龍 波， 樊 路， 何 開(kāi) 平

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司，四川 都江堰 611830)

1 概 述

膠凝砂礫石料(CSG)是近年來(lái)在我國(guó)悄然興起的一種新型的筑壩材料，其最大優(yōu)勢(shì)是拓寬了骨料的使用范圍，它利用天然砂礫石混合料、開(kāi)挖棄料或一般不用的風(fēng)化巖石且膠凝材料用量少，在施工中可以簡(jiǎn)化施工程序、縮短工期并減少費(fèi)用，可應(yīng)用于圍堰的填筑施工中。

老撾南歐江五級(jí)水電站一期圍堰由于前期進(jìn)場(chǎng)受多方面因素的影響，一期圍堰施工工期縮短，原設(shè)計(jì)的土石圍堰填筑量較大，施工時(shí)間較長(zhǎng)且閉氣效果差，經(jīng)研究決定，將常規(guī)土石圍堰改用膠凝材料填筑，加快了工程進(jìn)度，減少了圍堰基坑滲水，縮短了抽排水時(shí)間，節(jié)約了工程造價(jià)。

老撾南歐江五級(jí)水電站位于老撾豐沙里省境內(nèi)，為南歐江規(guī)劃的七個(gè)梯級(jí)水電站中的第五級(jí)。壩址位于南歐江右岸支流南波河(Nam Pok)河口下游約1 km處，電站裝機(jī)容量為240 MW。樞紐主要由左岸非溢流壩段、泄水建筑物、引水發(fā)電建筑物、右岸非溢流壩段等建筑物組成。

2 工程的導(dǎo)流方式

南歐江五級(jí)水電站采用分期導(dǎo)流方式。施工導(dǎo)流時(shí)段劃分為兩個(gè)階段：

(1)一期導(dǎo)流時(shí)段：從導(dǎo)流明渠開(kāi)工到河道截流前，即2012年11月～2013年11月?？萜诓捎猛潦瘒邠跛雌诓捎蒙舷掠螄吆涂v向碾壓混凝土圍堰擋水。

(2)二期導(dǎo)流時(shí)段：從河道截流開(kāi)始到水庫(kù)初期蓄水(水工永久建筑物和泄洪建筑物正常運(yùn)行，水庫(kù)初期蓄水)，即2013年12月～2016年1月，采用上下游圍堰擋水。

3 原圍堰施工方案

一期橫向圍堰堰體原設(shè)計(jì)利用邊坡開(kāi)挖料作為壩殼料，填筑粘土心墻防滲。

工程中標(biāo)合同簽定后，由于受進(jìn)場(chǎng)道路和現(xiàn)場(chǎng)征地條件的影響，工程進(jìn)場(chǎng)施工時(shí)間滯后，一枯施工時(shí)段嚴(yán)重縮短；同時(shí)，受砂石骨料供應(yīng)影響，如果按原施工方案和進(jìn)度安排，主體一枯施工面貌無(wú)法實(shí)現(xiàn)，將會(huì)影響整個(gè)工程的進(jìn)度。經(jīng)研究后提出了對(duì)南歐江五級(jí)水電站的圍堰施工采用膠凝砂礫石填筑圍堰這種新型的筑壩方式。針對(duì)南歐江五級(jí)水電站一期圍堰的防滲情況、工期安排及強(qiáng)度分析、現(xiàn)場(chǎng)土石取料情況，結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益考慮，對(duì)一期圍堰和后期圍堰改用膠凝材料填筑。

4 CSG圍堰的設(shè)計(jì)

南歐江五級(jí)水電站一期圍堰改用碾壓膠凝砂礫石填筑，施工中最大粒徑為250 mm，攤鋪厚度為600 mm，設(shè)計(jì)的膠凝圍堰最大堰高15 m，堰頂寬度為6 m，堰體內(nèi)側(cè)坡度為1∶0.3，外側(cè)為臺(tái)階狀。

4.1 CSG配合比

CSG水泥用量極少，這是CSG的顯著特點(diǎn)之一。為了確定合理的施工參數(shù)，填筑施工前，在砂石廠選定了一個(gè)施工場(chǎng)地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)碾壓生產(chǎn)性試驗(yàn)。

經(jīng)過(guò)我局設(shè)計(jì)院現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)和論證，最終的圍堰填筑CSC配合比見(jiàn)表1。

4.2 材料的計(jì)量

表1 CSG配合比表

根據(jù)國(guó)內(nèi)其它電站膠凝材料圍堰的施工經(jīng)驗(yàn) (如飛仙關(guān)電站)，施工中圍堰原材料砂礫石的計(jì)量采用通常使用的體積法計(jì)量，在現(xiàn)場(chǎng)用膠輪斗車的容積量取砂礫石的數(shù)量，這是一種非常簡(jiǎn)便的計(jì)量方法，其誤差約為±5%，對(duì)于低強(qiáng)度要求的膠凝材料筑壩來(lái)講不會(huì)造成影響。膠凝材料按質(zhì)量法計(jì)量，拌和水的計(jì)量直接在水表上進(jìn)行讀取，袋裝水泥或粉煤灰以每袋的重量計(jì)量。當(dāng)使用散裝水泥或粉煤灰時(shí)，采取臺(tái)秤進(jìn)行稱量，按配合比的重量要求送到拌和坑使用，并保證各項(xiàng)計(jì)量的準(zhǔn)確性。

4.3 拌 和

于一枯土石圍堰附近布置了兩個(gè)拌和坑，采用挖機(jī)或裝載機(jī)上料，液壓反鏟拌和。膠凝材料拌制好后，主要采用20 t自卸汽車運(yùn)輸直接入倉(cāng)，必要時(shí)輔以溜槽或混凝土罐車運(yùn)輸、布料機(jī)入倉(cāng)的方式。

5 CSG圍堰的施工方法

5.1 CSG施工工藝

5.1.1 CSG模板施工

為了滿足碾壓混合料連續(xù)快速施工的要求，上、下游面模板采用3 m×1.8 m懸臂翻升模板，局部采用標(biāo)準(zhǔn)小鋼?；蚰灸０迩读ⅰＤ０宓陌惭b、拆除采用8 t汽車吊或液壓反鏟PC200輔以人工吊裝。

5.1.2 CSG的拌和及運(yùn)輸

(1) CSG的最大入倉(cāng)強(qiáng)度。

根據(jù)《上、下游縱向CSG圍堰體型圖》可知，碾壓混凝土施工倉(cāng)面下部最大面積為3 390 m2，主要采用平鋪法施工。

為了保證混凝土入倉(cāng)強(qiáng)度，設(shè)備配置按最大34 000 m2倉(cāng)面平層鋪料施工進(jìn)行計(jì)算，碾壓混凝土上下層間隔時(shí)間最大不超過(guò)混凝土初凝時(shí)間，將層間間隔時(shí)間控制在4～6 h，鋪料厚度按50 cm計(jì)算，則混凝土入倉(cāng)強(qiáng)度約為280 m3/h。

(2) CSG的拌和。

施工時(shí)水泥采用裝載機(jī)轉(zhuǎn)人工拆包加入；三臺(tái)柳工856裝載機(jī)配合四臺(tái)液壓反鏟PC330進(jìn)行拌和。CSG拌和前按規(guī)范要求對(duì)原材料進(jìn)行檢測(cè)，合格后方可進(jìn)料拌和。

(3) CSG的運(yùn)輸。

拌和均勻的CSG采用液壓反鏟或裝載機(jī)裝20 t自卸汽車直接入倉(cāng)。由于拌和場(chǎng)地離倉(cāng)面較近，為防止CSG污染，主要考慮在一枯縱向土石圍堰上以及入倉(cāng)道路面層鋪設(shè)弱風(fēng)化石渣料，機(jī)械設(shè)備進(jìn)入該區(qū)域前需進(jìn)行沖洗。

5.2 碾壓混凝土的卸料、平倉(cāng)及碾壓

5.2.1 碾壓混凝土的的卸料及平倉(cāng)

卸料攤鋪平倉(cāng)條帶應(yīng)平行于圍堰軸線方向(順?biāo)鞣较?，用SD22型推土機(jī)進(jìn)行大面的平倉(cāng)，對(duì)推土機(jī)無(wú)法作業(yè)的區(qū)域由人工輔助平倉(cāng)。平倉(cāng)厚度每層約50 cm。卸料邊緣與模板距離不宜小于1.2 m，卸料后及時(shí)平倉(cāng)、碾壓，將振動(dòng)碾行走速度控制在1.5 km/h。

5.2.2 CSG碾壓

經(jīng)平倉(cāng)形成一定長(zhǎng)度的條帶后開(kāi)始碾壓施工，大面混凝土采用SANY(20 t)型振動(dòng)碾碾壓，無(wú)振2遍，振動(dòng)碾壓6遍，然后再靜壓1～2遍。邊緣和特殊部位采用BW-75S手扶式振動(dòng)碾碾壓。碾壓方向應(yīng)平行于圍堰軸線方向(順?biāo)鞣较?，其余部位也宜平行于圍堰軸線方向；碾壓按照先無(wú)振碾壓，然后有振碾壓的程序進(jìn)行，直至檢測(cè)的碾壓密實(shí)度滿足規(guī)范要求；碾壓條帶間的搭接寬度應(yīng)為300～400 mm，端頭部位的搭接長(zhǎng)度宜為1 m左右。光照強(qiáng)烈或大風(fēng)干燥時(shí)，應(yīng)進(jìn)行噴霧或表面水分補(bǔ)償，以保持表面不發(fā)白。CSG碾壓混凝土入倉(cāng)后，應(yīng)盡快完成平倉(cāng)和碾壓。

5.3 CSG層、縫面的處理

5.3.1 混凝土結(jié)構(gòu)縫的施工

CSG壩體中伸縮縫的位置及縫內(nèi)填充材料均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，通倉(cāng)澆筑壩段的伸縮縫采用切縫機(jī)切縫成型，該工程采用先在混凝土鋪開(kāi)之后和壓實(shí)之前切縫崁入填縫材料，然后再使用振動(dòng)碾碾壓。

5.3.2 混凝土層間縫的處理

CSG的層面縫按混凝土初凝時(shí)間劃分為三種，分別是：熱縫、溫縫和冷縫。當(dāng)層面施工時(shí)間未超過(guò)混凝土初凝時(shí)間時(shí)為熱縫，對(duì)此不需處理，可直接鋪筑下層混凝土；當(dāng)層面施工時(shí)間超過(guò)兩倍混凝土初凝時(shí)間時(shí)為冷縫，它是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，必須進(jìn)行認(rèn)真處理，其縫面處理主要采用高壓沖毛機(jī)沖毛，以清除混凝土表面乳皮及松動(dòng)骨料；處理后經(jīng)驗(yàn)收合格后，先均勻鋪一層厚10～15 mm的砂漿層(砂漿強(qiáng)度等級(jí)與碾壓混凝土同級(jí))，鋪砂漿前，應(yīng)清除二次污染，然后立即在其上攤鋪碾壓混凝土，并應(yīng)在砂漿初凝以前碾壓完畢。介于它們之間的時(shí)間范圍為溫縫，對(duì)其需要在混凝土表面刷毛，將混凝土表面清理干凈后可鋪筑下層混凝土。為確保層間施工質(zhì)量，要求按冷縫處理。

5.4 養(yǎng)生及防護(hù)

在施工過(guò)程中，碾壓混凝土的倉(cāng)面應(yīng)保持濕潤(rùn)，收倉(cāng)前采用噴霧養(yǎng)護(hù)。

在施工間歇期，CSG碾壓混凝土終凝后，應(yīng)立即開(kāi)始灑水或噴霧養(yǎng)護(hù)。對(duì)于水平施工層面，養(yǎng)護(hù)應(yīng)持續(xù)至上一層碾壓混凝土開(kāi)始鋪筑為止；對(duì)于永久暴露面，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不宜少于28 d。

6 結(jié) 語(yǔ)

一期枯期圍堰采用膠凝材料填筑，減小了堰體的填筑量，同時(shí)省去了粘土心墻和反濾層等的施工，縮短了圍堰的施工時(shí)間，同時(shí)為主體混凝土施工創(chuàng)造了更為有利的條件，降低了施工成本，并對(duì)一枯形象面貌的完成提供了更有力的保證。目前，南歐江五級(jí)水電站已進(jìn)入二期施工，一期主體進(jìn)度目標(biāo)基本完成。一期圍堰經(jīng)受了“8.4”南歐江流域10年一遇特大洪水的考驗(yàn)，CSG碾壓混凝土圍堰在南歐江五級(jí)水電站中的應(yīng)用獲得了較大的成功。

由于膠凝材料的膠結(jié)作用，膠凝砂礫石具有一定的抗沖刷能力，圍堰過(guò)水也不至于潰壩；對(duì)骨料要求亦低，可就地取材，直接利用壩址河床開(kāi)挖的砂卵石；同時(shí)，水泥用量低，從而簡(jiǎn)化了材料配比和骨料制作；采用高效施工機(jī)械施工，縮短了工期，工程造價(jià)大大降低。故膠凝材料作為水工建筑物的新型建筑材料，具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

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