厚度、澆筑及養護時間控制等施工技術參數；確定施工機械的種類和數量以及施工組織形式和人員配備等。

2 嚴格控制自密實堆石混凝土進場原材料質量，隨機對進場原材料進行抽樣檢驗，保證合格的產品使用于工程實體。

3 堆石施工中，堆石體外露面所含有的粒徑小于200mm的石塊數量不得超過10塊/m2，且不得集中。

4 與混凝土墊層結合的倉面，在混凝土初凝前埋入適量石塊，石塊露出澆筑面的高度為50～150mm且不超過石塊高度的1/3，保證與周邊混凝土的結合；縱縫在模板拆除后采用人工鑿毛，鑿毛面積≥90%，鑿毛深度≥3cm。

5 在自密實混凝土生產中，開倉前對自密實混凝土配合比、拌合物塌落度、塌落擴展度及V形漏斗通過時間進行檢測，每4h檢測不少于1次；出泵口自密實性能指標必須滿足相關標準。自密實混凝土工作性能指標見表3.1。

表3 .1 自密實混凝土工作性能指標

6 自密實混凝土澆筑溫度的測量：每100m2倉面面積應不少于1個測點，每一澆筑層不少于3個測點，測點應均勻分布于澆筑面上。

7 合理安排自密實混凝土施工，避開夏季高溫、降雨及冬季、大風天氣。

4.結束語

新建大壩通過采用自密實堆石混凝土重力壩施工工法施工，工程大量使用塊石，自密實混凝土澆筑用量每立方米占比大約為0.42～0.45，單位立方米混凝土用量少，綜合造價低；混凝土澆筑無需振搗，減少了工序，提高了工效，壩體防滲效果明顯；同時有效降低了施工噪音污染，節能環保效果顯著。經濟、社會及環保效益顯著。