细石混凝土砌石拱坝施工工艺研究

2017-11-02林贻贤

黑龙江水利科技 2017年9期

关键词：细石砌石拱坝

林贻贤

(福建省水利水电工程局有限公司，福建泉州 362000)

细石混凝土砌石拱坝施工工艺研究

林贻贤

(福建省水利水电工程局有限公司，福建泉州 362000)

以泉州市泉港区双溪水库为例以细石混凝土为主要材料建设砌石拱坝；从筑坝地材、工序质量等方面加强管控，保障工程建设质量。筑坝地材方面，片石与毛块石按照坚硬、新鲜以及干净的原则选择，保证毛块石在软化系数指标以及硬度质量方面能够对设计要求进行满足。碎石材料要做好级配的重视，根据5-20cm、20-40cm以分仓的方式堆放。工序质量方面，严格做好监理实施细则的执行，做好分部工程开工、现场检查验收签证制的执行，将坝体仓面处理、坝体砌筑、面石砌筑与勾缝、水泥灌浆、工程旁站跟班、质量签证方面加强控制；该工程在建设完成后下闸蓄水验收，运行一定时间后始终保持良好的工程状况。在大坝蓄水后，进行了坝顶沉降、位移观测与渗水观察，经过一定时间试运行后获得了较好的运行效果。

细石混凝土；砌石拱坝；施工工艺；质量控制

0 引言

近年来，我国的水利事业得到较大的发展，在国家大力支持下，各地区水利工程得到了较多的建设，有效的带动了地区经济发展。其中，砌石拱坝是重要的工程类型，对地区水利发展具有着重要的意义。在实际工程建设中，需要做好施工工艺把握，保障工程建设质量。

1 工程概况

泉州市泉港区双溪水库,库容为984.9万m3,拦河坝最大坝高63.5 m，根据《防洪标准》(GB50201-94)及《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)，工程规模为小(1)型。水库主要任务是以供水为主，具备应急备用功能，兼有一定防洪效益，因此，按照中等重要城市供水确定工程等别为Ⅲ等工程。大坝、溢洪道和输水系统进水口等永久性建筑物按3级建筑物设计，导流等临时建筑物按5级建筑物设计。

本工程水库大坝采用砌石拱坝，坝体体型为抛物线双曲变厚拱坝，按50a一遇洪水设计，500a一遇洪水校核，设计洪水位91.79m，校核洪水位93.32m，水库正常蓄水位90.00m。坝顶高程92.50m，坝底高程29.0m，最大坝高63.5m。坝顶宽度5m，坝顶中心线弧长292.528m。坝体采用C15细骨料混凝土砌毛石，上下游面设0.45m厚(平均厚度)的M10浆砌条石。为了对拱坝基础的整体刚度以及整体水平进行进一步的加强，对坝基做好固结灌浆处理。坝后设两层人行交通桥，第一层交通桥桥面高程为70.00m，长260m，第二层交通桥桥面高程为41.0m，长56m，交通桥桥宽1.2m。坝体内设帷幕灌浆及基础排水廊道，廊道为城门型断面，净断面尺寸为2.5m×3.5m(宽×高)，廊道为现浇钢筋混凝土结构，壁厚0.5m，河床段底高程为38.00m，两岸以台阶型式上升至70.00m，高程与下游坝面交通廊道连接。坝体埋设一根D300生态放水钢管，放水钢管长23.5m，布置在拱坝中心线右侧，放水管中心高程为41.50m(死水位以下淤砂高程以上)，设启闭房，配置偏心半球阀1台、闸阀1台阀，调节放泄流量。下游消能防冲建筑物按20a一遇洪水设计，下游护坦长度为15.0m，宽40.0m,护坦底板厚1.2m。护坦范围内下游边坡采用钢筋混凝土护砌。施工现场示意图见图1、图2。

图1 泉州市泉港区双溪水库细石混凝土砌石拱坝施工现场(一)

图2 泉州市泉港区双溪水库细石混凝土砌石拱坝施工现场(二)

2 施工方法

2.1 筑坝地材质量控制

在工程建设中，筑坝地材质量将直接对整个大坝的质量产生影响。对此，即需要尽早以逐项的方式做好腹石、细骨料料场位置、运距、面石的核定，并做好对应的试验检测工作。料场方面，要提前做好一定数量材料的储备，以此保证在具体施工当中能够实现合格质量地材的提供。片石与毛块石方面，要按照坚硬、新鲜以及干净的原则选择，保证毛块石在软化系数指标以及硬度质量方面能够对设计要求进行满足。碎石选择方面，要做好级配的重视，根据5-20cm、20-40cm以分仓的方式堆放。砂材料方面，其细度模数将对工程坝体的防渗性产生影响，对此，即需要将其控制在合理范围内，通常将其控制在2.4-2.8即可，并保证水泥等材料在指标方面能够对施工需求进行满足。石Ⅱ料场位于坝址上游约500m的左岸山凹，目前，石Ⅱ料场至坝址已有简易道路，为了施工方便，计划将原有简易道路进行扩建，另拟在77高程附近修建一条施工便道从石Ⅱ料场接至左岸坝顶。石Ⅲ料场位于坝址下游右岸，即冲沟的两侧，场内需修建300m道路至坝址右岸，料场顶部现有一条简易公路。

2.2 细石混凝土质量控制

在工程建设中，砌石细石混凝土的质量十分关键，将对砌体凝结的牢靠性以及坚固性产生影响。对此，即需要根据工程实际做好混凝土材料坍落度检测、混凝土石块制作以及拌合登记表的制定，根据工程项目做好工程情况的评定与划分，并做好中间产品、坝体质量检测项目、组数以及原材料的制定[1]。

2.3 工序质量控制

在实际工程建设当中，作为监理细则的执行十分关键，即需要执行好分部工程开工以及签证制度：

1)坝体仓面处理。在工程建设中，为了避免发生返浆问题，即需要通过压力水的应用进行两次冲毛，并做好水压力的科学控制，保证水压力为2.5kg/cm2。在开展第一次冲毛处理时，可以在混凝土材料刚刚终凝时处理，具体来说即弯沉气体施工的4h内。在该次冲毛处理完成后，则需要在1.5h后开展第二次冲毛，该次冲毛的目标，即使仓面细骨料颗粒露出一半。

2)坝体砌筑。毛块石上坝进仓方面，对1台JS3- 3型缆机进行使用。在具体施工中，对于混凝土标号砂浆要做好把握，并做好现场控制，避免出现同毛块石过于靠近情况。而在不同块石间，则需要通过三角缝方式的应用做好缝隙控制，保证振动棒能够顺利的插入其中。对于部分体积较大块石，使用小片石在其底部垫高处理，保证底部混凝土能够挤压到位，两岸层层封拱。

3)面石砌筑与勾缝。在上下游坝面布点位置，根据坝高1m、水平弧长2m处理，在上下游面砌筑按照三顺一丁、二块条石砌一层，将层高控制在65cm左右。将粗条石作为面石施工材料，并按照罢免坡度修坡。砌筑方面，砌筑2、3层，在砌筑完成坝腹之后，做好面石的勾缝处理。在勾缝施工中，将其一端在坝面的吊架上固定，配合安全绳进行施工[2]。下游面凸缝，上游面平缝，使用面石砌筑做好缝深控制之后，需要做好材料控制，保证其在初凝前做好括缝处理，在该处理过程中使用好马钉，在保证具体使用情况满足设计需求的基础上做好勾缝砂浆材料的拌制。

4)水泥灌浆。帷幕孔按照两岸二序、河床三序以从上到下的方式施灌。在坝基同砌体接触段，先进行灌浆处理，开孔到坝基岩深的2m，在完成压水实验之后根据要求施灌。继续开钻方面，即为接触段完成灌浆施工的2.5h后开始，对于有层压水的孔，需要对灌浆压力值进行适当的加大，以此实现进浆时间的延长。在封孔处理前，要通过万用表的应用做好孔内水位以及稳定性的检查。

5)外观质量控制。在大坝建设当中，需要在现场条件的基础上做好大坝外观的控制。在拱坝面石竖向弧度、水平弧度、坝顶工程外观以及溢流堰段混凝土施工方面，需要做好其外观施工的控制。

6)工程旁站跟班。同其余工程类型相比，拱坝施工当中所使用的机械设备相对较少，更多的是以人力方式施工，即人力因素的良好与否将直接对施工质量产生影响，该种情况的存在，不仅难以对工程建设当中的材料稳定性进行保证，且因此使大坝施工在质量方面存在着一定的不稳定性。在该种情况下，为了保障工程质量，即需要监理能够在该过程当中发挥作用，做好现场以及施工过程的监管把握，在全程进行跟班旁站的基础上填写好施工现场记录，并在该基础上定期整理分析。同时，加强对混凝土拌合物、碎石质量、坝体坐浆厚度、进坝毛块石以及材料坍落度的检测分析，根据单元工程的不同做好科学的归类整理[3-5]。在具体施工中，也需要保证工序施工以及工种方面人员的固定性，避免随意调整工程施工当中的关键工序人员。

7)做好质量签证。在质量评定当中，要将检测资料作为重点评定依据，以客观的方式做好工程质量等级的评定，避免出现受到施工方影响干扰问题。同时，在记录表当中如实做好工程现场监测主要数据、处理办法以及施工质量缺陷的记录与填写，并根据单元工程做好施工质量记录与检测资料的整理。