林貽賢

(福建省水利水電工程局有限公司，福建 泉州 362000)

細(xì)石混凝土砌石拱壩施工工藝研究

林貽賢

(福建省水利水電工程局有限公司，福建 泉州 362000)

以泉州市泉港區(qū)雙溪水庫為例以細(xì)石混凝土為主要材料建設(shè)砌石拱壩；從筑壩地材、工序質(zhì)量等方面加強(qiáng)管控，保障工程建設(shè)質(zhì)量。筑壩地材方面，片石與毛塊石按照堅硬、新鮮以及干凈的原則選擇，保證毛塊石在軟化系數(shù)指標(biāo)以及硬度質(zhì)量方面能夠?qū)υO(shè)計要求進(jìn)行滿足。碎石材料要做好級配的重視，根據(jù)5-20cm、20-40cm以分倉的方式堆放。工序質(zhì)量方面，嚴(yán)格做好監(jiān)理實施細(xì)則的執(zhí)行，做好分部工程開工、現(xiàn)場檢查驗收簽證制的執(zhí)行，將壩體倉面處理、壩體砌筑、面石砌筑與勾縫、水泥灌漿、工程旁站跟班、質(zhì)量簽證方面加強(qiáng)控制； 該工程在建設(shè)完成后下閘蓄水驗收，運行一定時間后始終保持良好的工程狀況。在大壩蓄水后，進(jìn)行了壩頂沉降、位移觀測與滲水觀察，經(jīng)過一定時間試運行后獲得了較好的運行效果。

細(xì)石混凝土；砌石拱壩；施工工藝；質(zhì)量控制

0 引 言

近年來，我國的水利事業(yè)得到較大的發(fā)展，在國家大力支持下，各地區(qū)水利工程得到了較多的建設(shè)，有效的帶動了地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。其中，砌石拱壩是重要的工程類型，對地區(qū)水利發(fā)展具有著重要的意義。在實際工程建設(shè)中，需要做好施工工藝把握，保障工程建設(shè)質(zhì)量。

1 工程概況

泉州市泉港區(qū)雙溪水庫,庫容為984.9萬m3,攔河壩最大壩高63.5 m，根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94)及《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000)，工程規(guī)模為小(1)型。水庫主要任務(wù)是以供水為主，具備應(yīng)急備用功能，兼有一定防洪效益，因此，按照中等重要城市供水確定工程等別為Ⅲ等工程。大壩、溢洪道和輸水系統(tǒng)進(jìn)水口等永久性建筑物按3級建筑物設(shè)計，導(dǎo)流等臨時建筑物按5級建筑物設(shè)計。

本工程水庫大壩采用砌石拱壩，壩體體型為拋物線雙曲變厚拱壩，按50a一遇洪水設(shè)計，500a一遇洪水校核，設(shè)計洪水位91.79m，校核洪水位93.32m，水庫正常蓄水位90.00m。壩頂高程92.50m，壩底高程29.0m，最大壩高63.5m。壩頂寬度5m，壩頂中心線弧長292.528m。壩體采用C15細(xì)骨料混凝土砌毛石，上下游面設(shè)0.45m厚(平均厚度)的M10漿砌條石。為了對拱壩基礎(chǔ)的整體剛度以及整體水平進(jìn)行進(jìn)一步的加強(qiáng)，對壩基做好固結(jié)灌漿處理。壩后設(shè)兩層人行交通橋，第一層交通橋橋面高程為70.00m，長260m，第二層交通橋橋面高程為41.0m，長56m，交通橋橋?qū)?.2m。壩體內(nèi)設(shè)帷幕灌漿及基礎(chǔ)排水廊道，廊道為城門型斷面，凈斷面尺寸為2.5m×3.5m(寬×高)，廊道為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，壁厚0.5m，河床段底高程為38.00m，兩岸以臺階型式上升至70.00m，高程與下游壩面交通廊道連接。壩體埋設(shè)一根D300生態(tài)放水鋼管，放水鋼管長23.5m，布置在拱壩中心線右側(cè)，放水管中心高程為41.50m(死水位以下淤砂高程以上)，設(shè)啟閉房，配置偏心半球閥1臺、閘閥1臺閥，調(diào)節(jié)放泄流量。下游消能防沖建筑物按20a一遇洪水設(shè)計，下游護(hù)坦長度為15.0m，寬40.0m,護(hù)坦底板厚1.2m。護(hù)坦范圍內(nèi)下游邊坡采用鋼筋混凝土護(hù)砌。施工現(xiàn)場示意圖見圖1、圖2。

圖1 泉州市泉港區(qū)雙溪水庫細(xì)石混凝土砌石拱壩施工現(xiàn)場(一)

圖2 泉州市泉港區(qū)雙溪水庫細(xì)石混凝土砌石拱壩施工現(xiàn)場(二)

2 施工方法

2.1 筑壩地材質(zhì)量控制

在工程建設(shè)中，筑壩地材質(zhì)量將直接對整個大壩的質(zhì)量產(chǎn)生影響。對此，即需要盡早以逐項的方式做好腹石、細(xì)骨料料場位置、運距、面石的核定，并做好對應(yīng)的試驗檢測工作。料場方面，要提前做好一定數(shù)量材料的儲備，以此保證在具體施工當(dāng)中能夠?qū)崿F(xiàn)合格質(zhì)量地材的提供。片石與毛塊石方面，要按照堅硬、新鮮以及干凈的原則選擇，保證毛塊石在軟化系數(shù)指標(biāo)以及硬度質(zhì)量方面能夠?qū)υO(shè)計要求進(jìn)行滿足。碎石選擇方面，要做好級配的重視，根據(jù)5-20cm、20-40cm以分倉的方式堆放。砂材料方面，其細(xì)度模數(shù)將對工程壩體的防滲性產(chǎn)生影響，對此，即需要將其控制在合理范圍內(nèi)，通常將其控制在2.4-2.8即可，并保證水泥等材料在指標(biāo)方面能夠?qū)κ┕ば枨筮M(jìn)行滿足。石Ⅱ料場位于壩址上游約500m的左岸山凹，目前，石Ⅱ料場至壩址已有簡易道路，為了施工方便，計劃將原有簡易道路進(jìn)行擴(kuò)建，另擬在77高程附近修建一條施工便道從石Ⅱ料場接至左岸壩頂。石Ⅲ料場位于壩址下游右岸，即沖溝的兩側(cè)，場內(nèi)需修建300m道路至壩址右岸，料場頂部現(xiàn)有一條簡易公路。

2.2 細(xì)石混凝土質(zhì)量控制

在工程建設(shè)中，砌石細(xì)石混凝土的質(zhì)量十分關(guān)鍵，將對砌體凝結(jié)的牢靠性以及堅固性產(chǎn)生影響。對此，即需要根據(jù)工程實際做好混凝土材料坍落度檢測、混凝土石塊制作以及拌合登記表的制定，根據(jù)工程項目做好工程情況的評定與劃分，并做好中間產(chǎn)品、壩體質(zhì)量檢測項目、組數(shù)以及原材料的制定[1]。

2.3 工序質(zhì)量控制

在實際工程建設(shè)當(dāng)中，作為監(jiān)理細(xì)則的執(zhí)行十分關(guān)鍵，即需要執(zhí)行好分部工程開工以及簽證制度：

1)壩體倉面處理。在工程建設(shè)中，為了避免發(fā)生返漿問題，即需要通過壓力水的應(yīng)用進(jìn)行兩次沖毛，并做好水壓力的科學(xué)控制，保證水壓力為2.5kg/cm2。在開展第一次沖毛處理時，可以在混凝土材料剛剛終凝時處理，具體來說即彎沉氣體施工的4h內(nèi)。在該次沖毛處理完成后，則需要在1.5h后開展第二次沖毛，該次沖毛的目標(biāo)，即使倉面細(xì)骨料顆粒露出一半。

2)壩體砌筑。毛塊石上壩進(jìn)倉方面，對1臺JS3- 3型纜機(jī)進(jìn)行使用。在具體施工中，對于混凝土標(biāo)號砂漿要做好把握，并做好現(xiàn)場控制，避免出現(xiàn)同毛塊石過于靠近情況。而在不同塊石間，則需要通過三角縫方式的應(yīng)用做好縫隙控制，保證振動棒能夠順利的插入其中。對于部分體積較大塊石，使用小片石在其底部墊高處理，保證底部混凝土能夠擠壓到位，兩岸層層封拱。

3)面石砌筑與勾縫。在上下游壩面布點位置，根據(jù)壩高1m、水平弧長2m處理，在上下游面砌筑按照三順一丁、二塊條石砌一層，將層高控制在65cm左右。將粗條石作為面石施工材料，并按照罷免坡度修坡。砌筑方面，砌筑2、3層，在砌筑完成壩腹之后，做好面石的勾縫處理。在勾縫施工中，將其一端在壩面的吊架上固定，配合安全繩進(jìn)行施工[2]。下游面凸縫，上游面平縫，使用面石砌筑做好縫深控制之后，需要做好材料控制，保證其在初凝前做好括縫處理，在該處理過程中使用好馬釘，在保證具體使用情況滿足設(shè)計需求的基礎(chǔ)上做好勾縫砂漿材料的拌制。

4)水泥灌漿。帷幕孔按照兩岸二序、河床三序以從上到下的方式施灌。在壩基同砌體接觸段，先進(jìn)行灌漿處理，開孔到壩基巖深的2m，在完成壓水實驗之后根據(jù)要求施灌。繼續(xù)開鉆方面，即為接觸段完成灌漿施工的2.5h后開始，對于有層壓水的孔，需要對灌漿壓力值進(jìn)行適當(dāng)?shù)募哟?，以此實現(xiàn)進(jìn)漿時間的延長。在封孔處理前，要通過萬用表的應(yīng)用做好孔內(nèi)水位以及穩(wěn)定性的檢查。

5)外觀質(zhì)量控制。在大壩建設(shè)當(dāng)中，需要在現(xiàn)場條件的基礎(chǔ)上做好大壩外觀的控制。在拱壩面石豎向弧度、水平弧度、壩頂工程外觀以及溢流堰段混凝土施工方面，需要做好其外觀施工的控制。

6)工程旁站跟班。同其余工程類型相比，拱壩施工當(dāng)中所使用的機(jī)械設(shè)備相對較少，更多的是以人力方式施工，即人力因素的良好與否將直接對施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，該種情況的存在，不僅難以對工程建設(shè)當(dāng)中的材料穩(wěn)定性進(jìn)行保證，且因此使大壩施工在質(zhì)量方面存在著一定的不穩(wěn)定性。在該種情況下，為了保障工程質(zhì)量，即需要監(jiān)理能夠在該過程當(dāng)中發(fā)揮作用，做好現(xiàn)場以及施工過程的監(jiān)管把握，在全程進(jìn)行跟班旁站的基礎(chǔ)上填寫好施工現(xiàn)場記錄，并在該基礎(chǔ)上定期整理分析。同時，加強(qiáng)對混凝土拌合物、碎石質(zhì)量、壩體坐漿厚度、進(jìn)壩毛塊石以及材料坍落度的檢測分析，根據(jù)單元工程的不同做好科學(xué)的歸類整理[3-5]。在具體施工中，也需要保證工序施工以及工種方面人員的固定性，避免隨意調(diào)整工程施工當(dāng)中的關(guān)鍵工序人員。

7)做好質(zhì)量簽證。在質(zhì)量評定當(dāng)中，要將檢測資料作為重點評定依據(jù)，以客觀的方式做好工程質(zhì)量等級的評定，避免出現(xiàn)受到施工方影響干擾問題。同時，在記錄表當(dāng)中如實做好工程現(xiàn)場監(jiān)測主要數(shù)據(jù)、處理辦法以及施工質(zhì)量缺陷的記錄與填寫，并根據(jù)單元工程做好施工質(zhì)量記錄與檢測資料的整理。

3 結(jié) 果

該工程在建設(shè)完成后下閘蓄水驗收，運行一定時間后始終保持良好的工程狀況。在大壩蓄水后，進(jìn)行了壩頂沉降、位移觀測與滲水觀察：

1)沉降觀察。在工程移交后，水庫方多次對壩頂?shù)奈灰魄闆r以及沉降情況進(jìn)行觀察。在實際觀測中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)處于滿水狀態(tài)時，水庫堰頂過流水深將近1.0m，而在汛期前，幾個觀測點測量值基本為0，即表明該壩體沉降情況已經(jīng)趨于穩(wěn)定。

2)壩身滲水。在工程建設(shè)完成后，在空庫一定時間后在蓄水前進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)下游面左右面各存在一條豎向、細(xì)小裂縫，根據(jù)問題的觀察與分析，裂縫的存在即為空庫時間較長引起的[6]。之后，對裂縫進(jìn)行灌漿處理，有效避免滲水問題的發(fā)生，在運行一定時間后沒有發(fā)現(xiàn)新增裂縫出現(xiàn)。

4 結(jié) 論

在上文中，我們以某工程實例的方式對細(xì)石混凝土砌石拱壩施工工藝進(jìn)行了一定的研究：

1)細(xì)石混凝土砌筑拱壩對施工工序以及筑壩材質(zhì)方面都具有較高的要求，在工程當(dāng)中對監(jiān)理也具有著較高的要求。對此，即對工程監(jiān)理具有了較高的要求。

2)在監(jiān)理工作開展中，要將施工工序技術(shù)作為監(jiān)理工作重點，在做好材料質(zhì)量把關(guān)的同時加強(qiáng)過程檢測，做好施工規(guī)范、規(guī)程的遵守。

3)通過前期工程準(zhǔn)備以及勘測深度的加強(qiáng)避免設(shè)計較大調(diào)整、修改問題。可以說，水庫工程前期工作開展情況將直接對工程整體質(zhì)量產(chǎn)生影響。

4)對施工當(dāng)中的安全管理引起重視，在參建各方不斷提升安全意識的基礎(chǔ)上避免事故發(fā)生。

[1]傅廷強(qiáng).淺談漿砌石拱壩裂縫的預(yù)防及處理[J].低碳世界，2014(05)：100-101.

[2]曾冬梅，雷剛，陳衛(wèi)東，等.砌石拱壩加高方案探討[J].東北水利水電，2011，29(07)：9.

[3]龔羊慶，吳海真，吳曉彬.封拱溫度對砌石拱壩應(yīng)力的影響研究[J].人民長江，2011，42(15)：45-46.

[4]盧國暉.淺析如何預(yù)防漿砌石拱壩裂縫的產(chǎn)生及處理措施[J].江西建材，2016(14)：130-130.

[5]周斌，劉宏路.高店水庫砌石拱壩的分縫與封拱[J].水電與新能源，2014(02)：18-19.

[6]趙勇，提高基層水利部門對小型水利工程質(zhì)量監(jiān)控的方法研究[J].鄉(xiāng)村科技，2016(21)：73-74.

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2017-08-24

林貽賢(1976-)，男，福建福清人，工程師。