水库堆石混凝土的施工技术探讨

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摘要：随着管理难度的加大和人工成本的增加，使得堆石混凝土技术开始在水库施工中被更广泛应用。本文在对堆石混凝土技术进行分析的基础上，分析堆石混凝土技术在水库施工中的优势，然后结合实际案例，对堆石混凝土技术在石沟水库建设中的应用问题进行研究。

关键词：堆石混凝土技术；水库施工；应用

1引言

近几年，我国大力发展水利事业，水利工程数量逐年提高，质量水平也逐渐上升。水利工程建设具有周期长、投资大、影响广的特点，只有掌握先进的工艺，按照要求保质保量的完成工作，才能真正发挥水利工程建设的价值，才能获得较好的经济效益和社会效益。在水库施工过程中，混凝土的使用量较大，所以，对混凝土技术进行深入研究，有助于节约固定资产投资成本，提高水库施工的效率。当前，堆石混凝土施工技术作为一种全新的大体积混凝土施工技术。具有工艺简单、工期短、造价低、实用性强等特点，值得在水库施工中被推广使用。

2在水库施工中应用堆石混凝土技术的优势

水库施工中的堆石混凝土技术主要是指：将满足一定粒径要求的块石料自然堆满仓面，再将满足特殊要求的专用自密实混凝土浇筑在堆石体表面，不需要振捣，单纯依靠其自重填充堆石体空隙，进而形成密实、完整的混凝土的一种技术手段。同其他施工技术相比，堆石混凝土技术具有明显优势，其一，充分利用粉煤灰、矿渣粉等掺合料，使水泥用量显著降低；其二，施工工艺简单，能够发挥机械化施工的优势，生产效率大幅提升，减少了人工振捣等施工内容，混凝土生产运输量减半为加快建设速度、缩短工期提供了保证。同时，堆石混凝土中的堆石骨架，在提高材料抗剪强度、抗压强度、抑制干缩变形，提高结构体积稳定性方面效果显著。

3堆石混凝土技术的施工工艺

首先，仓面清理及凿毛工作。在仓面堆石之前，一定要采取适当手段对其表面进行处理，保证其粗糙度合适，这样才能让新、旧混凝土更好的融合在一起，然后形成整体，进而消除渗水问题。此外，需要保证每一层的块石铺料高于浇筑层面5-15厘米，提升层间咬合效果，让层间结合更加稳定。其次，堆石料筛选及冲洗工作。块石选择新鲜、完整，质地坚硬，块径控制在30cm-80cm之间为宜，块石中部或局部厚度不宜小于30cm，最大粒径以运输、入仓方便为限，且不宜超过1.0m；要想让堆石料和自密实混凝土更好的融合，必须进行有效的堆石料冲洗工作。在新鲜石料含泥指标合格的基础上还要对石块表面的石粉含量进行有效控制，保证入仓的石料表面洁净，让其与自密实混凝土更好的胶结。对于块石入仓之后产生的碎渣和石粉等杂物，必须要求相关人员清洗干净。再次，堆石入仓工作。在运输车辆驶入坝体范围之前一定要将石料及车辆清洗干净，防止将杂物带进坝面，影响施工质量。之后使用挖机完成堆石工作。在堆石入仓过程中，要保证堆积的自然性，在模板周围和预埋件的位置，需要使用挖机配合人工进行摆放，提高块石摆放比重。最后，浇筑、维护和后期检测工作。在块石顺利入仓之后，需要对自密实混凝土进行浇筑，浇筑工作自上游进行，借助混凝土泵传送到各个部位。在完成浇筑操作之后，要做好混凝土的保养工作，特别是避免暴晒，由于自密实混凝土具有较大的塌落度，如果被暴晒，就会导致其表面水分大量流失，从而加快其表面干缩速度，最终导致大面积裂缝问题发生[1]。在混凝土初步凝结之后，还要连续洒水对其进行养护，让其表面保持湿润。完成浇筑工作之后，还要开展后期检验工作，将密实度、抗渗性、强度和水化热温升等内容纳入重点检测范围内。

4堆石混凝土施工技术在水库施工中的应用

4.1工程概况

石沟水库位置距离县城约5千米，其控制流域面积为49平方千米，其主要任务是为城区生活及工业供水。水库大坝为堆石混凝土重力坝，其最大坝高达61米，坝顶高程为1706米，坝长143.9米。该水库大坝坝顶宽6米，总库容190万立方米。坝体混凝土设置4道横缝，分为五个坝块。其中堆石砼浇筑：9.19万立方米。坝区岩性单一，岩性为片麻状中粒花岗岩，属于坚硬岩，岩体相对完整性好。

4.2堆石混凝土技术的施工要点分析

(1)堆石料选取及入仓。堆石料的饱和抗压强度不能低于40MPa，该水库大坝的使用的堆石料由开挖料和开采料组成，两种石料实际饱和抗压强度经检测均在60MPa以上，所以，大坝开挖石料应该选择具有质地坚硬、新鲜完整和无裂缝等特征的花岗岩，然后在使用自制的工字钢方孔筛网将其筛出，并控制堆石料的粒径在30—80厘米之间。在上坝道路上，要将堆石料清洗平台的坡度设置为20度，并将堆石料筛分好，之后将其用自卸汽车运送到清洗平台上，使用水泵进行冲洗，并保证堆石料含泥量不超过0.5%。在自卸汽车的底部要设置直径为10厘米的排水孔，然后在清洗平台排净积水之后将材料运送到浇筑仓面。在浇筑仓面的入口处需要按照实际施工要求铺设30厘米厚的碎石料，然后用水泵冲洗干净，防止运输车辆轮胎对仓面造成污染。块石材料经由自卸车辆送达仓面，然后进行自然堆积，在仓面禁止多次周转倒运，若不能达到堆高要求，就需要反铲挖掘机倒运结束后，对仓面进行冲洗清洗。（2）原材料选择及配比。自密实混凝土所需的原材料除了要满足国家标准要求外，还要根据施工要求进行实际考量。硅酸盐水泥的选取首先要符合《通用硅酸盐水泥》标准，还要选择多种品牌的外加剂或水泥与其进行相容性检验，防止发生外加剂用量过多、混凝土静止泌水和加快工作性能损失等问题。在选择细骨料时，需要选择当地级配良好的中粗河砂。粗骨料需要使用砂石场生产的碎石，并将直径控制在5-20毫米之间，其针片状颗粒含量最高为8%，含泥量和细度模数、石粉含量指标等都要符合《水工混凝土施工规范》要求。在选择外加剂时，要选择堆石混凝土专用的类型，并且其性能指标要符合相关规定要求，并在现场进行自密实砂浆检测，初始扩展度为250-300毫米，泌水性不能超过1%。自密实混凝土的配比。在对外加剂、粉煤灰和水泥进行适应性净浆试验之后，得到合适的外加剂比例；之后对现场砂料进行砂浆检验，确定砂率、水胶比和粉煤灰掺量；然后，外加剂用量和单方骨料用量进行混凝土试验，确定基准配比；最后，对配合比的参数进行调整，开展优化试验，最终确定合适的配比[2]。本工程最终确定的堆石混凝土专用自密实混凝土配比如下：水泥212kg/m3、水171kg/m3、石子762kg/m3、砂子790kg/m3、粉煤灰317kg/m3、外加剂4.6kg/m3。

4.3具体施工流程

（1）仓面处理。在基岩面要将虚石浮渣清理干净，并使用高压冲毛机对基岩面进行冲洗，然后将仓内积水排净。首先要完成混凝土垫层（1.5米）的浇筑工作，然后再进行堆石混凝土浇筑。在堆石混凝土浇筑的顶部要留置块石棱角，同时要保证块石棱角高于自密实混凝土顶面5cm~15cm。在堆石混凝土的层间一般不紧张凿毛操作，但需对其表面的浮渣和水进行清除，如果自密实混凝土的平整面大于0.5m2，就需要在混凝土终凝之后用高压冲毛机对施工缝进行冲毛。（2）设置模板。本工程使用的是外撑式悬臂式大钢模，采用螺栓连接。模板的强度和刚度都比较高，能够对自密实混凝土产生的外侧压力进行抵御，模板板间缝隙不足2mm，并且中间有海绵条，避免漏浆问题的发生。在进行堆石操作时，要尽可能的选择粒径小的块石，与模板保持50cm的距离。（3）制备混凝土。在确定好混凝土调配比例之后，需要按照要求在自密实混凝土入仓之前对其进行普通混凝土性能检验，同时还要对其扩展度、含气量、V漏斗时间和坍落度等进行检验。石沟水库工程中自密实混凝土的性能如下：扩展度680mm~730mm、含气量3.1%、坍落度265mm~280mm，其自密实性能的稳定性在2小时以上。（4）浇筑控制。在自密实混凝土入仓之前，要进行连续浇筑，防止出现冷缝。如果堆石混凝土浇筑的面积比较大，就要选择垂直浇筑面的对角线，按照“Z”字型布局进行浇筑，按照距离输送泵由远及近的顺序进行浇筑，严禁重复浇筑[3]。每个浇筑点的范围不能超过9平方米，在完成一个浇筑点的浇筑之后将混凝土输送管拆除，然后对下一个浇筑点进行浇筑，并保证混凝土能够连续流动，将空隙填充完全。（5）后期检验。其耐久性测验结果显示：满足90d抗压强度20MPa、抗冻F150和抗渗W6的设计力学性能；预埋孔密度检验：孔内缺陷面积小于5%，满足要求；堆石混凝土检测：空隙率是2.43%、容重为2564kg/m3，满足设计要求。

5结束语

综上所述，对于水利工程施工来说，堆石混凝土技术是一项专业化程度较高的技术手段。在水库施工中应用堆石混凝土技术，能够在保证施工质量的基础上，更加快速的完成施工作业，进而起到缩短工期，降低施工成本的作用，有利于提高水库施工在综合效益，值得被推广使用。

参考文献：

[1]潘选明.堆石混凝土技术在洒谷水库施工中的应用[J].水利水电技术,2014(8):83~85.

[2]李记连.堆石混凝土技术在石河水库除险加固工程中的应用[J].河北水利,2012(12):33.

[3]陈景富,王永海.堆石混凝土在安徽大龙潭大坝加固中的应用[J].水科学与工程技术,2013(1):57~59.

作者：王生茂 单位：陕西省水务集团有限公司