膠凝砂礫料在泰安唐莊橡膠壩工程的應(yīng)用

趙勝珠，陳 濤，黃繼峰

（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276000）

膠凝砂礫料主要是利用天然砂礫石料和水泥、粉煤灰等膠凝材料拌和后碾壓施工的一種壩基回填材料,膠凝砂礫料主要是利用水泥的黏合性將砂礫石等骨料固結(jié)成為一個(gè)整體，用于基礎(chǔ)回填，起到加強(qiáng)地基的作用，在唐莊攔蓄樞紐工程中主要用于橡膠壩底板基礎(chǔ)回填。

1 工程概況

唐莊攔蓄樞紐工程位于泰安市區(qū)東南部，大汶河支流牟汶河中游，〇九公路角峪大橋下游約500 m處。工程包括橡膠壩、調(diào)節(jié)閘、引水閘、引水渠、上下游護(hù)坡、地方道路、管理設(shè)施等。樞紐攔蓄水位144.20 m，底板高程138.00 m，壩高6.30 m。橡膠壩共7孔，每孔凈寬60 m，全長(zhǎng)430.5 m。在工程施工中膠凝砂礫料作為一種創(chuàng)新材料用于橡膠壩基礎(chǔ)填筑，總填筑3.08萬m3。由于膠凝砂礫料在我國主要應(yīng)用于工程圍堰等臨時(shí)設(shè)施的施工，目前對(duì)于橡膠壩基礎(chǔ)回填還沒有系統(tǒng)的規(guī)范和要求，因此施工的技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)需要根據(jù)實(shí)際地質(zhì)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)要求的地基承載力以及壓實(shí)度來確定施工參數(shù)。

首先取用河床內(nèi)的沖積河砂和經(jīng)檢驗(yàn)合格的水泥和粉煤灰經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)確定最大干密度、最佳含水率以及實(shí)際碾壓次數(shù)和上料厚度。在工程中采用18 t振動(dòng)碾先震動(dòng)2次再靜壓2次的方式來滿足實(shí)驗(yàn)要求的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。每層碾壓后都取樣檢驗(yàn)壓實(shí)度，并且及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，灑水目的在于加速水泥釋放水化熱，加快凝固速度，有利于再次上料以及工作面良好結(jié)合。

2 膠凝砂礫料的施工優(yōu)點(diǎn)

2.1 原材料方面

膠凝砂礫料中的砂礫石既可以就地取材，直接利用壩址河床開挖出來除淤泥以外的砂石、風(fēng)化巖以及河床沖積料等天然材料，又可以采用樞紐建筑物拆除產(chǎn)生的建筑礫石或者破碎后的混凝土以及礦山鐵廠等產(chǎn)生的礦渣等廢料，任何達(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的建筑垃圾都可以作為拌合材料投入使用，擴(kuò)大了骨料使用的范圍，而且對(duì)建筑垃圾的廢棄物再次利用，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。

2.2 施工速度方面

唐莊攔蓄樞紐工程中采用攤鋪的方式進(jìn)行膠凝砂礫料的回填，首先清理出一個(gè)工作面，然后取用第二個(gè)工作面的砂礫料用于第一個(gè)工作面的膠凝砂礫料的拌合回填，如此循序漸進(jìn)，流水作業(yè)，既開挖出下一個(gè)工作面，又回填完上一個(gè)工作面，節(jié)省了機(jī)械來回倒運(yùn)的費(fèi)用。而且膠凝材料含量較少，水化熱產(chǎn)生量較小，減少對(duì)溫度變形等方面的控制措施，加快施工速度。

2.3 工程質(zhì)量安全方面

由于水泥及粉煤灰的膠結(jié)作用，砂礫石經(jīng)過振動(dòng)碾的碾壓后形成的是膠結(jié)堆石體，而不是散粒體，因而填筑基礎(chǔ)具有較強(qiáng)的抗沖能力和較高的抗剪、抗壓強(qiáng)度，唐莊攔蓄樞紐工程經(jīng)過一年多的運(yùn)行各方面均未出現(xiàn)任何安全問題。經(jīng)碾壓后的膠凝砂礫料可以允許其上漫水，汛期時(shí)可以作為臨時(shí)導(dǎo)流渠道，從而降低施工導(dǎo)流的需求和增強(qiáng)了汛期施工的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

2.4 使用范圍方面

膠凝砂礫料作為回填材料對(duì)地基的要求較低，既可以用于淤泥地基的換填，也可以直接作用于堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)上。唐莊攔蓄樞紐工程回水長(zhǎng)度4.3 km，蓄水高度6.30 m，總蓄水量670萬m3，該地基為不透水黃泥巖層。經(jīng)過膠凝砂礫料回填碾壓后，在施工過程中以及在后期運(yùn)行使用中，均未出現(xiàn)地基沉降、變形、裂縫等現(xiàn)象。因此膠凝砂礫料適合軟弱地基等各種基礎(chǔ)的回填，具有較高的地基適應(yīng)性和安全性。

2）膠凝砂礫料中的膠凝材料用量少，骨料不能充分裹漿，如果使用挖掘機(jī)拌合，需要多次重復(fù)拌合，才能保證壩基強(qiáng)度達(dá)到試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求，若采用攪拌機(jī)拌合又增加了來回倒運(yùn)的機(jī)械費(fèi)用。如何更規(guī)范地拌合以及確保骨料充分裹漿還有待于進(jìn)一步改進(jìn)和研究。

3）為保證拌合物的和易性，同時(shí)滿足強(qiáng)度要求，砂礫石在拌合之前需要堆放一段時(shí)間，以免含水量過大，單位用水量需通過試驗(yàn)確定，而且需要隨時(shí)監(jiān)測(cè)粗骨料的含水率，配合比較難控制。

4）河床砂礫石級(jí)配不連續(xù)，各類建筑廢棄物強(qiáng)度也不均勻，不同部位粒徑尺寸分布的差異性使得材料強(qiáng)度的離散性高，因此一個(gè)工程中應(yīng)盡量使用同類同源骨料，避免出現(xiàn)強(qiáng)度不均的現(xiàn)象。

3 施工中存在的問題

4 結(jié)語

1）由于膠凝砂礫料骨料材料未經(jīng)沖洗篩分，材料本身強(qiáng)度低，抗?jié)B透性較差，且膠凝材料用量少，并且長(zhǎng)期在壓力水滲透作用下。因此，采用膠凝砂礫料作為工程材料時(shí)，應(yīng)避免膠凝砂礫料處于長(zhǎng)期的滲透溶蝕中，以盡量減少滲透溶蝕對(duì)壩體帶來的長(zhǎng)期耐久性問題。

膠凝砂礫料作為探索和實(shí)踐相結(jié)合的一種新興施工材料，在材料來源，加速施工，保證質(zhì)量安全以及使用范圍廣泛等多方面具有顯著優(yōu)點(diǎn)。建立一套全面的施工控制技術(shù)體系及管理體系，將對(duì)膠凝砂礫料的推廣應(yīng)用產(chǎn)生積極的作用。