恒山水庫除險加固堆石混凝土施工工藝簡述

杜志仁，宋 濤，李 芳

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 工程概況

恒山水庫地處渾源縣城南5km處，東坊城鄉(xiāng)唐家莊村附近，位于海河流域永定河系桑干河上游渾河支流唐峪河上，控制流域面積164km2。

恒山水庫于1958年興建，1966年1月蓄水運(yùn)行，總庫容1158萬m3，是一座以防洪為主，兼顧灌溉等綜合利用的中型水庫。工程等級為Ⅲ等，主要建筑物為3級。水庫設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)500年一遇。大壩為混凝土雙曲薄拱壩，是我國第一座實(shí)驗性拱壩，最大壩高69m，壩底高程1186.3m，壩頂高程1255.3m，壩頂寬度2.5m，壩底寬度15.0m，壩頂軸線長146.2m。設(shè)1.3m高的防浪墻。

此次除險加固主體項目為原有水庫壩身加固，壩體應(yīng)滿足規(guī)范和設(shè)計要求，減少拱座推力。水庫除險加固高度69m，壩頂長135.27m，壩底加固厚度11.4m，壩頂加固厚度2m，壩體加固采用堆石混凝土施工工藝。壩體加固共分8個壩段，各壩段之間設(shè)25mm寬永久縫，填縫材料為瀝青模板。

2 堆石混凝土施工工藝

2.1 基礎(chǔ)面及施工縫處理

基礎(chǔ)面包括基巖面、砂礫石、土質(zhì)及混凝土基礎(chǔ)等。

第一，撬挖基巖上的松動巖石，并將浮石虛渣清除，最后用高壓風(fēng)將表面吹干凈，倉內(nèi)積水要排凈，如有地下涌水要制定引排措施和方法。在基巖面上可直接進(jìn)行堆石，也可先澆筑混凝土墊層再堆石。

第二，砂礫石及土質(zhì)基礎(chǔ)要在開挖完成后進(jìn)行碾壓或夯實(shí)，經(jīng)實(shí)驗取樣合格后，再澆筑混凝土墊層，待混凝土達(dá)到5MPa以上且表面鑿毛后再堆石。

第三，由于澆筑頂面留有塊石棱角，其高出堆石混凝土頂面5～20cm，因此堆石混凝土施工縫一般不需要鑿毛，只需清除表面積水及渣滓即可，但對表面積大于0.5m2的堆石混凝土應(yīng)對平整面進(jìn)行鑿毛，揭去乳皮。

2.2 模板安裝

堆石混凝土模板可采用鋼模板和木模板，鋼模板通常采用Q235鋼和16Mn鋼，面板厚度不小于4mm；木模板面板材質(zhì)不宜低于Ⅱ等材，面板厚度不小于4cm。

模板安裝前先進(jìn)行測量放線，按照測量放線所提供的位置進(jìn)行模板安裝，模板支撐形式與普通混凝土一樣，根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)形式采用相應(yīng)的支撐，通常采用內(nèi)拉外頂?shù)男问健Ｓ捎谧悦軐?shí)混凝土流動性高，模板必須密封性好，在模板接縫處粘貼密封條，如雙面膠帶等。

2.3 堆石

塊石進(jìn)倉前，首先對該批進(jìn)倉塊石進(jìn)行全面檢查，塊石材質(zhì)要新鮮完整，質(zhì)地堅硬無剝落層和裂紋，對少量粒徑小于30cm的塊石要分開運(yùn)輸、分散堆放。對粒徑過大的塊石要將其破裂成符合規(guī)定的塊石或放置倉面中部。對石料表面附著的泥土必須清洗干凈，堆放塊石的料場須硬化且排水暢通，以免堆石入倉時將泥土帶入堆石倉面。

對于檢查合格的塊石批，可以使用裝載機(jī)裝在吊斗或其他容器里，再由塔吊等吊運(yùn)設(shè)備吊至倉內(nèi)卸料，如果條件允許可以使用裝載機(jī)直接入倉，塊石隨機(jī)堆放，但對于基礎(chǔ)混凝土接觸面大的堆石應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，以保證新舊混凝土的粘結(jié)。堆石入倉時帶進(jìn)的泥土必須及時清除。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。

塊石入倉完成后需進(jìn)行人工平倉，也可用挖掘機(jī)進(jìn)行平倉，倉內(nèi)的塊石體積應(yīng)“下大上小、中大外小”。對倉內(nèi)的不合格料進(jìn)行清理，經(jīng)質(zhì)檢員檢查、監(jiān)理工程師驗收后，完成堆石工序。

2.4 自密實(shí)混凝土拌和

自密實(shí)混凝土拌和是堆石混凝土的關(guān)鍵程序，拌和質(zhì)量的好壞直接影響堆石混凝土質(zhì)量，因此，必須把握好自密實(shí)混凝土拌和關(guān)口。

自密實(shí)混凝土拌和的依據(jù)是配合比，使用現(xiàn)場材料通過實(shí)驗室試配得到的配合比為自密實(shí)混凝土理論配合比，還應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場生產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整修正，得到最終配合比，但水膠比變化不得超過-0.02～0.01。

自密實(shí)混凝土拌和前，首先要對場內(nèi)原材料進(jìn)行全面檢測，根據(jù)骨料含水率的變化情況隨時調(diào)節(jié)用水量。若自密實(shí)混凝土生產(chǎn)過程中天氣變化較大或取料部位發(fā)生變化時，應(yīng)及時對骨料含水率進(jìn)行重新測定，調(diào)整實(shí)際用水量。

原材料檢測完成后，用水清洗攪拌機(jī)并清除內(nèi)部積水。拌和自密實(shí)混凝土必須采用雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)。所用拌和設(shè)備應(yīng)滿足高峰期澆筑強(qiáng)度要求，所有的稱量、指示、記錄及控制設(shè)備都應(yīng)有防塵措施，稱量設(shè)備要確保精度，每倉自密實(shí)混凝土澆筑前要認(rèn)真核對稱量設(shè)備的精度。根據(jù)最終施工配合比出具配料單，配料單是自密實(shí)混凝土拌和的唯一依據(jù)。

自密實(shí)混凝土拌和時要按順序上料，首先將稱量好的骨料和膠凝材料分別投入攪拌機(jī)干拌，加入水和外加劑后繼續(xù)攪拌1min，并派專業(yè)人員進(jìn)行跟蹤拌和，待自密實(shí)混凝土工作性能達(dá)到要求時方可出機(jī)。

在攪拌機(jī)出口進(jìn)行自密實(shí)混凝土流動度和擴(kuò)散度測試，符合要求方可運(yùn)輸。

2.5 自密實(shí)混凝土的運(yùn)輸

自密實(shí)混凝土的運(yùn)輸采用混凝土罐車，由于自密實(shí)混凝土的流動性對于澆筑效果有很大影響，因此混凝土出倉后30min內(nèi)必須澆筑完成。根據(jù)運(yùn)輸距離配備足夠的運(yùn)輸設(shè)備，以保證自密實(shí)混凝土連續(xù)澆筑。

在混凝土罐車裝料前，要清洗罐車內(nèi)殘留的其他品種的混凝土，并將車內(nèi)的積水排盡。運(yùn)輸過程中嚴(yán)禁向車內(nèi)的混凝土加水。

卸料前將混凝土罐車高速旋轉(zhuǎn)1min以上，如果對自密實(shí)混凝土擴(kuò)展度進(jìn)行調(diào)整時，加入外加劑后將混凝土運(yùn)輸罐車高速旋轉(zhuǎn)3min，使自密實(shí)混凝土均勻一致，經(jīng)檢測合格后方可卸料。外加劑的種類、摻量應(yīng)根據(jù)實(shí)驗確定。

2.6 自密實(shí)混凝土的澆筑

自密實(shí)混凝土的澆筑采用泵送、挖掘機(jī)挖斗、溜槽及吊罐等方式入倉。采用泵送入倉時，泵送前應(yīng)檢查泵管和各截泵管接頭處加密封圈連接是否緊密，保證整個管路不漏氣、不漏漿。連接前，泵管內(nèi)不得有雜物及未清理的的混凝土，以保證泵管管壁光滑。泵送自密實(shí)混凝土應(yīng)按照以下順序操作：首先向內(nèi)輸送0.5～0.8m3清水潤濕和清潔泵管；其次在灌注自密實(shí)混凝土之前，使用同配比水泥砂漿潤泵；最后再泵送自密實(shí)混凝土。

不合格的自密實(shí)混凝土嚴(yán)禁入倉，已入倉的不合格自密實(shí)混凝土必須清理出澆筑倉，并按監(jiān)理工程師指定的地點(diǎn)棄置。

澆筑自密實(shí)混凝土?xí)r嚴(yán)禁在倉內(nèi)加水。如發(fā)現(xiàn)混凝土和易性較差，應(yīng)采取如添加外加劑、重新拌和等措施來保證質(zhì)量。

澆筑倉面較大時，應(yīng)采取多點(diǎn)澆筑法。一般9m2布置一個澆筑點(diǎn)，澆筑點(diǎn)間距不大于3m，在每個澆筑點(diǎn)必須使自密實(shí)混凝土灌滿后方可移至相鄰的澆筑點(diǎn)，且澆筑點(diǎn)應(yīng)連續(xù)布置，以保證堆石混凝土密實(shí)。澆筑順序應(yīng)做到單向順序，不可在倉面上往返澆筑。

在堆石下方密實(shí)后，混凝土到達(dá)倉面時，應(yīng)控制澆筑高度，一般情況下混凝土面低于堆石面10～20cm，這樣更利于下個倉面的粘結(jié)。整個澆筑完成后，待自密實(shí)混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度時，即可進(jìn)行下層澆筑。

2.7 堆石混凝土的養(yǎng)護(hù)

堆石混凝土在澆筑完6～18h開始灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)前避免太陽暴曬。

混凝土應(yīng)連續(xù)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期內(nèi)應(yīng)保證混凝土表面保持濕潤。養(yǎng)護(hù)時間不宜少于28d，有特殊要求的部位宜適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間。

3 結(jié)語

恒山水庫除險加固工程壩體加固采用堆石混凝土施工工藝，取得了較好的效果，積累了豐富的施工經(jīng)驗，為同類工程施工奠定了良好的基礎(chǔ)。