堆石混凝土技术在长坑三级水库的应用

李风亮

（北京华实水木科技有限公司，北京 100083）

1 广东省中山市水电管理总站工程概况

长坑三级水库位于广东省中山市五桂山北台溪支流长坑上，是一座以防洪、供水为主，兼有发电功能的小（Ⅰ）型水库，始建于1972年，总库容131万m3，水库集雨面积5.17km2，大坝全长64m，由浆砌石坝和土坝组成。水库运行至今已近40a，受当时资金和施工条件的限制，大坝建设质量较差，建成后漏水明显且日趋严重。多年来，虽经过多次维修加固处理，但仍未能从根本上解决安全隐患。该水库地理位置非常重要，水库一旦失事，所造成的损失将不可估量。另外该水库重建后还有可提升的水资源利用空间，通过抬高正常蓄水位加大水库兴利库容及解决渗漏问题后，水库的年供水能力可大大提高。要实现这一目标就必须对原水库进行重建。重建后的长坑三级水库总库容为161.32万m3，按照50a一遇洪水设计，500a一遇洪水校核，主要建筑物为4级，次要建筑物为5级。该水库为大坝重建扩容工程，大坝设计为堆石混凝土重力坝，最大坝高26.5m，坝顶宽5.5m。重建工程大坝主体全部采用堆石混凝土施工技术。

2 堆石混凝土施工工艺

2.1 堆石混凝土施工流程

2.1.1 堆石的选取

所选取的块（卵）石粒径原则上不小于300mm，根据堆石的运输及入仓能力，应选取尽可能大的块石，允许少量小粒径石头入仓，但杜绝石渣砂土。

2.1.2 清理仓面

混凝土仓面的处理只需满足常规要求，保证接合面的泥土含量不超标即可。

2.1.3 支立模板或砌筑石墙

模板的支立较普通混凝土而言更加严格，须保证更好的稳定性、刚度和密闭性。该工程为使大坝外形更加美观，使用了曲面滑模（如对外观无特殊要求亦可采用砌石墙替代模板，该方法能有效解决模板的刚度、强度及密封等问题）。

2.1.4 堆石入仓

该工程地形狭小，不便于运石车直接上坝，故利用塔吊，堆石入仓形成自然堆积状态即可，辅以人工码放会使其更加密实，经济性更加突出，对表面过多的石渣通过人工剔出。

2.1.5 专用自密实混凝土的生产与浇筑

该工程使用专业拌和楼生产的专用自密实混凝土运抵现场直接浇筑，无须振捣即可密实；可以直接用混凝土泵车输送，地泵天泵均可，也可以使用吊罐挖掘机或搭接溜槽等方式直接入仓浇筑，浇筑方式灵活多样，不需任何振捣。

2.1.6 连续循环施工，实现多层浇筑

每层堆石混凝土的浇筑高度一般不宜超过1500～1800mm。在施工能力有保证的前提下，可以连续循环施工，即在上层堆石混凝土浇筑完成12h后循环堆石入仓浇筑自密实混凝土，可大大提升堆石混凝土的施工速度。

堆石混凝土施工工艺如图1所示。

3 施工中应注意的问题及处理措施

3.1 模板

由于自密实混凝土具有很强的流动性，从而对模板产生较大的侧压力，可按2～3倍的水压力计算，所以与普通混凝土相比，自密实混凝土对模板的要求较高，必须要有很好的稳定性、刚性及密闭性，在模板与基础仓面交界处须用砂浆进行密封，在缝隙比较大的模板之间应夹双面胶垫条以增加密封性，否则将会出现跑模、胀模、漏浆，造成模板位移，从而影响堆石混凝土的表面，会出现麻面等现象。

3.2 堆石及基础仓面

堆石入仓是堆石混凝土施工过程中的首要环节，堆石料的质量直接影响到堆石混凝土的浇筑效果，对入仓的堆石粒径必须严格控制，风化严重的堆石禁止入仓，含泥量过高的堆石入仓前必须清洗，否则会影响自密实混凝土与堆石的黏结效果，在进行堆石时对碎石过多的自卸车卸下的石料最好用挖掘机翻倒再入仓，这样可以减少大量摔碎的石渣入仓，从而避免过多的碎石渣堵塞堆石孔隙影响浇筑效果，如采用塔吊堆石入仓，堆石质量更容易控制。

浇筑完成的堆石混凝土表面，须对浇筑过多的自密实混凝土地带凿毛，清除乳皮。自卸车直接上坝堆石，会将上一仓浇筑完成的堆石混凝土外露石渣碾碎，不易清扫，可在此基础面上撒上素灰，增强交界面的接合；如若采用塔吊入仓，在浇筑的堆石混凝土表面可多露一些块石形成毛面，以减少凿毛增加仓面抗剪及防渗效果。

3.3 专用自密实混凝土的生产及运输

进行堆石混凝土浇筑的自密实混凝土受气温，砂石料含水率、级配，搅拌时间等因素影响较大，具有很强的敏感性，混凝土工作性能较难控制，所以必须要有有经验的技术人员进行现场控制才能保证其较好的浇筑质量。

自密实混凝土具有很强的黏性，对搅拌机的要求较高，在进行搅拌时尽量采用双卧轴强制式搅拌机，并确保足够的搅拌时间；在采用混凝土泵输送自密实混凝土时，由于高压会造成流动性增加或者降低，所以必须对入仓时的自密实混凝土性能按照堆石混凝土需要的技术指标进行严格控制，不符合者严禁入仓，严格保证入仓时自密实混凝土的质量；拌和站离工地较远且日照较强时，应对罐车采用彩条布包裹并洒水降温，减少自密实混凝土的性能损失，高温季节尽量选择在晚间浇注。施工场地条件较好、混凝土用量较大的工程，最好在现场自建拌和楼，便于控制成本与质量。

3.4 堆石仓现场浇筑方式

堆石混凝土浇筑方式灵活多样，根据现场环境条件可采用泵车、吊罐、溜槽、挖掘机等方式直接入仓，无须振捣，快捷方便。此外仓面浇筑顺序也是整个浇筑过程中的一个重要环节，不能任由工人随意移动浇筑地点，必须采用“Z”或“N”字形浇筑方式，各个浇筑点不宜超过2m，在有外观要求的模板处，可放慢浇筑速度，加长浇筑距离，减小混凝土入仓落差，并辅助轻微敲打模板，这样在拆模后混凝土表面光滑美观。

3.5 表面裂缝预防

日照较强的高温季节，在堆石表面浇筑过厚的自密实混凝土经过曝晒易产生干缩裂缝，在堆石混凝土浇筑完成时，可在自密实混凝土覆盖较多的地带，人工或用挖掘机抛扔一些小碎石，以减少混凝土表面的干缩裂缝。在初凝时应洒水养护，在湿度较小的地区还应遮盖养护。

4 结语

根据SD120—84《浆砌石坝施工技术规定》、CECS03—2007《钻芯法检测混凝土强度技术规程》、SL31—2003《水利水电工程钻孔压水试验规程》等规定，委托佛山市科衡水利水电工程质量检测有限公司对已浇筑完成的堆石混凝土采取钻孔取芯与芯样评定、芯样强度检测、压水试验、抗渗性能检测等方法进行质量检测与评定，各项指标都证明其良好的密实性及抗渗性能，均满足水工混凝土的规范要求。