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1工程概況

口上水庫位于昔陽縣東冶頭鎮(zhèn)口上村附近，距離昔陽縣城35km，控制流域面積1462km2，是一座以農(nóng)村人畜飲水、農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼顧工業(yè)和城鎮(zhèn)生活供水的?。ㄒ唬┬退畮臁Ｋ畮齑髩螢榍€型堆石混凝土重力壩，最大壩高58.4m，壩長120m，壩頂高程647.9m，壩頂寬6m，壩底寬54.4m，總庫容495萬m3。大壩分為4個壩段，壩體內(nèi)部采用堆石混凝土，上下游面設(shè)置鋼筋混凝土防滲面板，溢流表孔的面層、閘墩、導(dǎo)墻，泄流沖砂底孔的底板、側(cè)墻，以及廊道等部位為普通混凝土。堆石混凝土工程量約5.7萬m3，普通混凝土工程量約4.6萬m3。

2堆石混凝土應(yīng)用

2.1堆石混凝土簡介堆石混凝土是利用自密實混凝土高流動性、不離析和不泌水的特點，不需振搗、依靠自重充填自然堆積的石塊空隙形成完整密實的混凝土，能夠大量使用工程機械，工藝簡便、施工強度高，而且塊石占堆石混凝土50%以上體積可以充分利用大壩開挖產(chǎn)生的大塊石。相比普通混凝土，最大限度地降低了膠凝材料用量，水化熱低；可以簡化甚至取消溫控措施，加快了施工進度；人工投入少，可減少因工人技術(shù)水平的不同而造成的混凝土質(zhì)量波動，質(zhì)量穩(wěn)定。施工過程主要包括堆石體的入倉和自密實混凝土的澆筑。

2.2施工工藝

2.2.1堆石料選取及入倉堆石料要求飽和抗壓強度不得小于40MPa，大壩石方開挖料實際檢測飽和抗壓強度65.2MPa，因此選用開挖料中新鮮完整、質(zhì)地堅硬、無剝落層和裂紋的石灰?guī)r塊石作為堆石料，后經(jīng)自制工字鋼方孔篩網(wǎng)篩出，將堆石料粒徑控制在30～100cm之間。實際堆石粒徑30～50cm，50～80cm，大于80cm的入倉比例約為25％，60％，15％。在上壩道路途中設(shè)坡度為20°的斜面堆石料清洗平臺，篩分好的堆石料經(jīng)自卸汽車運輸至清洗平臺，采用水泵沖洗，保證堆石料含泥量≤0.5%，沒有泥塊。自卸汽車底部設(shè)直徑10cm的排水口，結(jié)合有坡度的清洗平臺排凈積水后運至壩體澆筑倉面。在壩體澆筑倉面入口處施工道路上鋪設(shè)30cm厚的碎石料并用水泵沖洗，保證運輸機械的輪胎不污染倉面。塊石由自卸汽車運送至倉面自然堆積，避免在倉面多次周轉(zhuǎn)倒運，如無法滿足堆高要求必須輔以反鏟挖掘機倒運時，則需在倒運結(jié)束后，將卸料倒運的倉面重新清掃，清除掉落的小石塊和石屑，以免影響堆石混凝土層間結(jié)合。參考清峪水庫大壩澆注施工經(jīng)驗，經(jīng)現(xiàn)場試驗確定鋪設(shè)層高度為1.8m。

2.2.2原材料選擇及配合比自密實混凝土所需原材料與普通混凝土基本一致，原材料除滿足國家和行業(yè)的相關(guān)規(guī)范標準外，還應(yīng)結(jié)合堆石混凝土施工特點具體考慮。普通硅酸鹽水泥的選取應(yīng)符合《通用硅酸鹽水泥》標準，并選用多個品牌水泥與外加劑進行相容性試驗，檢測是否出現(xiàn)外加劑用量過高、工作性能損失過快、緩凝甚至不凝以及混凝土靜止泌水等問題。細骨料選用當?shù)丶壟淞己玫闹写趾由?，粗骨料使用自有砂石料場生產(chǎn)的5～20mm粒徑的碎石，最大粒徑不超過20mm，針片狀顆粒含量不超過8%，性能指標符合《水工混凝土施工規(guī)范》規(guī)定。摻合料的選取按照《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》要求，選用陽泉第二電廠的Ⅱ級粉煤灰。拌和用水使用施工現(xiàn)場山體深層裂隙滲水，經(jīng)檢測達到飲用水標準，同時水溫自然保持在17℃左右，有利于混凝土的溫控要求。外加劑選用堆石混凝土專用外加劑，性能指標符合《混凝土外加劑》《水工混凝土外加劑技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，經(jīng)現(xiàn)場自密實砂漿試驗檢測，滿足初始擴展度250～300mm、靜置1h后初始擴展度≥95％、V型漏斗通過時間5～15s和泌水率≤1％的要求。自密實混凝土配合比設(shè)計：首先通過選取不同型號的外加劑與水泥、粉煤灰進行適應(yīng)性凈漿試驗，確定合適的外加劑；然后利用現(xiàn)場砂料進行砂漿試驗，選取合理的水膠比、砂率和粉煤灰摻量；再調(diào)整單方骨料和外加劑用量進行混凝土試驗，得到基準配合比；最后調(diào)整配合比參數(shù)進行優(yōu)化試驗，選定科學(xué)適用的配合比。該工程進行凈漿、砂漿和混凝土試驗128組，最終選定的堆石混凝土專用自密實混凝土配合比為：水泥166kg/m3，粉煤灰265kg/m3，水175kg/m3，砂910kg/m3，石子756kg/m3，外加劑7kg/m3。

2.3堆石混凝土施工

2.3.1倉面處理基巖面要撬挖松動巖石，清除浮石虛渣，用高壓沖毛機將基巖面沖洗干凈并排凈倉內(nèi)積水；先澆筑1m厚普通混凝土墊層再進行堆石施工。堆石混凝土澆筑頂面留有塊石棱角，且層間塊石棱角高出自密實混凝土頂面5～20cm。堆石混凝土層間結(jié)合一般不進行鑿毛，只需清除表面積水及浮渣，但對于表面積大于0.5m2的自密實混凝土平整面，為保證層間結(jié)合質(zhì)量，待終凝后使用高壓沖毛機對混凝土施工縫進行沖毛。后續(xù)堆石鋪筑前將工作面沖洗干凈，清除嵌入混凝土表面的松動堆石、排除積水，保證層間接觸效果。

2.3.2架設(shè)模板堆石混凝土施工采用兩種模板：一種是外撐式懸臂式大鋼模，其剛度和強度能夠抵抗自密實混凝土產(chǎn)生的側(cè)向壓力，模板間縫隙小于2mm并粘貼海綿條以防止漏漿；另一種是用50cm厚的漿砌塊石墻替代模板，用錨筋同堆石混凝土錨固。漿砌石墻模板采用M20水泥砂漿砌筑，不低于堆石混凝土C15的強度等級。在模板附近堆石時，盡量選用粒徑小的塊石，且需離開模板20～50cm。

2.3.3混凝土制備按照配合比制備的自密實混凝土入倉前進行普通混凝土性能檢測，以及坍落度、擴展度、含氣量和V型漏斗通過試驗等檢測?？谏纤畮靿误w澆筑使用的自密實混凝土性能檢測情況為：坍落度265~280mm，擴展度680~745mm，含氣量3.1%，V型漏斗通過試驗7~12s，自密實性能穩(wěn)定性不小于2h。

2.3.4澆筑控制自密實混凝土入倉時應(yīng)保證澆筑的連續(xù)性，避免出現(xiàn)冷縫。堆石混凝土澆筑倉面較大，采用垂直于澆筑倉面的對角線“Z”字型布置澆筑點，從距離輸送泵最遠的澆筑點向輸送泵方向“Z”字單向順序澆筑，不可在倉面重復(fù)澆筑。每個澆筑點控制范圍不大于9m2，自密實混凝土灌滿澆筑點后拆卸混凝土輸送管進行下一點的澆筑，保證自密實混凝土連續(xù)流動、完全填充塊石的空隙，自密實混凝土的澆筑高度應(yīng)低于堆石面5～15cm，以利于增強和上層堆石混凝土的粘結(jié)及減少自密實混凝土的澆筑量。

2.4質(zhì)量檢測

2.4.1力學(xué)及耐久性能試驗試塊制作方法與普通混凝土大致相同，在試塊制作過程中，依靠混凝土自重成型。90d齡期抗壓強度平均為25.4MPa，檢測結(jié)果滿足90d抗壓強度15MPa、抗凍F50和抗?jié)BW2的設(shè)計力學(xué)性能及耐久性要求。

2.4.2預(yù)埋孔密實度檢測在大壩倉面堆石體中預(yù)埋直徑5cm的鋼管，自密實混凝土澆筑完成后，在混凝土終凝時拔出，采用軟管攝像頭和注水試驗對孔內(nèi)密實度的觀測評定堆石混凝土的密實性，實際觀測缺陷面積均小于2%，滿足孔內(nèi)缺陷面積不得超過總面積5%的設(shè)計要求。

2.4.3堆石混凝土容重及孔隙率在大壩高程609.623m、樁號B0+021.93處人工使用風(fēng)鎬和撬棍挖取直徑1.2m、深度1m的試坑，采用挖坑灌水法進行密度和空隙率試驗。堆石混凝土檢測容重為2564kg/m3、空隙率為2.53％，滿足堆石混凝土容重2450kg/m3的設(shè)計要求。

3結(jié)語

目前，口上水庫大壩堆石混凝土施工結(jié)束，通過嚴格的質(zhì)量控制，其各項檢測指標均優(yōu)于設(shè)計要求，充分發(fā)揮了堆石混凝土在混凝土重力壩的優(yōu)異性能，且比同標號普通混凝土節(jié)省投資約70元/m3，縮短工期約45d。堆石混凝土技術(shù)在口上水庫工程建設(shè)中的成功應(yīng)用，可為同類工程借鑒。

作者：白小丹單位：山西水務(wù)投資集團有限公司