水庫堆石壩自密實(shí)混凝土施工技術(shù)

劉利成

云南建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施投資股份有限公司，云南 昆明 650000

1 水庫堆石壩自密實(shí)混凝土的運(yùn)用特點(diǎn)

該技術(shù)主要是指利用大量的堆石減少普通混凝土中的水泥使用量，進(jìn)而減少大體積混凝土中的水化熱等問題，既節(jié)約了施工成本，又能增強(qiáng)壩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。該技術(shù)在應(yīng)用過程中主要是采用機(jī)械化作業(yè)，減少混凝土振搗環(huán)節(jié)，對(duì)提高施工效率具有重要意義。另外，自密實(shí)混凝土本身具有很強(qiáng)的抗離析性、流動(dòng)性和充填性，并且在明確的混合料配比情況下，其質(zhì)量和性能可以得到有效保障，不易受到其他因素的影響，因此使用該技術(shù)能夠有效保障水庫壩體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全。

2 水庫堆石壩自密實(shí)混凝土施工技術(shù)

2.1 自密實(shí)混凝土的技術(shù)要求

自密實(shí)混凝土在V型漏斗的控制時(shí)間要在8～24s，且穩(wěn)定性要滿足1h，水灰比的設(shè)計(jì)比例不能超過0.65，水泥的原材料需要選擇固定廠家生產(chǎn)的商品，以確保整個(gè)施工過程的自密實(shí)混凝土的整體穩(wěn)定性。自密實(shí)混凝土的技術(shù)要求如表1所示。

表1 自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)技術(shù)要求

2.2 堆石料開采

堆石料的來源需要依據(jù)水庫工程的具體情況來確定。以某水庫建設(shè)工程為例，其工程構(gòu)成有攔河壩、飲水系統(tǒng)、消能箱等，采用C15堆石混凝土，總量為38.7萬m3，自密實(shí)性能混凝土使用量為堆石混凝土方量的45%。大壩標(biāo)段的堆石料是從壩體右岸上游進(jìn)行開采，采用壩礎(chǔ)開挖或洞挖方式選擇合格石料，如石料的粒徑、清潔度均需符合設(shè)計(jì)要求，針對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)的石料需進(jìn)行預(yù)處理。在壩體下設(shè)置堆石料處理場(chǎng)地，同時(shí)要建設(shè)石料運(yùn)輸?shù)缆罚渲么趾Y設(shè)備等，主要運(yùn)用于石料堆放、過篩和運(yùn)輸。堆石料場(chǎng)的布置圖及粗篩設(shè)備如圖1所示，利用裝載機(jī)將堆石料運(yùn)到彈簧鋼軌篩處，通過該設(shè)備能分層篩選出粒徑小于150mm、150～300mm、大于300mm的不同石料，然后通過破碎機(jī)將其破碎后加入混凝土粗骨料中。

圖1 堆石料場(chǎng)的布置圖及粗篩設(shè)備

2.3 原材料質(zhì)量和性能的控制

在水庫堆石壩建設(shè)施工中，運(yùn)用自密實(shí)混凝土的技術(shù)要求施工單位必須嚴(yán)格依照相關(guān)設(shè)計(jì)要求施工，并嚴(yán)格規(guī)范施工流程，控制好原材料的質(zhì)量。例如使用粗細(xì)骨料過程中，要綜合考慮水庫的實(shí)際建設(shè)狀況，遵循因地制宜的原則，選取符合設(shè)計(jì)要求的原材料，以此減少施工成本，通常要求細(xì)骨料質(zhì)量指標(biāo)控制在2.8～3.4，粗骨料粒徑為6～20mm。在選擇水泥這一原材料時(shí)，需要考慮多種影響因素，如材料與外加劑的配合比、凝結(jié)速度等。基于此，通常會(huì)選擇使用硅酸鹽類型的水泥，對(duì)于外加劑或其他摻和料需要結(jié)合施工的實(shí)際需求來確定。

2.4 自密實(shí)混凝土施工的技術(shù)要點(diǎn)

（1）堆石壩的基礎(chǔ)施工工藝。在對(duì)堆石壩進(jìn)行基礎(chǔ)施工過程中，需要施工單位必須嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)要求進(jìn)行開挖，直至挖到新鮮基巖層，接著對(duì)基巖進(jìn)行清洗，使用高壓水槍將松動(dòng)的巖塊或掉落的石渣進(jìn)行沖洗，為接下來的混凝土澆筑作業(yè)做好準(zhǔn)備。在沖洗完成后，還要把混凝土結(jié)合面遺留的積水、浮渣完全清理掉，同時(shí)觀察倉面是否有裂縫、乳皮等，如有以上缺陷應(yīng)及時(shí)采取有效措施進(jìn)行處理，并對(duì)其鑿毛，對(duì)缺陷處處理完畢后，再次對(duì)表面外露的雜質(zhì)進(jìn)行清洗。

（2）混凝土配料與拌和技術(shù)要點(diǎn)。在混凝土配料與拌和過程中，施工單位應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)的混凝土配料方案進(jìn)行配料和拌和，確保其黏稠度、泌水性、凝結(jié)時(shí)間等符合設(shè)計(jì)指標(biāo)。其詳細(xì)的配料數(shù)據(jù)需要依據(jù)水庫堆石壩現(xiàn)場(chǎng)施工詳細(xì)情況、混凝土特點(diǎn)等對(duì)其進(jìn)行相關(guān)檢驗(yàn)，并依據(jù)檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土配料和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)行拌和時(shí)，投入的各種原材料要嚴(yán)格控制使用量，如粉劑的使用量誤差不能超過1%，各類骨料的使用量誤差不能超出2%。同時(shí)要重點(diǎn)關(guān)注混凝土混合料的含水量問題，要及時(shí)對(duì)含水量進(jìn)行檢測(cè)，不能超出合理的設(shè)計(jì)范圍。拌和過程中，配料的投入順序?yàn)橄韧度敕蹌⒐橇希诟稍锏臓顟B(tài)下進(jìn)行攪拌，接著投入合適用量的外加劑、水并進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間一般可保持在2～3min，要確保混合料充分?jǐn)嚢杈鶆颉?/p>

（3）混凝土輸送施工的質(zhì)量控制。在水庫堆石壩施工中，拌和站的位置選擇也是有一定限制的，這樣能夠有效確保混凝土在輸送過程中的質(zhì)量控制。另外，在混凝土輸送時(shí)，要使用氈墊等材料，以及吊具、支架等設(shè)備對(duì)其加強(qiáng)保護(hù)，防止掛籃與鋼筋和混凝土模板產(chǎn)生碰撞或接觸。在輸送管路出口處，應(yīng)安裝軟管或錐形管，同時(shí)將輸送泵安裝在攪拌設(shè)備的出口處，為輸送混凝土做好準(zhǔn)備，接著將自密實(shí)混凝土壓入運(yùn)輸倉內(nèi)。這樣的設(shè)計(jì)方案會(huì)讓輸送管路加長(zhǎng)，但其優(yōu)勢(shì)是減少了第二次運(yùn)輸，最大限度地保障了混凝土的質(zhì)量性能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)混凝土輸送施工的質(zhì)量控制。

（4）混凝土澆筑的施工要點(diǎn)。首先，通過泵送作業(yè)將混凝土輸送入倉。澆筑施工時(shí)使用連續(xù)設(shè)置澆筑點(diǎn)、多點(diǎn)澆筑（各澆筑點(diǎn)距離控制在2m左右）的方法，施工人員在施工過程中應(yīng)在完成一個(gè)澆筑點(diǎn)施工后，再進(jìn)行下一個(gè)澆筑點(diǎn)的施工。針對(duì)堆石壩頂部位置進(jìn)行澆筑施工時(shí)，需要將混凝土澆筑面控制在距堆石下方50～200mm處，方便形成突出的塊石，促使上下層面能夠相互結(jié)合起來。其次，在澆筑施工過程中，切忌不能對(duì)倉內(nèi)的混凝土材料再加水，若是發(fā)現(xiàn)混凝土的和易性能下降時(shí)，就需要及時(shí)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)混凝土拌和進(jìn)行調(diào)整。還要合理控制澆筑的速度，盡量防止空氣進(jìn)入，以免影響混凝土施工質(zhì)量。在澆筑的最后階段，施工人員應(yīng)關(guān)注澆筑施工的高度，要適當(dāng)提高澆筑高度，以防止混凝土出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。混凝土施工結(jié)束后可能會(huì)發(fā)生因氣泡溢出而發(fā)生澆筑表面塌陷現(xiàn)象，因此必須在澆筑的后期增加標(biāo)高高度，并在混凝土初凝前及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充澆筑，以保障澆筑高度符合設(shè)計(jì)要求。若澆筑表面出現(xiàn)較小范圍的低凹問題，此時(shí)可以使用小石塊開填補(bǔ)。

（5）針對(duì)缺陷處的修補(bǔ)處理措施。自密實(shí)混凝土澆筑施工作業(yè)中如果遇到客觀因素影響，需要立即停止施工，停工時(shí)間若大于4h，在恢復(fù)施工作業(yè)后應(yīng)首先使用與之前施工相同配比的混凝土進(jìn)行澆筑，同時(shí)要全面覆蓋已經(jīng)失去流動(dòng)性的混凝土結(jié)構(gòu)，然后才能繼續(xù)進(jìn)行澆筑施工。若堆石壩體內(nèi)部已硬化的位置有嚴(yán)重的缺陷問題，需對(duì)缺陷處進(jìn)行水泥漿灌注補(bǔ)救。若澆筑施工作業(yè)使用的是立膜澆筑法，需要在拆除膜1d后檢驗(yàn)其是否有缺陷，如果有缺陷應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。

（6）混凝土施工質(zhì)量控制。自密實(shí)混凝土施工技術(shù)在使用過程中，需要相關(guān)的施工人員對(duì)混凝土拌和的均勻程度、拌和時(shí)間等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，還要定期安排人員檢驗(yàn)稱量設(shè)備或儀器是否精確，減少測(cè)量中產(chǎn)生的誤差問題，并對(duì)混凝土配料成分的稱量信息進(jìn)行詳細(xì)檢查，每間隔2～3h對(duì)混凝土坍落度相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確保能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，以便快速做出調(diào)整。在混凝土養(yǎng)護(hù)施工結(jié)束后，施工單位要對(duì)混凝土的強(qiáng)度、密實(shí)度、抗?jié)B能力等進(jìn)行檢測(cè)，確保自密實(shí)混凝土的所有指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)束語

綜上所述，較之普通的混凝土，堆石壩自密實(shí)混凝土的優(yōu)勢(shì)十分明顯，增加膠凝材料應(yīng)用量的目的在于降低水膠比，同時(shí)其自身具有自密實(shí)的特性，可以增強(qiáng)水泥和混合料之間的結(jié)合度，且可不進(jìn)行振搗作業(yè)，能夠有效避免振搗可能引發(fā)的界面離析問題，不僅減少了施工噪聲污染，提高了施工效率，而且增強(qiáng)了混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和密實(shí)度，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。由此可見，在水庫堆石壩建設(shè)中，運(yùn)用自密實(shí)混凝土施工技術(shù)對(duì)于推動(dòng)我國(guó)的水利建設(shè)事業(yè)發(fā)展具有重要意義和價(jià)值。