守口堡水库常态混凝土施工工艺和质量控制

刘艳明

（山西省水利建筑工程局有限公司 山西太原030006）

1 工程概述

守口堡水库位于阳高县黑水河上游段，坝址区砂卵石覆盖层较厚，河床砂砾石丰富，为了充分利用当地材料，达到节省投资、加快施工进度、减少弃料、保护环境的目的而采用胶结颗粒料筑坝技术。守口堡水库总库容为980万m3，属小（1）型水库，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物为4级，洪水设计标准选定重现期为50年一遇，校核标准重现期为500年一遇。

2 工程地质

2.1 地形地貌

坝址区河谷为“U”型谷，河谷宽约220.0 m，地形较平坦。两岸山势陡峻，右岸边坡较陡，坡度50°，左岸边坡相对较缓，坡度29°。山梁高程与河谷地面相对高差200～287 m，属低中山地貌。

2.2 地层岩性

坝址区出露基岩为桑干群葛胡窑组下段灰、灰黑、浅红色含辉石斜长角闪岩。松散层为第四系全新统坡洪积物碎（卵）石混合土，厚度0～5 m；全新统早期冲洪积物低液限粉土、卵石混合土，厚度0～10 m；全新统晚期冲洪积物卵石混合土夹低液限粉土，厚度0～20.0 m；人工堆积为碎石、碎石混合土。

2.3 地质构造

坝址区为单斜岩层，岩层产状：N80°W/SW∠34°，倾向下游右岸方向。地质构造主要为一些小型断层及节理裂隙，无明显断距，碎裂岩、泥质充填。节理裂隙发育有：①组N35～45°W/NE∠70～85°，②组N10～25°E/SE或NW∠50～70°，③组N70～80°W/NE∠30～80°，④组N65～75°E/NW∠60～70°，其中①组、②组裂隙面多平直粗糙，延伸较长，一般大于5 m，多岩屑泥质充填，③组、④组裂隙面多起伏粗糙，延伸一般2～5 m，无充填或泥钙质充填。

2.4 水文地质

坝址区松散岩类孔隙水主要赋存于河床松散地层中，变质岩类裂隙水地下水赋存于岩体的裂隙中，其补给来源主要为大气降水补给，两者水力联系密切。坝址区河水水化学类型为HCO3-Ca型水，泉水水化学类型为HCO3-SO4-Ca型水。河水及泉水对混凝土无腐蚀性。

3 施工布置

3.1 施工用水

施工区河水及地下水较丰沛，河道常年有0.212 m3/s的清水流量，可供生产用水；河床地下水位埋深较浅，施工期可由河床打井取水，修建蓄水池，用管道送往各作业区或生活区，满足工地用水要求。

3.2 施工用电

从坝址下游附近管理处接10 kV高压线路到各个施工点，经变压器可引至各施工作业区或生活区。

4 模板选型与安装

4.1 模板类型选择

1）大坝上下游直立面、闸墩以及导水墙等部位的混凝土外模主要采用定型悬臂式大钢模板（3.0 m×3 m，单块重约1.2 t）。定型大钢模板具有支拆方便快捷、整体性好、接缝严密且混凝土外观成型好等优点，该模自带支撑平台，可减少搭设脚手架的工序。施工立模时采用两层模板交替上升，上下模板之间采用活动铰连接。

2）在闸墩墩头、闸槽以及其它局部外形不规则部位的混凝土外模拟全部采用自制异型木模板或木模板与工具式小钢模板进行拼装。

3）对于启闭机房等的现浇钢筋混凝土顶板的底模拟采用工具式小钢模板拼装，为防止混凝土浇筑时造成较为严重的漏浆，必要时在模板接缝处用胶带纸进行封堵。底模采用Φ48 mm满堂红钢管脚手架作支撑。

4）灌浆洞、交通洞、导流洞以及灌浆廊道侧墙内模采用普通大钢模板拼装，顶拱内模采用工具式小钢模板和木模板进行拼装。闸门槽二期混凝土考虑到有插筋穿过，所以需用木模制作。溢流面、导水墙、闸墩等部位所用悬臂式大钢模板及滑模均采用在溢流坝下游安设的30 t高架门机进行吊装。

5 常态混凝土施工

5.1 坝体防渗

根据国内外胶凝砂砾石试验结果，胶凝砂砾石筑坝材料的抗渗透溶蚀性能和抗冻融性较差，而守口堡水库位于寒冷地区，防渗体和保护层的设置是必要的。目前在编的水利行业标准《胶结颗粒料筑坝技术导则》对胶凝砂砾石坝的防渗和保护层设计也提出了具体要求。国外现有的胶凝砂砾石坝均采用常态混凝土面板防渗，参考碾压混凝土坝二级配防渗全断面碾压的做法，守口堡胶凝砂砾石坝考虑采用混凝土面板和二级配碾压混凝土防渗两种方式，均按水头设计，面板防渗参考浆砌石坝，防渗厚度为水头的1/30～1/60，考虑抗冻要求（坝址处冻土深度为1.43 m），厚度为1.5 m。二级配碾压混凝土防渗参考《碾压混凝土坝设计规范》，防渗层厚度为水头的1/15～1/30，厚度为2～4 m，本阶段按3 m考虑。

常态混凝土面板和二级配变态碾压混凝土均可作为防渗体，只是常态混凝土水泥用量大，为防止裂缝需在表面铺设温度钢筋，防渗层后排水可采用无砂混凝土管；而二级配变态碾压混凝土水泥用量较小，无需设温度筋，但防渗层后排水需要设两层廊道打斜排水孔，施工难度大；本工程采用常态混凝土防渗。

5.2 常态混凝土施工部位

5.2.1 灌浆排水廊道混凝土

灌浆排水廊道混凝土拟先浇筑，混凝土熟料采用自卸汽车运输，通过大坝下游出渣道路直接运输至已铺设碾压混凝土上部，而后用混凝土输送泵入仓，人工平仓摊铺，50型软轴振捣器振捣密实。为避免模板在浇筑过程中发生位移，混凝土应由廊道两侧均衡上升浇筑。

5.2.2 底孔混凝土

底孔混凝土包括底板混凝土、侧墙混凝土以及顶部混凝土。根据混凝土高度及模板支撑情况分三层进行浇筑：首先浇筑底板混凝土，钢板衬砌完成后进行侧墙混凝土浇筑，最后浇筑钢衬顶部混凝土。混凝土熟料采用自卸汽车运输，到达大坝下游浇筑仓面附近后利用在闸墩尾部溢流坝下游布置的30 t高架门机吊3 m3混凝土卧罐入仓，仓内人工摊铺，50型软轴振捣器振捣密实。浇筑时应分层铺料，每层混凝土铺料厚度控制在50 cm以内。

5.2.3 闸墩和导水墙混凝土

溢流坝段闸墩最大高度为11 m，根据其结构型式及模板支撑情况拟分4层浇筑。混凝土熟料采用20 t自卸汽车水平运输，而后利用溢流坝下游布置的30 t门机吊3 m3混凝土卧罐入仓，仓内人工分层铺料，50软轴振捣器振捣密实。导水墙混凝土拟随坝体碾压混凝土上升逐层浇筑，导水墙每层浇筑高度为3.0 m。导水墙混凝土入仓浇筑方法与闸墩混凝土基本相同。

5.3 二期混凝土浇筑

本工程的二期混凝土主要集中于底孔以及溢流坝段闸门槽内，但施工比较复杂。闸门槽内的二期混凝土利用轨道安装时的吊装滑轮，将混凝土吊往施工仓面，而后人工铲料入仓，50软轴振捣器振捣密实。闸门槽二期混凝土的浇筑随模板所支高度（2.4 m）来逐渐完成。

5.4 混凝土工程主要机械设备及人员配置

本工程混凝土工程量用量较大，要实现快速施工，混凝土运输设备配置、仓面资源配置是主要环节。混凝土浇筑高峰期机械设备及人员合理的配置，是保证施工进度的前提和保障，合理地安排机械和多方案比选上料方案择优选择，加强机械与管理人员的技术交底落实到位责任到人，确保每名作业人员充分地了解作业内容，掌握行进路线。在每个作业车内配备对讲机，便于快速地落实和信息通畅，做到机械与作业管理人员的有效结合。做好前期的施工准备工作，定期维修保养车辆，杜绝带病车辆上路作业，为保证施工强度要求安排1～2台备用车辆，减少因车辆故障带来的推延进度。加强混凝土拌合站的管理，拌合站的正常供应是一切施工的前提，要做好按施工计划的要求备足充分的原材料及其他的相关的工作。

6 质量控制

混凝土的施工质量控制历来都是重中之重，如何做好质量的控制，保证施工质量是每名施工管理人员的主要工作。首先要提高认识，把对质量的高度重视提到项目的管理层，由项目经理主持制定质量的控制计划方案及保证措施，报监理和业主审批，严格按照计划方案实施，安排专职的质量检查人员对常态混凝土的施工过程进行质量控制，由项目经理定期的跟踪检查。其次源头的质量控制，原材料的选择至关重要，原材料进场前要有试验单位的检测合格报告，不合格的坚决不予进入施工现场，保证原材满足合同和施工规范的要求。

在施工中要严格的控制混凝土的拌合时间，浇筑常态混凝土完成时要留有一定的间歇时间，当下一层混凝土准备施工时需对上一层的混凝土面进行处理。冲毛时间应根据不同季节通过现场试验进行确定（一般在浇筑后8～12 h），刷毛时既不能因强度过低对混凝土造成破坏又要避免混凝土强度过高降低刷毛效率。层面缝考虑采用GCHJ型冲毛机冲毛，而后清水冲洗，清除表面浮浆和松动骨料，仓面在湿润情况下铺设一层1.5 cm高一级标号砂浆，人工刮平，随后立即开始混凝土铺筑施工。混凝土在连续浇筑过程中应密切注意混凝土的初凝时间，初凝时间应针对不同季节温度通过现场试验确定。由于意外原因出现初凝现象，无法保证两层混凝土密实粘接形成的冷缝应及时进行处理，其处理方法与层间缝相同。

7 结论

守口堡水库位置处于山西与内蒙交界处黑水河的上游段，气候条件恶劣，施工期短、昼夜温差大，水库本身结构复杂以胶凝砂砾石为主常态混凝土为辅的坝型，如何保证混凝土施工质量是关键，通过本文相关介绍，加强施工过程中的质量控制和浇筑成型混凝土的养护及保护工作是质量保证的基础。