李 華 李玲波

（羅平縣水務(wù)局，云南 曲靖 655800）

灑谷水庫(kù)工程被列入云南省“十一五”規(guī)劃重點(diǎn)建設(shè)的?。ㄒ唬┬退こ添?xiàng)目，我們本著“引進(jìn)科技消化吸收，再創(chuàng)新，然后推廣應(yīng)用”的原則。經(jīng)報(bào)批：大壩設(shè)計(jì)由原C15細(xì)石混凝土砌石重力壩優(yōu)化后選用了堆石混凝土重力壩，采用自密實(shí)混凝土施工新技術(shù)。

1 工程概況

灑谷水庫(kù)屬珠江流域西江水系黃泥河支流九龍河上游段篆長(zhǎng)河左岸的一封閉小流域，灑谷小河現(xiàn)無(wú)任何可用的水利工程設(shè)施，開(kāi)發(fā)利用程度較低。

自然地理概況和流域特征：水庫(kù)位于羅平縣城西北部阿崗鎮(zhèn)的灑谷小河，總體地勢(shì)東北高西南底，屬中低山地形。水庫(kù)所在流域?qū)僦榻饔蛭鹘怠?/p>

灑谷水庫(kù)壩址區(qū)工程地質(zhì)條件：壩址兩岸岸坡與巖層斜交，地形坡度左岸為35°～55°，右岸為20°～39°。壩址壩基兩岸2063.0m以下為飛仙關(guān)組（T1fb）紫紅色含長(zhǎng)石細(xì)砂巖夾頁(yè)巖，以上為飛仙關(guān)組（T1ya）灰白色泥灰?guī)r。巖層與壩軸線斜交，傾角小于15°、較緩。基巖裸露，巖體較完整，結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，表層風(fēng)化裂隙發(fā)育。河槽處為第四系含砂卵礫石粘土。壩肩上部地表覆蓋厚達(dá)0.0～5.9m的第四系殘、坡積層。

水庫(kù)為新建小（一）型，興利庫(kù)容282.3萬(wàn)m3，總庫(kù)容383.8萬(wàn)m3。大壩設(shè)計(jì)為C15堆石混凝土重力壩，壩頂111.0m，最大壩高44.8m，最大挖深7.1m。壩頂高程2099.80m，頂寬5m，上游壩坡1:0，下游壩坡1:0.75。水庫(kù)壩址以上控制徑流面積9.55km2，水庫(kù)壩址河底高程2062m。主河道長(zhǎng)3.11km，河道平均坡降15.6‰，多年平均徑流584.9萬(wàn)m3，P=75%年徑流458.6萬(wàn)m3。建設(shè)灑谷水庫(kù)區(qū)域水資源條件優(yōu)越，是解決阿崗鎮(zhèn)的法郎、阿崗、高橋等村委會(huì)1.05萬(wàn)畝耕地農(nóng)業(yè)灌溉缺水問(wèn)題主要的水源工程。可控制灌溉面積1.05萬(wàn)畝，水庫(kù)每年提供農(nóng)業(yè)灌溉毛用水量359.7萬(wàn)m3，農(nóng)村生活毛用水27.6萬(wàn)m3，河道生態(tài)用水12.0萬(wàn)m3，水庫(kù)每年總供水量為399.3萬(wàn)m3，可緩解阿崗壩灌區(qū)的干旱缺水問(wèn)題，解決阿崗鎮(zhèn)集鎮(zhèn)飲水問(wèn)題。

2 堆石混凝土的概念及優(yōu)勢(shì)

堆石混凝土（Rock-FilledConcrete，簡(jiǎn)稱RFC）施工技術(shù)是在自密實(shí)混凝土（Self-Compacting Concrete，簡(jiǎn)稱 SCC）技術(shù)上發(fā)展出的一種新型的大體積混凝土施工方式，并且已經(jīng)在水利水電工程中廣泛使用。

堆石混凝土是一類新型的混凝土施工方法，該技術(shù)由清華大學(xué)水利水電工程系發(fā)明并獲得國(guó)家發(fā)明專利的新型大體積混凝土施工技術(shù)。通過(guò)石料選取，采用獲得專利授權(quán)的施工工藝，研制出來(lái)的具有達(dá)到和超過(guò)常態(tài)混凝土相關(guān)技術(shù)要求的混凝土，能減少環(huán)境負(fù)荷，并能因?yàn)榇罅坎捎昧藟K石做原料，節(jié)省了水泥用量，從而為環(huán)保做出了貢獻(xiàn)。堆石混凝土概念的提出，標(biāo)志著人類在處理混凝土材料與環(huán)境的關(guān)系過(guò)程中采取了更加積極、主動(dòng)的態(tài)度。

堆石混凝土由于其獨(dú)特的施工工藝，使得其較常規(guī)混凝土具有很多顯著的工程和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)：施工工藝簡(jiǎn)單，混凝土免除振搗，施工速度快；單方水泥用量低，水化溫升低，溫控簡(jiǎn)單，綜合單價(jià)低等。

3 堆石混凝土重力壩設(shè)計(jì)要點(diǎn)

灑谷水庫(kù)總庫(kù)容383.8萬(wàn)m3，水庫(kù)屬小（1）型，工程等別Ⅳ等。樞紐工程主要建筑物為攔河大壩、輸水隧洞4級(jí)，次要建筑物擋土墻、排水溝、護(hù)坡、臨時(shí)性建筑物、導(dǎo)流圍堰、渠道5級(jí)。

灑谷水庫(kù)工程區(qū)基巖裸露，石料豐富，開(kāi)采條件好，運(yùn)距短，附近土料相對(duì)較少。經(jīng)計(jì)算，重力壩和土石壩均能滿足建壩要求。兩壩型比較，建重力壩是經(jīng)濟(jì)的。

堆石混凝土重力壩，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇（P=3.33%），校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇（P=0.5%）。消能防沖建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇（P=5%）；壩體施工期臨時(shí)渡汛洪水標(biāo)準(zhǔn)為全年10年一遇（P=10%）；壩體施工導(dǎo)流洪水標(biāo)準(zhǔn)為枯季5年一遇（P=20%）。

堆石混凝土重力壩由4個(gè)壩段組成，壩0+64.0～0+71.0m為溢流壩段，其余的為非溢流壩段。壩頂長(zhǎng)111.0m，最大壩高44.8m，最大挖深7.1m。壩頂高程為2099.80m，壩基最低高程為2056.00m，防浪墻高1.2m，壩頂寬5m。上游壩坡1:0，下游壩坡1:0.75，下游壩坡在高程2095.4m處設(shè)置折坡點(diǎn)。溢流壩頂結(jié)合兩岸交通要求設(shè)置壩頂交通橋，為溝通兩岸的交通。

壩基采取帷幕灌漿防滲處理。帷幕灌漿設(shè)計(jì)為單排孔布置，孔距為2.0米，帷幕線全長(zhǎng)398.7m，對(duì)壩段帷幕應(yīng)深入弱透水層（q＜5Lu）內(nèi)5m，對(duì)巖溶發(fā)育部位適當(dāng)增加鉆孔或設(shè)雙排。

4 堆石自密實(shí)混凝土壩施工工法

4.1 材料

4.1.1 堆石料：選用新鮮、完整，質(zhì)地堅(jiān)硬的毛石、塊石料。塊石粒徑≥30cm，粒徑＜30cm的塊石其總量不超過(guò)堆石料總重量的10%，最大粒徑不宜超過(guò)1.0m。堆石料的含泥量≤0.5%。堆石料由壩體附近山體開(kāi)采選取。

4.1.2 水泥：選用遠(yuǎn)東水泥廠生產(chǎn)的32.5普通硅酸鹽水泥。質(zhì)量滿足相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.1.3 粉煤灰：選用宣威電廠的Ⅱ級(jí)粉煤灰。滿足《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》 （GB/T1596-2005）中的相關(guān)規(guī)定。

4.1.4 細(xì)骨料：選用工地現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的人工砂。其性能指標(biāo)符合《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144-2001）中的相關(guān)規(guī)定。

4.1.5 粗骨料：選用工地現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的碎石。粒徑5～20cm，針片狀顆粒含量不超過(guò)8%。其余性能指標(biāo)符合《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144-2001）中的相關(guān)規(guī)定。

4.1.6 外加劑：采用由北京華實(shí)水木科技有限公司提供的堆石混凝土專用外加劑（聚羧乙酸）。其性能指標(biāo)符合《混凝土外加劑》（GB/T8076-2008）和《水工混凝土外加劑技術(shù)規(guī)程》（DL/T5100-1999）中的相關(guān)規(guī)定。

4.2 施工工藝

4.2.1 基礎(chǔ)倉(cāng)面的處理

堆石入倉(cāng)前的基礎(chǔ)倉(cāng)面的處理，按常規(guī)混凝土的處理方法進(jìn)行。

4.2.2 堆石入倉(cāng)

（1）本工程堆石料采用塔吊機(jī)、挖掘機(jī)、吊籃方式入倉(cāng)，自密實(shí)混凝土采用輸送泵入倉(cāng)。

（2）基礎(chǔ)倉(cāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5Mpa以上方可進(jìn)行堆石入倉(cāng)，每層堆石厚度按1.2～1.5m控制。

（3）選擇入倉(cāng)的毛、塊石料滿足石料要求；在堆石過(guò)程中，堆石體外露面所含有的粒徑小于200mm的石塊數(shù)量不超過(guò)10塊/m2。

（4）在建基面進(jìn)行堆石入倉(cāng)前，須澆筑一層30～50cm厚的抗離析型專用自密實(shí)混凝土，并在混凝土初凝前將堆石埋入混凝土中，從而確保堆石混凝土與基礎(chǔ)結(jié)合良好。

（5）堆石入倉(cāng)時(shí)不得將泥土帶入堆石倉(cāng)面，控制不對(duì)基礎(chǔ)倉(cāng)面混凝土產(chǎn)生較大沖擊，粒徑較大的堆石宜置于倉(cāng)面的中下部。

（6）堆石完成后應(yīng)做好防雨（水）措施，在澆筑自密實(shí)混凝土前必須防止雨（水）沖刷堆石導(dǎo)致泥漿在接觸面上堆積。

4.2.3 模板

（1）堆石混凝土的模板可采用鋼模、木模等，也可使用砂漿標(biāo)號(hào)不低于M10的漿砌石墻（墻厚度不小于30cm）替代模板；

（2）用于堆石混凝土的模板具有小于2mm的縫隙的密閉性以防漏漿，其強(qiáng)度和剛度能抵抗混凝土產(chǎn)生的側(cè)向壓力（可按2.5倍水壓力計(jì)算）；

（3）有外觀要求的部位，堆石體與模板不應(yīng)接觸，保留大于3cm的空隙作為保護(hù)層，堆石體與模板間預(yù)留空隙不宜超過(guò)10cm。

（4）混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5Mpa以上方可拆模。

4.2.4 自密實(shí)混凝土的生產(chǎn)與澆筑

各種原材料檢測(cè)和配合比試驗(yàn)送往北京華實(shí)公司試驗(yàn)基地進(jìn)行，又經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)原材料復(fù)檢和配合比現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整后使用。由于自密實(shí)混凝土無(wú)需振搗，僅靠其自重填充密實(shí)，因此自密實(shí)混凝土工作性能的檢測(cè)方法與常態(tài)混凝土不同，主要采用坍落度、坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)和V型漏斗通過(guò)時(shí)間試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)。

4.2.4.1 自密實(shí)混凝土的生產(chǎn)

（1）拌制自密實(shí)混凝土材料，嚴(yán)格遵守混凝土配料單進(jìn)行配制，不得擅自更改配料單。水泥、粉煤灰的購(gòu)買(mǎi)廠家發(fā)生變化后必須重新進(jìn)行配合比試驗(yàn)調(diào)整。

（2）水泥、粉煤灰、專用外加劑、水的稱量誤差不得超過(guò)+1%，砂、石骨料的稱量誤差不得超過(guò)+2%。

（3）配料采用配料機(jī)，拌和自密實(shí)混凝土采用雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)。

（4）自密實(shí)混凝土的攪拌順序?yàn)椋簩⒎Q量好的骨料和膠凝材料分別投入攪拌機(jī)干拌，在加入水和外加劑后繼續(xù)攪拌60s（氣溫＜15℃時(shí)，攪拌不低于90s）以上，目測(cè)自密實(shí)混凝土工作性能達(dá)到要求之后方可出機(jī)。

4.2.4.2 泵送自密實(shí)混凝土

（1）在自密實(shí)混凝土泵送前，檢查泵管，接頭等連接完好情況。

（2）正式泵送自密實(shí)混凝土前，按如下順序進(jìn)行操作：a.向泵車(chē)的料斗內(nèi)加0.5～0.8m3清水從管道泵出。b.使用同配比的水泥砂漿潤(rùn)泵。c.泵送自密實(shí)混凝土。

4.2.4.3 自密實(shí)混凝土的澆筑

（1）自密實(shí)混凝土可采用泵送、挖掘機(jī)挖斗、溜槽或吊罐等方式入倉(cāng)。

（2）澆筑自密實(shí)混凝土?xí)r，嚴(yán)禁在倉(cāng)內(nèi)加水。

（3）澆筑過(guò)程中澆筑點(diǎn)應(yīng)均勻布置于整個(gè)倉(cāng)面，其間距不超過(guò)3m。一個(gè)澆筑點(diǎn)填滿后再進(jìn)行下一個(gè)，不可在倉(cāng)面上往復(fù)澆筑。

（4）自密實(shí)混凝土應(yīng)保持澆筑的連續(xù)性獨(dú)立倉(cāng)面應(yīng)連續(xù)澆筑完成。

（5）除表層自密實(shí)混凝土外，每一倉(cāng)的澆筑頂面留有塊石棱角，塊石棱角的高度高于自密實(shí)混凝土頂面約5～20cm，以便下一倉(cāng)的粘結(jié)。

4.2.5 堆石入倉(cāng)的間隔時(shí)間

（1）當(dāng)氣溫≥15℃時(shí)，自密實(shí)混凝土澆筑完24h后，即混凝土強(qiáng)度達(dá)2.5Mpa，可以堆石入倉(cāng)。

（2）當(dāng)氣溫在5～15℃時(shí)，自密實(shí)混凝土澆筑完36h后，即混凝土強(qiáng)度達(dá)2.5Mpa，可以堆石入倉(cāng)。

（3）氣溫0～5℃時(shí)，自密實(shí)混凝土澆筑完48h后，即混凝土強(qiáng)度達(dá)2.5Mpa，可以堆石入倉(cāng)。

4.2.6 堆石混凝土的溫控

堆石混凝土一般不考慮溫控，入倉(cāng)溫度不宜超過(guò)28℃。但每一100m2倉(cāng)面，不少于1個(gè)溫控測(cè)量點(diǎn)；每一層堆石混凝土溫控測(cè)量點(diǎn)不少于3個(gè)，在倉(cāng)面上均勻布置。

4.2.7 堆石混凝土的養(yǎng)護(hù)

澆筑完后的堆石混凝土，應(yīng)避免太陽(yáng)暴曬；6～8h內(nèi)開(kāi)始灑水養(yǎng)護(hù)，并混凝土表面保持濕潤(rùn)。

4.2.8 堆石混凝土的缺陷處理

（1）自密實(shí)混凝土澆筑中斷4h以上時(shí)，首先建筑同配比的自密實(shí)砂漿，然后才建筑自密實(shí)混凝土。

（2）對(duì)于硬化堆石混凝土內(nèi)部缺陷可采用水泥灌漿的方式進(jìn)行修補(bǔ)。

（3）堆石混凝土表面缺陷，在拆模后24h內(nèi)完成修補(bǔ)。

5 灑谷水庫(kù)大壩工程堆石混凝土性能優(yōu)勢(shì)

灑谷水庫(kù)大壩工程采用堆石混凝土新技術(shù)施工，工藝簡(jiǎn)單、速度快、節(jié)約投資等方面的優(yōu)點(diǎn)較為顯著：

（1）堆石混凝土施工過(guò)程簡(jiǎn)單，極大限度的降低了混凝土倉(cāng)面的施工人員和機(jī)械工作量，現(xiàn)場(chǎng)控制管理更加容易保證。

（2）堆石混凝土避免了混凝土振搗密實(shí)的過(guò)程，消除了人為的不利干擾，施工質(zhì)量和穩(wěn)定性更加容易保證。

（3）堆石混凝土施工工藝簡(jiǎn)單流暢，能大幅提高大倉(cāng)面素混凝土的施工效率、縮短工期。

（4）堆石混凝土使用了大量的塊石作為原材料，且施工工藝簡(jiǎn)單，因此大大降低了綜合成本。

（5）單位堆石混凝土的水泥量很少，因此水化溫升小，溫控簡(jiǎn)單。

（6）堆石混凝土具有大塊巖石穩(wěn)定堆積構(gòu)成的骨架，具有優(yōu)良的體積穩(wěn)定性，體積收縮小。

（7）堆石混凝土在施工過(guò)程中能源消耗低，環(huán)境負(fù)荷小，更為綠色環(huán)保。

結(jié)語(yǔ)

鑒于堆石混凝土技術(shù)在云南省水利水電領(lǐng)域應(yīng)用較少，曲靖屬首次。結(jié)合羅平灑谷大壩工程使用堆石混凝土新技術(shù)，使用當(dāng)?shù)刎S富的石料資源，節(jié)省40%的水泥用量，節(jié)約了投資成本，降低人工費(fèi)，提高工效縮短施工工期，固廢綜合利用等優(yōu)勢(shì)。對(duì)此項(xiàng)新型自密實(shí)混凝土堆石壩的施工工藝、質(zhì)量控制、經(jīng)濟(jì)及節(jié)能效益等方面進(jìn)行探討。為今后堆石混凝土技術(shù)在云南省、特別是曲靖的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，擬應(yīng)用于其他類似工程。

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