李薇

（山西水務(wù)投資集團(tuán)有限公司，山西 太原 030002）

口上水庫堆石混凝土重力壩施工技術(shù)分析

李薇

（山西水務(wù)投資集團(tuán)有限公司，山西 太原 030002）

水庫作為地區(qū)性水利設(shè)施，在防洪、灌溉、供水等方面發(fā)揮著重要作用，堆石混凝土重力壩憑借自身優(yōu)勢(shì)受到廣泛應(yīng)用。以口上水庫堆石混凝土重力壩為實(shí)例，對(duì)堆石混凝土重力壩的壩體特點(diǎn)、施工技術(shù)和注意事項(xiàng)進(jìn)行分析，以為類似工程施工提供參考借鑒。

口上水庫；堆石混凝土；重力壩；施工技術(shù)

水庫大壩作為水利項(xiàng)目的核心工程，其結(jié)構(gòu)形式、施工技術(shù)、建設(shè)規(guī)模等直接關(guān)系到項(xiàng)目的總投資和運(yùn)行效果。近年來，堆石混凝土重力壩逐漸替代漿砌石混凝土重力壩，正在受到越來越廣泛的應(yīng)用。

1 工程概況

口上水庫位于山西省晉中市昔陽縣境內(nèi)，工程主要是給昔陽縣提供生活和工業(yè)用水，年供水量773萬m3；負(fù)責(zé)0.067萬hm2耕地的灌溉任務(wù)和保護(hù)下游近4 000人的生命財(cái)產(chǎn)安全免受洪災(zāi)威脅。水庫攔河大壩形式為堆石混凝土重力壩，最大壩高58.4m，總庫容495萬m3。按30年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)大壩和泄水建筑物，并按200年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)校核，主要建筑物按4級(jí)設(shè)計(jì)。導(dǎo)流建筑物按11月至次年3月20%洪水標(biāo)準(zhǔn)控制設(shè)計(jì)，汛期導(dǎo)流洞和壩面聯(lián)合泄洪。

2 堆石混凝土技術(shù)介紹

堆石混凝土重力壩是在塊石之間填充自密實(shí)混凝土，在模具的約束下形成一定形狀的混凝土堆石體。目前，堆石混凝土技術(shù)已在寶泉水庫、山西恒山、枕頭壩水電站等工程得到應(yīng)用，使用效果良好。

堆石混凝土重力壩具有下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是顯著降低工程成本。經(jīng)過實(shí)際使用，證明堆石混凝土技術(shù)可降低壩體混凝土材料成本的10%~15%，而且也會(huì)降低相應(yīng)的設(shè)備、能源、人力等投入成本，從而使整個(gè)工程的投資有了明顯下降。二是大大縮短了工期。堆石混凝土筑壩技術(shù)取消了振搗和溫控的步驟措施，大大簡化了施工工藝，充分發(fā)揮了機(jī)械化作業(yè)的優(yōu)勢(shì)，使其比常規(guī)混凝土技術(shù)節(jié)約一半以上的工期。三是工程質(zhì)量容易得到控制。堆石混凝土澆筑方式和施工工藝較為簡單，對(duì)工人技術(shù)要求較低，且由于不受振搗和溫度的影響，其施工質(zhì)量也容易得到保證。

3 堆石混凝土重力壩施工技術(shù)分析

口上水庫壩體最大高度為44.5m，壩底最大厚度為41.1m。為防止壩基滲漏，項(xiàng)目采取帷幕灌漿的防滲形式；且在大壩上游設(shè)置一層混凝土防滲面板。壩身主體為堆石混凝土結(jié)構(gòu)。

3.1 筑壩材料的選擇

3.1.1 堆石料和骨料

本項(xiàng)目所用的堆石料由直接外購和爆破開挖所來，要求料石塊體完整，質(zhì)地堅(jiān)硬，不得出現(xiàn)剝落層和裂紋，要求其飽和抗壓強(qiáng)度不小于50MPa，一般以毛石、塊石、卵石為主。本工程要求料石直徑范圍在150～300mm，堆石的含泥量應(yīng)小于0.5%。此外，在使用前要對(duì)料石進(jìn)行清洗處理。

為增加堆石結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在堆石料之間還要填充骨料。項(xiàng)目要求的粗骨料的粒徑范圍在5～20mm，超徑率應(yīng)小于5%，針片狀顆粒的含量要小于8%；細(xì)骨料最合適選擇為級(jí)配良好的中粗河砂。不具備條件的施工地可按照河砂、人工砂、細(xì)沙、粗砂等順序優(yōu)先選擇。

3.1.2 水泥和粉煤灰

堆石混凝土技術(shù)對(duì)水泥的要求較低，硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等，符合國家相關(guān)規(guī)定的在一般工程上均可使用。由于水利設(shè)施投資及社會(huì)影響較大，且對(duì)抗?jié)B性要求高，因此本工程選用硅酸鹽水泥。

為改善混凝土和易性，提高混凝土后期強(qiáng)度和降低混凝土水化熱量，需要在混凝土中加入適量的粉煤灰?？谏纤畮齑髩芜x用的Ⅱ級(jí)粉煤灰，具體指標(biāo)如表1所示。

表1 口上水庫大壩所用粉煤灰指標(biāo)性能

3.2 堆石混凝土施工

堆石混凝土壩體施工技術(shù)主要步驟為：倉面處理、模板設(shè)置、料石入倉和澆筑自密實(shí)混凝土、完成一層堆石澆筑。

3.2.1 倉面處理

為保證壩基的強(qiáng)度及防滲性，對(duì)壩基以下20m深度的范圍進(jìn)行帷幕灌漿處理。在壩體施工前應(yīng)對(duì)倉面進(jìn)行必要清理。主要是將基巖上的雜土、植被等清理干凈，用清水沖洗干凈后將倉面中的水排除干凈。在倉面上首先澆筑一層C15混凝土墊層，對(duì)基礎(chǔ)面進(jìn)行找平。導(dǎo)流明渠的堆石混凝土也要建在混凝土墊層之上。

3.2.2 模板設(shè)置

模板由腳手架在外側(cè)進(jìn)行支撐，為了提高模板穩(wěn)定性，在模板內(nèi)側(cè)0.5m處埋設(shè)鋼筋，而靠近模板1m范圍內(nèi)的堆石采用人工填充。模板之間的縫隙應(yīng)小于1mm。在澆筑過程中技術(shù)人員應(yīng)注意模板的位置及漏漿情況，出現(xiàn)問題后立即停止?jié)仓鳂I(yè)，在堆石混凝土強(qiáng)度大于5MPa后便可進(jìn)行拆模。

3.2.3 堆石混凝土的運(yùn)輸和入倉

混凝土制備廠與壩址距離約3.2 km，選用的運(yùn)輸工具為10m3混凝土罐車，在運(yùn)輸過程中不再加水，到達(dá)施工地后不可直接卸料，應(yīng)在罐車中攪拌混凝土不少于1min。此外，應(yīng)保證混凝土供應(yīng)的連續(xù)性，合理安排運(yùn)輸車數(shù)量，混凝土由專門的輸送泵送入倉中。

3.2.4 澆筑自密實(shí)混凝土

大壩采用分層分塊的澆筑形式，設(shè)計(jì)分層厚度范圍在0.2～1.0m。為使工程整體結(jié)構(gòu)牢固，每次澆筑前應(yīng)對(duì)老層混凝土進(jìn)行清除，而且保證接縫處的溫度不小于2℃。此外，每個(gè)澆筑層頂面都要留有塊石棱角，留設(shè)高度應(yīng)不小于10 cm。澆筑時(shí)一般按照“Z”形進(jìn)行施工，每個(gè)停留位置的澆筑范圍應(yīng)不大于10m2，堆石間的空隙完全依靠自密實(shí)混凝土的自行流動(dòng)填充。

3.2.5 澆筑體養(yǎng)護(hù)

在非冬季施工時(shí)，拆除模板后對(duì)澆注體進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28 d。當(dāng)夏季溫度過高時(shí)，還要采取澆筑層表面過水或噴霧等降溫措施。冬季施工時(shí)，需對(duì)澆筑體進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，一般采用干燥的草料或麻袋覆蓋在澆筑層之上，覆蓋厚度為10～30 cm，溫度越低，覆蓋層越厚。但覆蓋草料或麻袋之前需用塑料薄膜將澆筑層表面裹嚴(yán)實(shí)，并且不再進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。4 結(jié)語

堆石混凝土施工技術(shù)憑借其施工簡單、快速，成本低等優(yōu)點(diǎn)在中小型混凝土工程中得到了廣泛應(yīng)用?？谏纤畮齑髩瓮ㄟ^應(yīng)用堆石混凝土施工技術(shù)取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前大壩運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)都符合相關(guān)要求。該工程也為推廣堆石混凝土筑壩技術(shù)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，對(duì)中小型水利工程建設(shè)具有較大的影響。

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1004-7042（2017）03-0029-02

李薇（1985-），女，2011年畢業(yè)于西安建筑科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，工程師。

2017-01-13；

2016-02-27