堆石混凝土施工技術(shù)在清峪水庫中的應(yīng)用

史鐵軍

（鄉(xiāng)寧縣水利局，山西 鄉(xiāng)寧 042100）

1 工程概況

清峪水庫位于臨汾市鄉(xiāng)寧縣城西約13 km處的留太溝，水庫樞紐工程由4部分組成。壩址以上流域面積45 km2，最大壩高42.5 m，壩頂寬5.5 m，壩底最大寬度32.31 m，壩軸線長203 m，總庫容233萬m3，為?。ㄒ唬┬退畮?。

主要工程量為：土方開挖12 023 m3，石方開挖19 539 m3，土方回填 8 637 m3，混凝土澆筑量66 391 m3，除上游防滲面板和下游溢流壩段面板為普通混凝土外，其余部分均采用堆石混凝土。

2 施工技術(shù)

2.1 堆石混凝土施工技術(shù)

為了解決中小型工程中大體積混凝土的施工困難，清華大學(xué)發(fā)明了堆石混凝土施工技術(shù)，這一技術(shù)已在實際工程中得到了廣泛推廣和應(yīng)用，并于2008年12月在鄉(xiāng)寧縣清峪水庫進行現(xiàn)場試驗，2009年3月開始正式施工。

堆石混凝土施工技術(shù)是指將滿足一定粒徑要求的大塊石、卵石直接入倉，形成有空隙的堆石體，然后在堆石體表面澆注滿足特定要求的自密實混凝土，依靠自重填充堆石空隙，形成完整、密實、低水化熱、滿足強度要求的混凝土。采用堆石混凝土技術(shù)施工形成的混凝土可稱為堆石混凝土。

2.2 堆石混凝土特點與性能

堆石混凝土作為一種全新的大體積混凝土施工技術(shù)，利用大量的塊石作為建筑材料，充分發(fā)揮了低水化熱專用自密實混凝土的性能優(yōu)勢，除強度、彈模等基本力學(xué)性能接近普通混凝土外，還具有低水泥用量、低水化熱、高密度、高強度保證率等特點；可顯著提高工效、縮短工期，降低施工成本，具有優(yōu)良的體積穩(wěn)定性、層間抗剪能力強、鑿毛工序簡化、技術(shù)先進、適用面廣等優(yōu)勢。另外，由于堆石混凝土技術(shù)采用大量塊石和粉煤灰，減少了水泥用量和大功率的碾壓機械，可以減少溫室氣體的排放和能量的消耗，是一種環(huán)境友好的混凝土。

3 施工方法

堆石的選?。核x取的塊（卵）石粒徑原則上不小于300 mm，根據(jù)堆石的運輸及入倉能力，盡可能選取大的塊石。

清理倉面：混凝土倉面的處理只需滿足常規(guī)要求，保證結(jié)合面的泥土含量不超標(biāo)即可。

支立模板或砌筑石墻：模板的支立較普通混凝土更加嚴(yán)格，須保證更好的穩(wěn)定性、剛度和密閉性；如對外觀無特殊要求，亦可采用砌石墻替代模板，該方法能有效解決模板的剛度、強度及密封等問題。

堆石入倉：左右壩肩修上壩公路，運石車直接上壩由挖機輔助堆石，堆石入倉形成自然堆積狀態(tài)即可，輔以人工碼放，使其更加密實，經(jīng)濟性更加突出，表面過多的石渣由人工剔出。

專用自密實混凝土的生產(chǎn)與澆注：使用拌合樓生產(chǎn)的專用自密實混凝土運抵現(xiàn)場直接澆注，無須振搗即可密實，可直接用混凝土泵車輸送。實踐證明，通過200余m的泵管輸送后，自密實混凝土仍保持很強的流動性，也可采用吊罐、挖機等方式直接入倉澆筑，無需任何振搗。

連續(xù)循環(huán)施工澆注，實現(xiàn)多層澆筑：每層堆石混凝土的澆注高度一般不宜超過1 500～1 800 mm。在施工能力有保證的前提下可連續(xù)循環(huán)施工，即在上層堆石混凝土澆注完成4 h后循環(huán)堆石入倉澆注自密實混凝土。

4 施工注意事項及處理措施

4.1 模板

由于自密實混凝土具有超強的流動性，會對模板產(chǎn)生較大的側(cè)壓力，與普通混凝土相比，自密實混凝土對模板的要求較高，必須要有很好的穩(wěn)定性、剛性及密閉性。在模板與基礎(chǔ)倉面交界處須用砂漿進行密封，否則將會出現(xiàn)跑模、脹模、漏漿，造成模板位移，從而導(dǎo)致堆石混凝土表面出現(xiàn)麻面等現(xiàn)象。采用砌石墻可較好地解決這些問題。

4.2 堆石及基礎(chǔ)倉面

堆石入倉是堆石混凝土施工過程的首要環(huán)節(jié)，堆石料的質(zhì)量直接影響堆石混凝土的澆筑效果，對入倉的堆石粒徑必須嚴(yán)格控制，風(fēng)化嚴(yán)重的堆石禁止入倉，含泥量過高的堆石入倉前必須清洗，否則會影響自密實混凝土與堆石的粘結(jié)效果。在進行堆石時，對碎石過多的石料最好用挖機翻倒再入倉，這樣可減少大量摔碎的石渣入倉，避免過多的碎石渣堵塞堆石孔隙，從而影響澆筑效果。

4.3 專用自密實混凝土的生產(chǎn)及運輸

進行堆石混凝土澆筑的自密實混凝土受氣溫、砂石料含水率、級配、攪拌時間等因素影響較大，具有很強的敏感性，混凝土自密實性能較難控制，所以必須要由有經(jīng)驗的技術(shù)人員進行指導(dǎo)操作才能保證質(zhì)量。

自密實混凝土具有很強的黏性，對攪拌機的要求較高，在進行攪拌時盡量采用雙臥軸強制式攪拌機，并確保足夠的攪拌時間。在采用混凝土泵進行輸送自密實混凝土?xí)r，由于高壓會造成流動性增加或降低，所以必須對入倉時的自密實混凝土性能按堆石混凝土要求的技術(shù)指標(biāo)進行嚴(yán)格控制，不符合者嚴(yán)禁入倉，以保證入倉時自密實混凝土的質(zhì)量。

4.4 堆石倉現(xiàn)場澆筑方式

自密實混凝土現(xiàn)場澆筑是整個施工的重要環(huán)節(jié)之一，采用“Z”型或“N”型澆筑方式，各個澆筑點不宜超過2 m，在有外觀要求的模板處，可放慢澆筑速度、加長澆筑距離、減小混凝土入倉落差，并輕微敲打模板，這樣拆模后的混凝土?xí)休^光滑美觀的表面。

4.5 表面裂縫預(yù)防

高溫季節(jié)，在完成的堆石混凝土表面馬上要過車堆石，不能遮蓋養(yǎng)護。在堆石表面堆積過多過厚的自密實混凝土經(jīng)過暴曬，表面水分蒸發(fā)，容易產(chǎn)生細(xì)小裂縫。堆石混凝土澆筑時，可在自密實混凝土覆蓋較多的密集地帶，人工扔一些小碎石，在初凝時灑水養(yǎng)護以減少并阻斷這種裂紋。

5 結(jié)語

堆石混凝土技術(shù)在鄉(xiāng)寧縣清峪水庫大壩主體工程應(yīng)用后，明顯提高了混凝土的澆筑速度，降低了混凝土的質(zhì)量控制難度，減少了工人技術(shù)水平對混凝土澆筑質(zhì)量的影響，節(jié)省了大體積混凝土施工的溫控設(shè)備，真正實現(xiàn)了縮短工期，節(jié)約成本。