恒山水库除险加固堆石混凝土施工工艺简述

2010-08-15杜志仁

山西水利 2010年6期

杜志仁，宋涛，李芳

（山西省水利建筑工程局，山西太原 030006）

1 工程概况

恒山水库地处浑源县城南5km处，东坊城乡唐家庄村附近，位于海河流域永定河系桑干河上游浑河支流唐峪河上，控制流域面积164km2。

恒山水库于1958年兴建，1966年1月蓄水运行，总库容1158万m3，是一座以防洪为主，兼顾灌溉等综合利用的中型水库。工程等级为Ⅲ等，主要建筑物为3级。水库设计防洪标准为100年一遇，校核洪水标准500年一遇。大坝为混凝土双曲薄拱坝，是我国第一座实验性拱坝，最大坝高69m，坝底高程1186.3m，坝顶高程1255.3m，坝顶宽度2.5m，坝底宽度15.0m，坝顶轴线长146.2m。设1.3m高的防浪墙。

此次除险加固主体项目为原有水库坝身加固，坝体应满足规范和设计要求，减少拱座推力。水库除险加固高度69m，坝顶长135.27m，坝底加固厚度11.4m，坝顶加固厚度2m，坝体加固采用堆石混凝土施工工艺。坝体加固共分8个坝段，各坝段之间设25mm宽永久缝，填缝材料为沥青模板。

2 堆石混凝土施工工艺

2.1 基础面及施工缝处理

基础面包括基岩面、砂砾石、土质及混凝土基础等。

第一，撬挖基岩上的松动岩石，并将浮石虚渣清除，最后用高压风将表面吹干净，仓内积水要排净，如有地下涌水要制定引排措施和方法。在基岩面上可直接进行堆石，也可先浇筑混凝土垫层再堆石。

第二，砂砾石及土质基础要在开挖完成后进行碾压或夯实，经实验取样合格后，再浇筑混凝土垫层，待混凝土达到5MPa以上且表面凿毛后再堆石。

第三，由于浇筑顶面留有块石棱角，其高出堆石混凝土顶面5～20cm，因此堆石混凝土施工缝一般不需要凿毛，只需清除表面积水及渣滓即可，但对表面积大于0.5m2的堆石混凝土应对平整面进行凿毛，揭去乳皮。

2.2 模板安装

堆石混凝土模板可采用钢模板和木模板，钢模板通常采用Q235钢和16Mn钢，面板厚度不小于4mm；木模板面板材质不宜低于Ⅱ等材，面板厚度不小于4cm。

模板安装前先进行测量放线，按照测量放线所提供的位置进行模板安装，模板支撑形式与普通混凝土一样，根据建筑物结构形式采用相应的支撑，通常采用内拉外顶的形式。由于自密实混凝土流动性高，模板必须密封性好，在模板接缝处粘贴密封条，如双面胶带等。

2.3 堆石

块石进仓前，首先对该批进仓块石进行全面检查，块石材质要新鲜完整，质地坚硬无剥落层和裂纹，对少量粒径小于30cm的块石要分开运输、分散堆放。对粒径过大的块石要将其破裂成符合规定的块石或放置仓面中部。对石料表面附着的泥土必须清洗干净，堆放块石的料场须硬化且排水畅通，以免堆石入仓时将泥土带入堆石仓面。

对于检查合格的块石批，可以使用装载机装在吊斗或其他容器里，再由塔吊等吊运设备吊至仓内卸料，如果条件允许可以使用装载机直接入仓，块石随机堆放，但对于基础混凝土接触面大的堆石应进行调整，以保证新旧混凝土的粘结。堆石入仓时带进的泥土必须及时清除。在模板附近堆石时，尽量选用粒径小的块石，且需离开模板20～50cm。

块石入仓完成后需进行人工平仓，也可用挖掘机进行平仓，仓内的块石体积应“下大上小、中大外小”。对仓内的不合格料进行清理，经质检员检查、监理工程师验收后，完成堆石工序。

2.4 自密实混凝土拌和

自密实混凝土拌和是堆石混凝土的关键程序，拌和质量的好坏直接影响堆石混凝土质量，因此，必须把握好自密实混凝土拌和关口。

自密实混凝土拌和的依据是配合比，使用现场材料通过实验室试配得到的配合比为自密实混凝土理论配合比，还应根据施工现场生产系统的实际情况进行调整修正，得到最终配合比，但水胶比变化不得超过-0.02～0.01。

自密实混凝土拌和前，首先要对场内原材料进行全面检测，根据骨料含水率的变化情况随时调节用水量。若自密实混凝土生产过程中天气变化较大或取料部位发生变化时，应及时对骨料含水率进行重新测定，调整实际用水量。

原材料检测完成后，用水清洗搅拌机并清除内部积水。拌和自密实混凝土必须采用双卧轴强制式搅拌机。所用拌和设备应满足高峰期浇筑强度要求，所有的称量、指示、记录及控制设备都应有防尘措施，称量设备要确保精度，每仓自密实混凝土浇筑前要认真核对称量设备的精度。根据最终施工配合比出具配料单，配料单是自密实混凝土拌和的唯一依据。

自密实混凝土拌和时要按顺序上料，首先将称量好的骨料和胶凝材料分别投入搅拌机干拌，加入水和外加剂后继续搅拌1min，并派专业人员进行跟踪拌和，待自密实混凝土工作性能达到要求时方可出机。

在搅拌机出口进行自密实混凝土流动度和扩散度测试，符合要求方可运输。

2.5 自密实混凝土的运输

自密实混凝土的运输采用混凝土罐车，由于自密实混凝土的流动性对于浇筑效果有很大影响，因此混凝土出仓后30min内必须浇筑完成。根据运输距离配备足够的运输设备，以保证自密实混凝土连续浇筑。

在混凝土罐车装料前，要清洗罐车内残留的其他品种的混凝土，并将车内的积水排尽。运输过程中严禁向车内的混凝土加水。

卸料前将混凝土罐车高速旋转1min以上，如果对自密实混凝土扩展度进行调整时，加入外加剂后将混凝土运输罐车高速旋转3min，使自密实混凝土均匀一致，经检测合格后方可卸料。外加剂的种类、掺量应根据实验确定。

2.6 自密实混凝土的浇筑

自密实混凝土的浇筑采用泵送、挖掘机挖斗、溜槽及吊罐等方式入仓。采用泵送入仓时，泵送前应检查泵管和各截泵管接头处加密封圈连接是否紧密，保证整个管路不漏气、不漏浆。连接前，泵管内不得有杂物及未清理的的混凝土，以保证泵管管壁光滑。泵送自密实混凝土应按照以下顺序操作：首先向内输送0.5～0.8m3清水润湿和清洁泵管；其次在灌注自密实混凝土之前，使用同配比水泥砂浆润泵；最后再泵送自密实混凝土。

不合格的自密实混凝土严禁入仓，已入仓的不合格自密实混凝土必须清理出浇筑仓，并按监理工程师指定的地点弃置。

浇筑自密实混凝土时严禁在仓内加水。如发现混凝土和易性较差，应采取如添加外加剂、重新拌和等措施来保证质量。

浇筑仓面较大时，应采取多点浇筑法。一般9m2布置一个浇筑点，浇筑点间距不大于3m，在每个浇筑点必须使自密实混凝土灌满后方可移至相邻的浇筑点，且浇筑点应连续布置，以保证堆石混凝土密实。浇筑顺序应做到单向顺序，不可在仓面上往返浇筑。

在堆石下方密实后，混凝土到达仓面时，应控制浇筑高度，一般情况下混凝土面低于堆石面10～20cm，这样更利于下个仓面的粘结。整个浇筑完成后，待自密实混凝土达到一定强度时，即可进行下层浇筑。