软岩应用于中低堆石混凝土重力坝的质量控制和技术要求

(四川南充水利电力建筑勘察设计研究院，四川 南充,637000)

1 工程概况

某工程项目为小(1)型水库，工程等别为Ⅳ级，枢纽大坝为堆石混凝土重力坝，工程区内出露地层为白垩系下统苍溪组地层(K1c)。坝轴线长85.50m，坝顶宽7.0m，最大坝高为36.0m。大坝坝基设2m厚C20常态混凝土，大坝坝体采用C9015堆石混凝土，上游迎水面采用C25(W8)混凝土，均厚1.0m，上游边坡1∶0.1，下游边坡1∶0.75。

堆石混凝土中的块石一般以硬岩为主，软岩在红层地区中低堆石混凝土中的应用尚未有已建成的案例，可供借鉴的资料和数据不多。本工程通过大量的前期勘察试验进行充分论证后，确定将软岩作为本堆石混凝土重力坝的块石料。该项目现已施工完成，从施工过程和初步监测资料来看，基本达到了预期的效果，现将质量控制要点和主要技术要求做一总结，以供类似工程参考。

2 主要材料的质量控制

2.1 堆石料质量要求

(1)堆石混凝土所用的堆石材料应新鲜、完整、质地坚硬、不得有剥落层和裂纹。堆石料粒径不宜小于200mm；堆石料最大粒径不应超过结构断面最小边长的1/4、厚度的1/2，且不超过1.0m，粒径在200mm～300mm的堆石料不可集中。

(2)堆石材料的饱和抗压强度不低于25MPa。

(3)堆石料中不允许出现泥块，其含泥量不大于0.5%。

2.2 高自密实性能混凝土骨料质量要求

骨料的品质除应符合《水工混凝土施工规范》(SL 677)的有关规定外，还应满足下列要求：粗骨料最大粒径不超过20mm； 针片状颗粒含量不超过8%； 人工砂中粒径小于0.075mm的石粉含量不超过18%；石粉的MB值小于1.4，人工砂的石粉含量每检验批次的波动量不超过±2%；骨料取样与检验方法应符合《水工混凝土试验规程》(SL 352)的有关规定。

2.3 水泥质量要求

(1)凡符合《通用硅酸盐水泥》(GB 175)、《中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥》(GB 200)的硅酸盐系列水泥均可用于堆石混凝土大坝。

(2)当胶凝材料中掺入粉煤灰等矿物掺合料时，水泥宜优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、中热或低热硅酸盐水泥。

(3)高自密实性能混凝土不应使用快凝水泥。

2.4 掺合料质量要求

高自密实性能混凝土宜使用掺合料，并应进行系统的试配试验。

高自密实性能混凝土宜使用粉煤灰作为活性掺合料，粉煤灰应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596)的有关规定，高自密实性能混凝土宜使用Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰。

2.5 外加剂质量要求

(1)高自密实性能混凝土所使用的外加剂均应符合《混凝土外加剂》(GB 8076)的有关规定，并考虑与水泥的相容性。

(2)高自密实性能混凝土应使用以聚羧酸盐高分子为主要原料的高性能减水剂，其品质除应满足《混凝土外加剂》(GB 8076)高性能减水剂的基本要求外，还应按附录B标准自密实砂浆法进行检测，其性能指标应符合表1的要求。

表1标准自密实砂浆掺用外加剂后的性能指标

3 堆石混凝土质量控制

3.1 一般规定

堆石混凝土原材料、配合比、施工各主要环节及施工后的质量均应进行控制和检查；堆石混凝土施工过程中，应由专职人员进行质量检测和质量控制；堆石自密实混凝土的质量控制应符合《水工混凝土施工规范》(SL 677-2014)及《胶结颗粒料筑坝技术导则》(SL 678-2014)中的有关规定。

3.2 原材料质量控制

自密实混凝土不宜使用碱活性骨料。不得不使用时，施工前应检测原材料的含碱量，控制自密实混凝土中的总碱量不大于3kg/m3。自密实混凝土的专用外加剂应符合《混凝土外加剂》(GB 8076-2008)中第7章的有关规定。

堆石混凝土原材料主要检测项目、频次要求和控制标准按表2规定。

表2原材料的主要检测项目、频次和控制标准

注：①每批不足最小值时，也应检测1次。堆石料的单位为m3，表示石料自然堆积的虚方。

高自密实性能混凝土的骨料控制要求：在自密实混凝土开仓前1d内，须对砂石骨料的水洗含粉量、粒径分布等进行检测，并以此参数以理论配合比为基础计算现场实际配合比。在自密实混凝土开仓前2h内，须对砂石骨料的含水率进行检测，并以此为基础在理论用水量的基础上扣除砂石含水；生产过程中每4h应检测砂石含水量1次，当含水率有显著变化时，应增加测定次数；砂石料的取样应深入料堆内部0.5m以上，取样点不少于3个。

堆石入仓主要检测项目、频次要求和控制标准应满足表3的规定。

表3入仓堆石料主要检测项目、频次和控制标准

检测项目频次控制标准饱和抗压强度每2000m3检测1次①符合设计要求质地入仓全过程无风化层含泥(粉)量每班检测1次②≤0.5%泥块含量入仓全过程不允许粒径③每4h检测1次粒径小于200mm的石块总体积不超过堆石体积的2%插筋、管路等埋设件以及模板的保护每4h检测1次保护好,符合设计要求堆石底部层面控制堆石料入仓前;堆石料入仓过程中每4h检测1次;底部层面禁止有泥土、泥水污染现象

注：① 每批不足最小值时，也应检测1次；②堆石料的检测在仓面取样；③堆石粒径主要采用观测法进行控制，可按照粒径小于200mm的石块数量不超过10块/m2且不集中的原则进行控制。

3.3 高自密实性能混凝土质量控制

(1)坍落度、坍落扩展度、V漏斗通过时间，开仓前几盘均需逐盘检测(出机口检测)，直至性能合格且稳定，之后每4h应至少抽检1次(仓面检测)，仓面取样高自密实性能混凝土性能指标应满足表4的标准，所有检测应拍照、录像存档。

表4高自密实性能混凝土生产工作性能控制标准

检测项目合格标准优良标准坍落扩展度>750mm无>750mm无650mm～750mm>70%650mm～750mm>90%620mm～650mm<30%620mm～650mm<10%<620mm无<620mm无坍落度260mm～280mmV形漏斗7s～25s稳定性检测≥1h含气量≤7%

(2)浇筑过程中混凝土状态若发生较大变化，应及时通知搅拌站暂停生产并对混凝土性能进行检测分析，同时观察原材料是否发生明显变化，找出状态发生突变的原因并及时调整配合比，调整过程中须逐盘检测混凝土性能，直至性能合格稳定。

(3)高自密实性能混凝土入仓温度的测量，每100m2仓面面积应不少于一个测点，每一浇筑层应不少于3个测点。测点应均匀分布在浇筑层面上。

(4)高自密实性能混凝土的质量控制除应符合本细则的有关规定外，还应符合《水工混凝土施工规范》(SL 677)中的相关规定。

4 堆石混凝土检测

4.1 堆石混凝土密实度检验

通过孔内电视、孔内密实度检测、孔内声波检测、挖坑法等方法评价，检测点由监理工程师随机选取，检测频率为每层每500m2检测1个孔。

4.2 堆石混凝土的抗压强度检验

采用钻孔取芯的方法，芯样直径不宜小于200mm，每1万m3混凝土钻孔取芯数量不少于3个，取芯孔深为检测层深度。

5 结语

软岩运用在红层地区堆石混凝土重力坝施工时，应对堆石料开采方式、爆破控制参数、块径控制、自密实混凝土拌合质量控制、大坝施工程序等要点编制成专项施工手册，确保施工质量与安全。

该项目已施工完成，施工过程较为顺利，堆石混凝土钻芯取样的完整性较好。后期将会通过芯样、孔内电视等检测数据进行汇总分析，以总结更多的经验供相关工程参考。