歐陽偉生 湖南水利水電工程監(jiān)理承包總公司

1 引言

隨著水利工程的發(fā)展，節(jié)能和環(huán)保技術越來越多地得到人們的重視，在這種情況下誕生了堆石混凝土施工技術。利用其高性能、自密實和無振動的特點，充分填充堆石料中的空隙，從而形成完整的高密度的混凝土。另外，實際的工作量相對較大，因此是建造大壩中比較困難的部分。如果工程質量不達標，將不可避免地對整個項目產(chǎn)生嚴重影響。在這種情況下，有必要加強堆石混凝土技術的研究與分析[1]。

2 工程概況

吉牛水電站位于四川省丹巴縣革什扎河流域下游河段，屬革什扎河流域水電規(guī)劃一庫四級方案中的第四級梯級電站，電站主要由首部樞紐、廠房樞紐和引水系統(tǒng)等組成，其裝機容量大約為240MW。首部樞紐位于丹巴縣革什扎鄉(xiāng)獨狼溝口下游約0.7km處，從左到右由左岸進水口、沖沙閘、兩孔泄洪閘及右岸擋水壩段組成。閘壩頂高程為2380.00m，最大閘高23.00m。

吉牛水電站首部樞紐工程右岸擋水壩段進行現(xiàn)場堆石混凝土筑壩施工。右岸擋水壩段分9#、10#、11#3 個重力壩段高22m，總長66.7m，底寬24m，頂寬7.5m。高程2358～2360.2m 為C20FW4F150三級配常態(tài)混凝土，高程2360.2～2378m為C20堆石混凝土，高程2378～2380m 為C20FW4F150 二級配常態(tài)混凝土。共計堆石混凝土1.5萬方。

3 堆石混凝土技術

堆石混凝土技術是一種基于自密實混凝土技術開發(fā)的新型大容量混凝土施工方法，從堆石的頂部倒入自密實混凝土，通過巖石自重填充到空隙[2]。圖1顯示了堆石混凝土的構造澆筑示意圖。

圖1 堆石混凝土的構造澆筑示意圖

4 堆石混凝土在大壩施工中的優(yōu)勢

4.1 水化熱溫升較小，水泥的用量較少

堆石混凝土的粗骨料使用較大的堆石料，每單位體積填充的自密實混凝土量很少。根據(jù)C30堆石混凝土進行計算，就水泥的用量來說，每立方米堆石混凝土大約消耗水泥為140 kg，可有效降低混凝土的絕熱溫升，有利于溫度控制，能夠簡化溫度控制措施。

4.2 施工速度快，能夠保證施工質量

在堆石混凝土的施工過程中，一般包括堆石入倉以及澆筑自密實混凝土兩步，在堆石入倉之后，要保持大約40%的空隙，所以只進行適量的自密實混凝土澆筑便能夠保持，施工過程簡單方便，能夠加快施工速度，縮短工期。堆石混凝土不需要振動，因此更易于控制并保證施工質量。

4.3 節(jié)能環(huán)保

堆石料混凝土中堆石料的體積比通常高達45%～55%，這使得可以最大限度地利用原生礦石，并減少膠凝材料的量。而且，可以在骨料破碎和混凝土的澆筑等施工環(huán)節(jié)節(jié)約能源。

5 堆石混凝土施工材料

5.1 堆石料

對于在項目建設中需要丟棄的堆石料，如果可能，選擇并使用新鮮、完整和堅硬的巖石。另外，如果粒徑小于30cm，則石材直徑應為30cm或更大。相比于的堆石料總重量，一般巖石的總量占比不高于百分之十，而且其最大的粒徑不能超過1m。

5.2 水泥

該大壩建設所需的水泥，都使用在固定水泥廠生產(chǎn)的32.5常規(guī)硅酸鹽水泥，這類水泥的質量可以滿足國家標準的要求。

5.3 粉煤灰

選擇的粉煤灰必須符合水泥和混凝土粉煤灰的相關規(guī)定。

5.4 細骨料

用于水庫壩體施工的細骨料主要是從現(xiàn)場生產(chǎn)的人工砂中選出的，其品質因數(shù)可以滿足《水工混凝土施工規(guī)范》的有關要求。

5.5 粗骨料

對于粗骨料，使用在工程現(xiàn)場制造的礫石，粒度為5cm～20cm。針狀片顆粒的含量小于8%。

6 堆石混凝土施工中常見的問題

6.1 堆石方式的選擇

堆石施工技術有多種類型，根據(jù)實際情況選擇合適的施工方法。無論選擇哪種堆石措施，都會產(chǎn)生爐渣和粉塵。需要研發(fā)更好的施工方式，有效地減少灰塵，提高生產(chǎn)效率。

6.2 結合部位的質量控制

結合部位的施工縫位置是該項目施工的一個難點，施工效果不理想?？梢允褂媚雺夯炷翂蔚嚷?lián)合灌漿來更好地保證項目質量，結合部位涂有環(huán)氧樹脂和其它方法，以增強粘合部位的附著力、抗?jié)B透性和抗剪切性。

6.3 特殊外加劑摻合料的優(yōu)化

由于建筑工地距離外加劑工廠較遠，因此每次進行大量購置和存儲時，如果在施工過程中持續(xù)出現(xiàn)涼爽的天氣，或者天氣變化很快，在當前溫度下混合，會造成浪費。研發(fā)部門需要進一步優(yōu)化和改善混合物外加劑的摻和。

6.4 混凝土的溫度變形問題

堆石混凝土的溫度和變形具有特殊的影響，我們可以采取任何措施，改變特定外加劑的量或優(yōu)化施工計劃以降低堆石混凝土的溫度敏感性變形。

7 堆石混凝土施工工藝

7.1 基礎倉庫的處理

在將堆石放入倉庫之前，必須根據(jù)常規(guī)的混凝土處理方法對倉庫的基礎表面進行某些處理。

7.2 堆石入倉

堆石料主要通過塔吊、挖掘機和吊籃裝載到倉庫中，輸送泵用于裝載白色致密混凝土。當基礎倉中的混凝土強度超過2.5MPa時，可以堆放石頭進入倉庫，需要確保堆石的每一層厚度為1.2m～1.5m。為了將石材放入倉庫，必須滿足石材的相關要求。對于較大粒徑的堆石，應將其放置在基礎倉表面的中部和底部。堆石存儲工作完成后，防雨水措施也是必要的，另外，還必須防止在注入自密實混凝土時雨水沖刷堆石，有效地防止泥土堆積在接觸表面上。

7.3 模板

堆石填充的混凝土模板可以用木頭或鋼制成，也可以將其替換為M10頂部帶有砂漿標記的砂漿墻。堆石混凝土模板的間隙必須為2mm或更小，以避免發(fā)生漿料泄漏，并且其剛度和強度必須能夠承受混凝土產(chǎn)生的測量壓力。堆石不得接觸有外觀要求的模板，留出3cm以上的空間。

7.4 注入自密實混凝土

自密實混凝土的入倉可以通過泵和溜槽來實現(xiàn)，在澆筑自密實混凝土時，不要在筒倉中加水。自密實混凝土澆筑的過程要求將澆筑點均勻分布在筒倉的整個表面上，并且澆筑點之間的距離必須小于3m。填充一個注入點后再填充下一個，嚴格禁止在倉庫表面循環(huán)澆筑。除表層混凝土外，每個筒倉出料口的頂部應留有一個石角，這種石頭的角的高度應在自密實混凝土的頂部上方至少5cm～20cm，以便于粘合下一個倉庫。

7.5 堆石混凝土的溫度控制與維護

堆石混凝土通常不需要溫度控制，保持入倉溫度低于28℃。9#、10#、11#重力壩段總長66.7m分倉澆筑，每層堆石混凝土至少需要一個溫度控制測量點，并且應均勻分布在倉表面。此外，在完成堆石操作后，需要避免陽光直射，堆石完成后的6～8個小時內，開始澆水和固化，以保持混凝土表面濕潤。

8 結束語

堆石混凝土施工技術使用堆石作為骨料，通過調節(jié)自密實混凝土的配合比，增加水泥含量和添加劑的用量，并采取分縫的溫度控制措施，可以成功地將巖石混凝土技術應用于大壩。