楊燁然，郭賓，楊建平，陳晴 ，張玉潔

1.銅仁職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州銅仁，554300；2.貴州瑞澤建設(shè)工程有限責(zé)任公司，貴州銅仁，554300

0 引言

1 工程概況

在20世紀(jì)80年代，日本最早提出并研制出自密實(shí)混凝土，隨后該領(lǐng)域的研究迅速成為混凝土材料研究熱點(diǎn)。自密實(shí)高性能混凝土展現(xiàn)出施工效率高、工程造價(jià)降低、自密實(shí)混凝土性能好等良好的應(yīng)用效果。自密實(shí)混凝土由于減少了振搗過程，被認(rèn)為是無噪音的環(huán)保材料。

自密實(shí)混凝土技術(shù)在我國(guó)水利工程上主要應(yīng)用是堆石混凝土技術(shù)，堆石混凝土（RFC）是一種依靠自密實(shí)混凝土（SCC）的高度流動(dòng)性來填充堆石體之間的空隙，從而形成較為完整、強(qiáng)度更高的整體[1]。目前貴州已有遵義道真富強(qiáng)水庫(kù)[小（1）型堆石自密實(shí)混凝土重力壩]、遵義綠塘水庫(kù)（中型堆石自密實(shí)混凝土拱壩）等10多個(gè)水利工程使用該技術(shù)，均取得了較好的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1 工程概況

軍屯水庫(kù)壩址位于江口縣怒溪鄉(xiāng)河口村孟家溪中下游河段附近，軍屯水庫(kù)等別為Ⅳ等,規(guī)模屬?。?）型，擋水壩為C15自密實(shí)堆石混凝土重力壩，壩高36.2m，總庫(kù)容150萬(wàn)m3。大壩自密實(shí)砼堆石約6.4萬(wàn)m3，混凝土澆筑總量約2.8萬(wàn)m3。最高混凝土澆筑強(qiáng)度14234m3/月，為銅仁市境內(nèi)首個(gè)使用自密實(shí)混凝土的水利樞紐，也是自密實(shí)混凝土在銅仁市水利工程建設(shè)中首次大規(guī)模使用。

2 自密實(shí)混凝土原材料要求和檢測(cè)結(jié)果

2.1 水泥

軍屯水利工程使用的水泥是銅仁市碧江區(qū)生產(chǎn)的海螺牌普通硅酸鹽水泥，編號(hào)P.O，強(qiáng)度等級(jí)42.5。

該水泥委托第三方工程質(zhì)量檢測(cè)企業(yè)檢測(cè)。結(jié)果表明水泥符合《通用硅酸鹽水泥》技術(shù)要求。

2.2 粉煤灰

該項(xiàng)目采用銅仁市新城科技有限公司生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰。粉煤灰委托第三方工程質(zhì)量檢測(cè)企業(yè)檢測(cè)，結(jié)果合格。

表2 粉煤灰物理性能檢測(cè)項(xiàng)目

2.3 細(xì)骨料

依照《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》）中的相關(guān)規(guī)定，細(xì)骨料委托第三方工程質(zhì)量檢測(cè)企業(yè)檢測(cè)，其表觀密度為2720kg/m3，砂的細(xì)度模數(shù)2.94，其他檢測(cè)指標(biāo)均滿足《規(guī)程》要求。

2.4 粗骨料

依照《規(guī)程》中的相關(guān)規(guī)定，粗骨料等委托第三方工程質(zhì)量檢測(cè)企業(yè)檢測(cè)，其表觀密度為2710kg/m3，其他檢測(cè)指標(biāo)均滿足《規(guī)程》要求。

表3 石子的篩分?jǐn)?shù)據(jù)

2.5 外加劑

依照《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定，外加劑由廠家開展實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，符合規(guī)范要求。

2.6 自密實(shí)高性能混凝土配合比

表6 自密實(shí)高性能混凝土配合比（kg/m3）

3 自密實(shí)堆石壩澆筑施工

3.1 施工準(zhǔn)備

3.1.1 設(shè)備配置

軍屯水庫(kù)壩體堆石自卸卡車科研直接運(yùn)輸上壩入倉(cāng)，挖掘機(jī)堆石。需配有挖掘機(jī)、自卸卡車、輸送泵和拌合系統(tǒng)。

3.1.2 自密實(shí)堆石混凝土堆石料控制

自行開采堆石料要求完整、清洗干凈，飽和抗壓強(qiáng)度≥30MPa。300～1000mm的粒徑范圍，粒徑≥200mm石料數(shù)量每平方＜10塊，片石重量≤10%總重片石。堆石料的含泥量指標(biāo)≤0.5%。

3.1.3 測(cè)量放樣

測(cè)量組每一道工序開工前必須進(jìn)行準(zhǔn)確放樣、復(fù)核，確保其測(cè)量放樣的精準(zhǔn)性。

3.2 模板支護(hù)

大流動(dòng)性是自密實(shí)高性能混凝土的特點(diǎn)，其凝結(jié)前會(huì)對(duì)模板持續(xù)施加側(cè)向壓力，特別是模板底部，以23kN/m3進(jìn)行側(cè)壓力計(jì)算。施工時(shí)，在漏漿、爆模兩個(gè)方面要特別注意防范，由此可見對(duì)模板施工的要求非常高。

表4 北京華石納固科技有限公司HSNG-T外加劑勻質(zhì)性能檢驗(yàn)結(jié)果表

表5 北京華石納固科技有限公司HSNG-T外加劑的混凝土性能檢驗(yàn)結(jié)果表

模板支護(hù)施工時(shí)，配備模板垂直上升作業(yè)系統(tǒng)，上游懸臂重型鋼模板主要采用鋼筋預(yù)埋錨固拉接固定安裝施工，利用Φ10鋼筋拉背枋，在倉(cāng)內(nèi)預(yù)埋Φ25鋼筋作為錨固加固模板，模板拉錨鋼筋不應(yīng)彎曲且拉設(shè)三道，設(shè)立拉筋時(shí)拉桿應(yīng)留可調(diào)長(zhǎng)度，以便于模板調(diào)效。用于堆石混凝土模板之間保證緊密連接安裝，模板與模板間縫隙采用雙面膠粘貼，確保小于2mm縫隙的密閉性以防止漏漿的發(fā)生，支模時(shí)在模板涂刷脫模劑，確保外觀質(zhì)量。

3.3 倉(cāng)面鑿毛、清洗

自密實(shí)堆石混凝土澆筑完后，待混凝土達(dá)到初凝后，對(duì)倉(cāng)面先進(jìn)行沖毛處理，有些高壓水槍沖帽處理不好的地方進(jìn)行鑿毛處理，特別注意要對(duì)壩體上游面進(jìn)行鑿毛處理，最后進(jìn)行倉(cāng)面清除工作，保證倉(cāng)面無垃圾、廢石、積水[2-3]。

3.4 堆石入倉(cāng)

堆石料入倉(cāng)前需篩選清洗干凈，從而達(dá)到堆石料粉塵和含泥量的控制要求。通過自卸卡車把清洗后的石料運(yùn)輸?shù)絺}(cāng)面集中卸料點(diǎn)，其作用是可減少卸料對(duì)新鮮壩體的沖擊破壞。堆石料鋪擺以機(jī)械為主，提高施工效率。倉(cāng)面混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa（24小時(shí)后），堆石料機(jī)械允許上壩作業(yè)，施工機(jī)械在倉(cāng)面作業(yè)位置需嚴(yán)格控制，減少對(duì)壩體的影響。

3.5 自密實(shí)混凝土澆筑

現(xiàn)場(chǎng)拌制澆筑用自密實(shí)混凝土?xí)r，需先對(duì)粗細(xì)骨料含水量、泥含量進(jìn)行檢測(cè)，然后按照自密實(shí)混凝土配合比現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行生產(chǎn)拌合，本工程使用JS1500強(qiáng)制式攪拌機(jī)，生產(chǎn)能力30m3/H。每4H要對(duì)生產(chǎn)用自密實(shí)混凝土拌合物開展性能實(shí)驗(yàn)，確保自密實(shí)混凝土狀態(tài)穩(wěn)定。若自密實(shí)混凝土出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，立刻停工調(diào)整，指標(biāo)檢驗(yàn)合格后繼續(xù)施工。

為了提高澆筑效率，本項(xiàng)目輸送泵集料斗與拌合系統(tǒng)出料口直接對(duì)接，倉(cāng)面采用泵管進(jìn)行布料澆筑的方式，先澆筑上游面后下游，澆筑高度下高上低的“倒坡”形式，注意上游防滲質(zhì)量是否合格。表面塊石還剩10～15cm露出時(shí)，保證層間齒合連接。

3.6 自密實(shí)混凝土澆筑溫度、雨季控制

自密實(shí)混凝土現(xiàn)澆時(shí)要求溫度在28℃以下，因?yàn)楦邷貢?huì)使自密實(shí)混凝土拌合物和易性和流動(dòng)性受到很大的影響。因此夏季現(xiàn)場(chǎng)澆筑溫度控制在22～30℃、冬季溫度控制在13～22℃，同時(shí)對(duì)自密實(shí)混凝土的原材料開展溫度控制措施；雨季遵守“小雨不宜，中雨禁止“澆筑方法。

3.7 養(yǎng)護(hù)

自密實(shí)混凝土澆筑完成后，應(yīng)立即覆蓋作業(yè)，避免太陽(yáng)暴曬，6～18h內(nèi)灑水養(yǎng)護(hù)，連續(xù)保水保濕養(yǎng)護(hù)28天，特殊部位可適當(dāng)延長(zhǎng)。自密實(shí)混凝土養(yǎng)護(hù)應(yīng)以降低自密實(shí)混凝土中水分損失和塑性開裂為主。

4 自密實(shí)堆石壩特點(diǎn)及在銅仁市軍屯水庫(kù)運(yùn)用情況

自密實(shí)堆石壩密實(shí)性高，自密實(shí)高性能混凝較普通混凝土具有以下特點(diǎn)：①大流動(dòng)性；②優(yōu)良的變形性能和間隙通過性能；③抗離析性。自密實(shí)混凝土各組分能保持均勻分散，成型后能保證質(zhì)量均勻，不會(huì)產(chǎn)生普通混凝土由于振搗不充分而造成的蜂窩空洞等質(zhì)量缺陷[4-5]。自密實(shí)高性能混凝土在堆石空隙填充度好，混凝土堆石壩密度高。軍屯水庫(kù)6個(gè)壩段的混凝土抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍指標(biāo)經(jīng)第三方檢測(cè)單位檢測(cè)均符合要求。在現(xiàn)場(chǎng)兩個(gè)壩段共取C15堆石混凝土芯樣3組，最小強(qiáng)度16.1MPa、最大強(qiáng)度19.9MPa、平均強(qiáng)度17.6MPa，標(biāo)準(zhǔn)差2.00；根據(jù)《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程》判定質(zhì)量合格。通過芯樣可以判斷自密實(shí)高性能混凝土與塊石結(jié)合良好，密實(shí)度高。

自密實(shí)堆石壩施工簡(jiǎn)單，進(jìn)度快?！抖咽炷翂渭夹g(shù)導(dǎo)則》中“自密實(shí)堆石壩中堆石率取0.55，C9015自密實(shí)混凝土P.O 42.5水泥用量控制在130～190（kg/m3）”。據(jù)銅仁市氣象自動(dòng)站監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)，近10年（2012-2021），銅仁平均日最高氣溫≥30.0℃天數(shù)，全市平均86.4天。平均日最高氣溫≥35.0℃天數(shù)，全市平均22.3天。有氣象歷史記錄以來，全市極端最高氣溫達(dá)42.5℃（碧江，1953年8月）。年最長(zhǎng)日最高氣溫≥30.0℃天數(shù)128天，年最長(zhǎng)日最高氣溫≥35.0℃天數(shù)66天，年最長(zhǎng)日最高氣溫≥40.0℃天數(shù)5天，由此可見，銅仁市夏季受副熱帶高壓控制影響，晴熱高溫天氣多，對(duì)大體積素混凝土施工影響較大。軍屯水庫(kù)自密實(shí)高性能堆石壩施工中溫控方面，由于堆石混凝土具有較低的水化溫升，不需要埋設(shè)冷卻水管，必要時(shí)可以在混凝土原材料、拌合等方面采取簡(jiǎn)易溫控措施，自密實(shí)堆石壩較混凝土重力壩溫控措施大大簡(jiǎn)化，施工成本、施工時(shí)間將得到有效控制。壩體堆石可以直接由自卸卡車運(yùn)輸上壩入倉(cāng)，挖掘機(jī)堆石，澆筑過程去除了混凝土振搗程序，極大地提高了澆筑效率，綜合造價(jià)較低。且減少振搗過程產(chǎn)生的噪聲污染[6-7]。

圖1 鉆芯芯樣和結(jié)果判定

5 結(jié)語(yǔ)

自密實(shí)高性能混凝土具有高流動(dòng)性、優(yōu)良的變形性能和間隙通過性能等特點(diǎn)，但均可以使用當(dāng)?shù)卦牧贤瓿缮a(chǎn)，符合“適材適構(gòu)”的現(xiàn)代筑壩理念。自密實(shí)混凝土水化溫升較低，溫控措施簡(jiǎn)易，大壩澆筑質(zhì)量好，密實(shí)度高，抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B抗凍均符合要求，自密實(shí)混凝土堆石壩施工機(jī)械化程度高，效率快，較普通混凝土重力壩工期縮短20%，隨著自密實(shí)堆石壩技術(shù)不斷應(yīng)用改進(jìn)，工人熟練度提高，施工進(jìn)度能縮短至30%。自密實(shí)堆石具有一定先進(jìn)性、環(huán)保性，隨著自密實(shí)混凝土堆石壩技術(shù)不斷應(yīng)用，今后將成為大壩施工技術(shù)中普遍應(yīng)用的筑壩技術(shù)。銅仁市軍屯水庫(kù)作為自密實(shí)堆石壩技術(shù)在銅仁市水利工程的第一次大規(guī)模應(yīng)用，為該技術(shù)在本地工程應(yīng)用提供一些經(jīng)驗(yàn)。