閆帥，葛安春

（山東大禹工程建設(shè)有限公司，山東濟(jì)南250013）

膠凝砂礫料壩基回填技術(shù)的應(yīng)用淺析

閆帥，葛安春

（山東大禹工程建設(shè)有限公司，山東濟(jì)南250013）

本文以寧陽縣桑安口水庫南支橡膠壩的底板回填工程為實例，探討了膠凝砂礫料橡膠壩基的回填施工技術(shù)與質(zhì)量控制，提出了在特殊的氣候環(huán)境條件下和重要部位的施工處理方法。

膠凝砂礫料；（CSG）；橡膠壩；施工技術(shù)；VC值

膠凝砂礫料（CSG）是將水泥等具有黏合性的材料與天然的砂礫石混合攪拌而生成的一種新型壩基回填材料。這項新技術(shù)在上世紀(jì)90年代，由日本工程技術(shù)人員研究，并成功應(yīng)用到筑壩工程中。CSG技術(shù)在我國的應(yīng)用起步較晚，目前多用于圍堰、攔砂壩等工程中，而應(yīng)用在橡膠壩的壩基回填工程上則較少。為此，本文結(jié)合寧陽縣桑安口水庫南支橡膠壩的底板回填實例，探討CSG技術(shù)的施工工藝與質(zhì)量控制。

1　工程概況

寧陽縣桑安口水庫南支橡膠壩位于大汶河干流樁號39+780處，總長為410.5 m、寬69 m，共8跨，每跨50 m。從上游到下游分別為C25混凝土鋪蓋、C25混凝土壩體、C25混凝土消力池、M10漿砌石護(hù)坦、賓格網(wǎng)石籠護(hù)坦。受雨季影響，水庫下游淤泥堆積，河道內(nèi)雜草叢生并散發(fā)出刺鼻的氣味。本次施工內(nèi)容為采用換填膠結(jié)砂礫料技術(shù)，分層壓實下游橡膠壩底板基礎(chǔ)。

2　選用CSG技術(shù)施工的原因

1）適用范圍較廣。CSG技術(shù)對橡膠壩地基的地質(zhì)沒有任何限制條件，尤其適用于軟弱地基的回填。膠凝砂礫料中的砂礫石，可直接利用河床開挖出來的砂石或沖積料，而對于建筑廢棄物，則只需滿足強(qiáng)度和粒徑要求，就可以作為拌合材料投入使用，既環(huán)保又可降低項目的工程造價。

2）施工質(zhì)量安全可靠。以砂礫石為骨料，再按照一定的比例，加入具有膠結(jié)作用的水泥和粉煤灰，充分?jǐn)嚢韬蟊阒瞥赡z凝砂礫料。將膠凝砂礫料用于橡膠壩基的回填，由平倉攤鋪、振動碾多次分層壓實和養(yǎng)護(hù)作業(yè)后，其整體膠結(jié)成一個堆石體。膠凝砂礫料中，具有膠結(jié)作用的水泥和粉煤灰含量較少，在固化過程中產(chǎn)生的水化熱也會很低，這一特性降低了橡膠壩地基出現(xiàn)裂縫、變形或沉降發(fā)生的概率。

3）施工進(jìn)度有保障。橡膠壩基礎(chǔ)采用膠凝砂礫料攤鋪回填的施工方法，首先是開挖并清理第一個工作面，再開挖第二個工作面。與此同時，第二個工作面挖出的砂礫，將作為第一個工作面膠凝砂礫料的骨料，用于壩基的拌合回填。該施工方法采用循環(huán)、漸進(jìn)的流水作業(yè)方式，既解決了土方開挖后的存放問題，又降低了施工機(jī)械的輾轉(zhuǎn)費(fèi)用，提高了施工的效率，保障了施工的進(jìn)度。

3　CSG壩基回填施工技術(shù)

1）施工前準(zhǔn)備。施工開始前，要先確定配置膠凝砂礫料的骨料源，其表層淤泥的含量不可偏大。壩基回填工作面在達(dá)到設(shè)計要求后，才可進(jìn)行膠凝砂礫料的回填施工。

2）膠凝砂礫石料的拌合與運(yùn)輸。在拌合膠凝砂礫石料時，先利用裝載機(jī)或挖掘機(jī)的料斗作為計量器具，將粗骨料和砂料以椎體的形式堆放在拌合地面，其四周開出若干小坑，再加入一定量的水泥和粉煤灰，最后加水并利用挖掘機(jī)的料斗攪拌均勻。翻拌6～8次后，目測膠凝砂礫石料的均勻性，并利用手抓細(xì)料為“粘聚”，判定攪拌是否合格。運(yùn)料過程中，裝載機(jī)要避免急轉(zhuǎn)彎或急剎車等情況，其行駛線路更不得經(jīng)過已經(jīng)攤鋪的的部位；倉面外拌合時，在拌制完成后再由自卸車輛運(yùn)至倉面。自卸車輛在運(yùn)輸過程中，路況要平整，雨季或高溫季節(jié)運(yùn)輸時，要采取防雨、遮陽等防護(hù)措施。

3）膠凝砂礫石料的卸料與平倉。為了防止膠凝砂礫石料在卸料時骨料分離，應(yīng)采取雙點式疊壓卸料法，將膠凝砂礫石料均勻的卸載到攤鋪前沿的臺階上，料堆的最外邊緣與模板的距離要大于1.2 m，再利用推土機(jī)或平倉機(jī)將膠凝砂礫石料推到臺階下后開始平倉。如果在卸料時，料堆的邊緣出現(xiàn)了骨料分離，則要將其清除倉外，或人工散料處理，以保證壩基的施工質(zhì)量。膠凝砂礫石料在卸料后要立即進(jìn)行平倉，確保拌和物從投料到碾壓施工，能夠在設(shè)計要求的時間內(nèi)完成。每層鋪料的厚度以40 cm為宜，超大粒徑或塊體的含量要低于5%。一旦出現(xiàn)局部骨料集中或粒徑超標(biāo)的情況，可利用反鏟或人工挑揀，再進(jìn)行二次平倉鋪攤。

4）膠凝砂礫石料的碾壓。每一層膠凝砂礫石料在完成平倉攤鋪后，要立即進(jìn)行碾壓施工。碾壓的方向按照施工設(shè)計的要求，碾壓程序則分為靜壓和振壓。先靜壓2遍，再進(jìn)行弱振2遍，最后進(jìn)行一次強(qiáng)振碾壓。振動碾行駛速度要低于2 km/h。振動碾在端頭處的搭接長度，應(yīng)控制在120～260 cm，條帶間的搭接寬度則應(yīng)控制在20～40 cm。

5）膠凝砂礫石料的養(yǎng)護(hù)。在最上層倉面碾壓完成，并在膠凝砂礫石料終凝后，開始進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。灑水的方式可采用噴淋、均勻鋪灑等措施，養(yǎng)護(hù)時間不得少于28 d。當(dāng)壩基回填施工處于炎熱或干燥的季節(jié)時，要用塑料薄膜或麻袋等覆蓋倉面最外層，以防水分快速蒸發(fā)，保證最外層倉面始終處于濕潤狀態(tài)。

4　特殊氣候及部位的施工處理

1）特殊氣候的施工處理。在高溫或寒冷的季節(jié)進(jìn)行膠凝砂礫石料施工時，要做好防高溫、防凍的保護(hù)措施。在日平均溫度大于25℃時，要縮短各層施工的時間間隔，防止膠凝砂礫石料在拌制、運(yùn)輸、平倉及碾壓階段，水分的快速蒸發(fā)。同時，還要根據(jù)氣候的變化，及時調(diào)整倉面碾壓的VC值，并采取噴霧等方法，保證施工質(zhì)量。

雨季施工，當(dāng)降雨量大于5 mm/h時，要立即停止施工，并用防雨布等對已完工的倉面進(jìn)行防護(hù)，避免雨水沖刷。雨停后，要間隔30 min以上，才可恢復(fù)施工；當(dāng)降雨量小于5 mm/h時，可在有防雨保護(hù)的情況下，繼續(xù)施工。但不管是雨停后的復(fù)工，還是降雨量較小時的持續(xù)施工，都應(yīng)適當(dāng)增加倉面碾壓的VC值，并確保膠凝砂礫石料的拌合、運(yùn)輸設(shè)備無積水。而對于那些被雨水嚴(yán)重浸入或裸露砂石的倉面，應(yīng)采用水泥凈漿或砂漿修補(bǔ)。

2）特殊部位的施工處理。（1）主要是碾壓層面處理和層面縫隙處理。碾壓層面的處理。當(dāng)膠凝砂礫石料的理論初凝時間已過，但施工層面卻還沒有終凝時，要在層面上均勻的散水并鋪上水泥，再攤鋪一層膠凝砂礫石料。這層膠凝砂礫石料在凝固后，應(yīng)為一個整塊，并確保層間無滲水通道和薄弱面。（2）層面的縫隙處理。層面縫隙處理可采用表面鑿毛法，先清除倉面已松動的骨料和浮砂，再均勻的刮鋪厚度約為1.5 cm、強(qiáng)度等級高于膠凝砂礫石料的砂漿層，最后以膠凝砂礫石料密封。

5　結(jié)語

目前，CSG技術(shù)主要應(yīng)用在圍堰和攔砂壩項目上，而用于橡膠壩的壩基回填且可供借鑒的施工項目則十分有限。本文依據(jù)寧陽縣桑安口水庫南支橡膠壩底板施工經(jīng)驗，針對膠凝砂礫石料的配合比、攪拌、運(yùn)輸、平倉、攤鋪、養(yǎng)護(hù)等施工工藝，以及特殊天氣及重要部位的施工方法進(jìn)行了論述。

［1］賈金生，陳祖坪，馬鋒玲，俞欽，等.膠凝砂礫石壩筑壩材料特性及其對面板防滲體影響的研究［R］.北京：中國水利水電科學(xué)研究院，2004.

［2］吳平安.膠凝砂礫石材料力學(xué)性能試驗研究［D］.華北水利水電大學(xué)，2015.

（責(zé)任編輯遲明春）

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2016-03-14

閆帥（1989—），男，助理工程師