四沟水库堆石混凝土施工质量控制浅析

裴增科

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 工程概述

四沟水库位于临汾市蒲县薛关镇西北10 km的西河沟，属小（一）型水库。总库容262.7万m3，坝高41m，坝顶长上>3.5m，普通混凝土及钢筋混凝土5.27万m3，堆石混凝土4.96万m3。枢纽工程由非溢流坝段、泄洪排沙洞坝段、灌溉洞坝段等建筑物组成。

2 堆石混凝土施工原材料控制

该水库为堆石混凝土坝，堆石混凝土占混凝土总量的48%，堆石混凝土采用专用自密实混凝土充填石体空隙，施工工艺与普通混凝土存在一定差异，在原材料质量控制中，严格遵循《自密实混凝土应用技术规程》中混凝土材料要求。堆石料要求选用相对完整、新鲜的风化剥落层，如块石、粗料石等，在堆石料选取中，要求石块中部厚度超过30cm，施工中粒径应小于1.0m，堆石料的饱和抗压强度超过40MPa。

水泥是堆石混凝土施工不可缺少的部分，在该工程中没有特殊要求，依照《通用硅酸盐水泥》规定，可以采用普通硅酸盐水泥，标号要求大于42.5，在该工程施工中水泥采用普通硅酸盐水泥，经检查凝结时间、抗压强度等均符合《通用硅酸盐水泥》要求。该工程要求粉煤灰应符合Ⅰ级粉煤灰技术性能标准。粗骨料优先选用粒径5~20mm石子，最大粒径应小于20mm，没有复杂形状等要求，粗骨料最大公称粒径应小于16mm。细骨料优先级配Ⅱ区中砂，泥块含量小于0.5%。外加剂采用HJSX-A聚羧酸高性能减水剂。

3 堆石混凝土配比控制

依照该工程施工质量要求，混凝土强度等级C15、抗冻等级F50。在配比控制中，分别测试混凝土的自密实度性能和强度测试，采用不同水胶比、砂率试验确定合理的水胶比和砂率，并确定凝胶材料外加剂型号，合理调整粗骨料和外加剂使用量，优化试验调整配合比参数，得到优化配合比参数。

采用HJW-60型单卧轴强制式搅拌机搅拌称量好的石子、砂和水泥，搅拌15s，倒入称量好的水和外加剂，继续搅拌2min，测量扩散度、坍落度，得出最佳混凝土试验配合比。对该配合比的混凝土进行质量检测，抗压强度、抗冻能力均符合设计要求。试验所得出的配合比处于干燥状态下，在使用过程中还需根据实际情况进行调整，满足性能要求。

堆石混凝土施工前，在现场进行自密实稳定性试验。现场试验数据为：坍落度270mm（第一次），272mm（第二次）；扩展度680mm（第一次），685mm（第二次）；V型漏斗通过时间23s（第一次），22s（第二次），试验数据均满足设计要求。

4 施工过程质量控制

自密实混凝土流动性较强，会对模板产生较大的侧压力，计算时一般按照水压的2.5倍计算，因此实际施工过程中要求工程模板以及支护系统具有足够强的刚度、稳定性以及承载力，以保证满足堆石混凝土施工产生的侧压力。该工程严格依照审核的堆石混凝土模板支护方案开展施工，模板采用大块钢模板，与支撑系统紧密连接，稳定性更高，侧压力满足设计要求，能够有效承担施工产生的压力，保证混凝土整体质量，同时能够重复使用，降低成本。

堆石混凝土施工时要严格控制混凝土施工裂缝，堆石入仓前，先处理已经硬化的混凝土表面，清理干净软弱混凝土层、乳皮及石子等，并进行凿毛处理，保证基础创面的整洁性。

施工中需预先处理进场堆石料，筛选出符合粒径要求的石块，基础仓混凝土强度要求超过2.5 M P a，利用大型自卸汽车送到指定位置，然后大型挖掘机进行压实。堆石入仓中避免混凝土受到过大的冲击力，导致混凝土内部出现微小裂缝。在堆石入仓中需将粒径大的堆石置于中下部，粒径小的堆石放置在上部，并保证混凝土创面露出，便于后期混凝土施工。混凝土浇筑时，采用输送泵输送混凝土浇筑，向泵车加入0.5~1.0m3砂浆，并清洁管道，浇筑时使用要求水泥砂浆统一配合比，保证泵送的连续性。浇筑施工中发现混凝土和易性较差，应经监理师确定后掺加外加剂，或重新搅拌，各个浇筑点间距应小于3cm。浇筑混凝土中需留有块石棱角，以便与下一仓结合。堆石入仓应在高于15℃环境下施工，混凝土浇筑24h后才能受压，抗压强度在超过2.5MPa后才能堆石入仓。

5 质量检测验收

堆石混凝土浇筑施工完成后必须进行质量检测，依照《水工混凝土试验规程》检测方法，采用超声仪对堆石混凝土进行全面检查，钻孔超声波测试工作采用SR-RCT型智能声波检测仪，井下探头为单发双收超声波换能器，其接收换能器间距为0.2m。检测过程执行《水利水电工程物探规程》自孔底向上逐点测试，测点间距0.2m，在孔口自动计数器控制，测试记录点为两接收换能器的中点。波速测试主要检测堆石混凝土密实度、是否存在空洞等，经检测，堆石混凝土密实度满足要求，未出现内部缺陷。

强度检测采用取芯检测，依照《钻芯法检测混凝土强度技术规程》要求，取芯直径大于21.9cm，统计堆石混凝土表面缺陷和强度，并测试堆石混凝土抗压强度等，从取样分析，平均强度在36.74MPa，表面平整度在±3cm，表面未出现麻面、漏筋等情况，满足设计要求。

综上所述，对四沟水库采取堆石混凝土施工后，经施工单位和监理单位质量检验，符合设计要求。