胶凝砂砾石坝施工工艺的作用

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　　[关键词]胶凝砂砾石大坝;变态混凝土;常态混凝土;守口堡水库

　　胶凝砂砾石筑坝技术是介于碾压混凝土坝和面板堆石坝衍生出来的一种新型的筑坝技术。胶凝材料的特点可以根据施工条件做到就地取材、施工工艺特别简单、施工速度快、经济性好，有利于保护环境，有利于促进水利工程建设可持续发展。大同市守口堡水库是我国首次将该筑坝技术应用于永久工程，通过大量的现场生产性试验和实际的施工操作工艺流程，形成了比较成熟的施工工艺，为今后的筑坝技术发展提供了宝贵经验，同时对该类型坝在国内的推广和应用起到了积极的作用。施工中往往会涉及到胶凝砂砾石与纵、横向廊道混凝土的结合，以及胶凝砂砾石与左、右岸边坡的结合，若采用26t大型振动压路机根本无法碾压到位，只能用小型压实机具，但小型压实机具的振动荷载达不到设计压实度要求，所以很难保证胶凝砂砾石的填筑质量。经过多次探讨和不断的试验，最后采用变态混凝土施工技术成功地解决了胶凝砂砾石与坝肩岸坡及混凝土周边部位无法碾压施工的难题，极大地提高了大坝施工速度，又能有效保证施工质量，同时取得了良好的社会效益和经济效益。

　　1工程概况

　　守口堡水库位于大同市阳高县境内黑水河上游段，距阳高县城西北方向约10km，控制流域面积291km2，是一座集工业供水、农业灌溉及防洪等综合利用的小(一)型水库。正常蓄水位1240.0m，设计洪水位1240.3m，校核洪水位1243.1m，坝顶高程为1243.6m，最大坝高为61.6m。守口堡水库工程包括枢纽工程和工业供水工程。枢纽建筑物包括两孔泄洪冲砂底孔、取水建筑物和灌溉引水建筑物。大坝主体为胶凝砂砾石坝，坝体采用“金包银”的重力式结构，其中上游面板为厚1.5m的混凝土防渗层，下游面板为厚1m的混凝土保护层。

　　2施工工艺及操作要点

　　在胶凝砂砾石的铺筑施工中，胶凝砂砾石与大坝廊道混凝土、岸坡接触部位机械碾压不到，人工夯实难以保证施工质量。采用变态混凝土有效保证了大坝整体的施工质量。2.1结合面处理变态混凝土施工前，先清除岸坡松动岩石等杂物，对接触面进行凿毛处理，并使之达到混凝土凿毛要求的标准。待凿毛完成后及时用高压冲毛枪对接触面进行冲冼，以利于变态混凝土和常态混凝土的充分结合。2.2铺设砂浆当变态混凝土施工能连续上升铺筑，且施工时间均控制在初凝时间内，则不需要铺设砂浆。当变态混凝土超过初凝时间时，在变态混凝土的结合面，先铺设2～3cm砂浆，然后再铺设新的变态混凝土。2.3变态混凝土铺设第一，变态混凝土采用强制式搅拌机搅拌，变态混凝土强度等级为C15。经拌合好的变态混凝土采用25t自卸车或装载机水平运输到施工现场，然后再利用50装载机根据变态混凝土用量多少分别分配到不同的结合部位，并辅以人工进行摊平，摊平厚度要比胶凝砂砾石铺筑厚度高出5cm以上。当在外界气温较高时，为防止变态混凝土表面风干，对新铺设的变态混凝土及时进行喷雾加湿处理。第二，与常态混凝土结合部位的变态混凝土施工。施工前，应先铺设胶凝砂砾石料，预留出铺设变态混凝土的区域，胶凝砂砾石料摊铺自然坡度1∶1的底部宽度距常态混凝土结合面为30cm，顶部宽度控制在80cm为宜，变态混凝土浇筑区域断面为梯形断面。第三，与岩石岸坡结合部位的变态混凝土施工。针对不同的坡比，采用不同的施工顺序，当岸坡坡度缓于或等于1∶0.5时，先铺设变态混凝土，后铺筑胶凝砂砾石料;当坡度陡于1∶0.5时，先铺设胶凝砂砾石料，后摊铺变态混凝土，胶凝砂砾石料摊铺自然坡比1∶1，胶凝料的底部与岩石岸坡结合面距离不少于50cm。第四，在施工过程中，针对高温天气，为使变态混凝土更好地与胶凝砂砾石料在施工时间上相匹配，在拌合变态混凝土时，根据变态混凝土的配合比加入缓凝高效减水剂，以此来延长变态混凝土初凝时间。但是为确保施工质量，尽可能在不大于4h以内完成变态混凝土的施工。施工中若发现上层变态混凝土已超过初凝时间，应在下层变态混凝土结合面施工前先行铺设2～3cm的砂浆后再进行施工，以便变态混凝土层之间紧密结合。2.4结合部位碾压当胶凝砂砾石料和变态混凝土铺筑完成后，采用26t单钢轮振动碾对胶凝砂砾石料与变态混凝土结合部位进行碾压，根据胶凝砂砾石料现场碾压试验，普通胶凝砂砾石料最佳碾压遍数为6遍，振动碾行走速度控制在1.0～1.5km/h，其它碾压参数与胶凝砂砾石料碾压参数相同。2.5勾槽为确保变态混凝土的施工质量，加入变态混凝土内的灰浆量多少控制也是至关重要的一个环节。为使浆液能够更加充分利用，做到经济合理，在铺设好的变态混凝土顶面沿中心线方向进行人工勾槽，勾槽可根据实际情况制作专用齿钯进行，勾槽宽度和深度以浆液不外溢为参照标准。2.6加浆加浆量是保证变态混凝土施工质量的关键。施工前，先通过现场试验确定单位体积变态混凝土所需的加浆量和水泥浆液的比级，经过现场验试得出本变态混凝土每立方米内的加浆量为30L，水泥浆液比级为1∶0.8。浆液拌制采用自制的专用水泥浆搅拌设备，搅拌筒内标有浆液的容积，根据所需浆液量从搅拌筒内放出。在加浆过程中，搅拌筒内的搅浆叶片应持续转动，确保浆液时刻处于均匀状态。2.7覆盖沟槽通过现场观察，待浆液完全下渗后，人工对沟槽进行覆盖。2.8振捣变态混凝土的振捣采用Φ100高频振捣器，其变态混凝土加浆振捣结束条件与常态混凝土结束标准相同，振捣控制时间为25～30s。

　　3结语

　　变态混凝土施工技术在胶凝砂砾石坝施工中的应用，成功解决了胶凝砂砾石铺筑过程中坝肩两岸坡及常态混凝土周边无法碾压的问题，从而使胶凝砂砾石筑坝技术的优势得到了充分发挥，并且简化了施工过程，加快了工程进度，有效缩短了施工工期。以守口堡水库大坝工程为实例，采用变态混凝土很好地起到了胶凝砂砾石与左、右坝肩的岸坡和纵、横向廊道常态混凝土结合的过渡作用，既能保证工程质量，又能加快施工进度，极大地降低了施工管理费用，从而降低了施工成本，并取得了很好的社会效益和经济效益，为国内同类型筑坝技术提供了宝贵的经验。

　　作者：吕建文 单位：山西省水利建筑工程局