西冶水电站砌石重力拱坝浆砌石施工工艺浅析

李梅生

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 工程概况

西冶水电站大坝枢纽工程位于阳城县东南的蟒河镇涧河上，是西冶河上游开发利用的控制性工程，控制流域面积127.6 km2，总库容630万m3，主要工程任务以供水为主，兼顾防洪、发电，工程规模为小（一）型，年供水能力536万m3。水电站总装机容量475 kW，年发电量3.6万kW·h。

枢纽工程由挡水坝段、溢流坝段及泄洪冲沙底孔组成。枢纽大坝为砌石重力拱坝，轴线长176.3m，顶拱角105.28°，顶拱外弧半径96m，泄流方式采用坝顶溢流。溢流坝段轴线长56.6m，共8孔，每孔净宽6m。坝顶高程750.2m，坝顶厚4.5m，最大坝高31.6m。工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级。设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为200年一遇。

2 工程地质情况

坝址区出露地层主要为古生界奥陶系下统治里组碳酸盐岩和第四系松散堆积物。奥陶系下统治里组第一岩组岩性为灰白色中厚层状白云岩，细晶结构，块状构造，岩性坚硬，局部发育小的溶孔，方解石半充填，厚度大于30m；第二岩组岩性为浅灰、青灰色中厚层状白云质灰岩，局部夹白云岩，细晶结构，块状构造，岩性坚硬，局部发育溶孔，直径0.5～2 cm，方解石半充填，层厚5～10m，分布于坝址区；第三岩组岩性为浅灰白色中厚层状白云岩，局部夹泥质白云岩，微细晶结构，块状构造，岩性坚硬，局部发育小溶孔，方解石半充填，层厚大于50m，分布于坝基及两坝肩。

西冶水电站大坝浆砌石砌筑是大坝工程施工质量的重要环节，施工从2009年10月开始，至2010年11月，共完成浆砌石35288m3，砌筑最高点高程750.0m，砌筑高度26.4m。

3 施工方案

为满足大坝浆砌石砌筑要求，砂浆拌制采用现场安设的两台0.5m3拌和站进行集中拌和。砂浆拌和好后，采用机动三轮车直接运输至工作面。现场根据需要修筑临时道路。机动三轮车行驶的砌石体上铺装30 cm厚的草垫，以防对砌石体造成挤压振动破坏。

毛石采用50型装载机直接运至工作面或工作面附近。根据砌筑进度随时修筑临时道路，装载机不得通过新砌体。料石采用机动三轮车，由人工装卸运输至工作面。

4 坝体砌筑施工过程

4.1 砌筑程序

首先应砌筑角石，再砌面石，最后砌腹石。角石应选择较为方正的石块，必要时加以修凿并铺灰安放，角石砌好后，将样线挂到角石上，然后砌筑面石。面石可选用大小不等的石块，以便与腹石交错衔接。面石外露面应平整，厚度略同角石。

4.2 砌筑方法

在基础垫层混凝土强度达到2.5 MPa后采用座浆法施工，先凿毛垫层混凝土面，清理干净后再铺一层M7.5的砂浆座浆砌筑。

4.3 砌筑工艺

坝体砌筑流程为基础（层面）处理、铺浆、安放石料、竖缝灌浆、振捣、砌体养护与表面保护、质量检查。

4.3.1 基础处理

首先将在垫层混凝土或砌筑砌石层面上的浮渣和杂物清除干净，人工凿毛后，用高压水枪冲洗干净，经三检和监理验收合格后方可进行砌石。

4.3.2 铺浆

砌筑时应先行试放和修凿，然后铺好砂浆，将块石翻回座浆，并使灰浆挤紧。铺浆厚度应为设计厚度的1.5倍，使石料安砌后有一定的下沉余地，以利于灰缝座实，铺浆范围以超过1m为宜。

4.3.3 安放石料

腹石可用较小石块分层填筑，填筑前先铺座浆。放填第一层腹石时须大面向下放稳，尽量使石缝间隙最小，再用灰浆填满空隙的1/3～1/2，并放入合适的片石，用锤轻敲，使石块挤入灰缝中。砌筑时石块宜分层卧铺，每砌3～4批为一分层高度，每个分层高度找平一次。严禁石块间直接接触，且不得采用外面块石、中间填心的方式，砌缝宽2～3.5 cm。

砌体每天砌筑高度不允许超过1.2m。砌体转角处和交接处需同时砌筑，对不能同时砌筑的面必须留置临时间断处，且为阶梯形斜槎，高度不超过1m，砂浆强度达到2.5 MPa方可继续施工。砌筑前应将原砌体表面浮渣清除干净，砌筑时避免扰动原砌体。

4.3.4 竖缝灌浆

石料摆放就位后及时进行竖缝灌浆并振捣密实。砂浆砌料石，砌体平缝宽度15～20 mm，竖缝宽度20～30 mm，并用砂浆勾缝防渗。

4.3.5 砌体养护与表面保护

砌体施工完成后12～18 h开始养护，气候干燥炎热时须提早养护，并适当增加养护次数，延长养护时间。养护主要采用洒水的方式，保持砌体表面潮湿，养护时间不少于14 d，勾缝砂浆养护时间不少于21 d。每一部分砌体完成后，禁止在上部堆放杂物和停放机械设备。

4.3.6 质量检查

砌体容重和空隙率检查：在坝高1/3以下每砌筑5～10m高挖试坑一组，坝高1/3以上的砌体视监理意见进行。有抗渗要求的部位进行压水试验，每砌筑4～5m高，进行一次钻孔压水试验，每100m2坝面钻孔3个，每次试验不少于3孔。砌体表面砌缝宽度应满足以下条件：平缝料石1.5～2 cm，块石2～2.5 cm；竖缝料石2～3 cm，块石2～4 cm。每砌筑10m2抽检一处，每处检查缝长应不少于1m。以上各项检查符合质量要求时方可进行下一道工序。

4.4 砌筑材料与砌筑质量要求

4.4.1 砌筑材料质量要求

该工程砌体工程为坝体M7.5小石子砂浆砌石。砌石原材料有石料、水泥、砂子、水及外加剂。毛石呈块状，中部厚度不小于15 cm，且坚实新鲜，无分化剥落或裂纹，表面无污垢、水锈等杂质。料石除做到块石的要求外，外露面应整齐，厚度不小于25 cm。砂浆采用的砂料粒径为0.15～5 mm，细度模数为2.5～3.0，砌筑料石砂浆砂的最大粒径应不大于5 mm，小石子最大粒径应不大于10 mm。水泥采用与混凝土相同的P.O42.5水泥。水采用河道的天然水。

4.4.2 砌筑质量要求

浆砌石砌筑测量放样桩距为2～5m，每层放样控制高度为1～2m。

4.5 浆砌石温控要求

冬季停工期间应进行覆盖保温，在砌体水平面覆盖一定厚度的土料或砂砾料，垂直面覆盖聚乙烯泡沫板进行保温。

5 浆砌石质量评定

本工程浆砌石共分177个单元工程，质量评定为全部合格，其中130个单元工程评为优良，优良率达73.45%。

6 改进措施

通过一年的施工监测，西冶水电站浆砌石取得了一定成绩，但还存在以下几方面问题，需进行改进。一是根据气温高低调整砌筑高度。冬季胶结材料初凝时间较长，砌筑高度宜按1m控制；夏季胶结材料初凝时间短，砌筑高度宜按0.7m控制。严防砌筑高度过大，增长砌筑时间，此时下部砌体已初凝而上部仍在继续施工，易对工程造成破坏，影响工程质量下部砌体。二是夏季砌石应严格控制混凝土的坍落度，防止气温过高坍落度损失过大而出现过干现象，使砌体混凝土不易振捣密实。坍落度宜按8 mm控制。三是砌筑施工中的层间凿毛费时费工，建议采用冲毛机凿毛，以提高工作效率。