干硬性混凝土擠壓成型消能消浪連鎖塊施工工法

□ 段玲玲（河南水利建筑工程有限公司）

1 工程概況

隨著國家對水利建設(shè)的重視，對大量的病險水庫進(jìn)行除險加固，以提高防洪標(biāo)準(zhǔn)。河南省鴨河口水庫除險加固工程中，天津大學(xué)水力學(xué)所、河南省水利勘測設(shè)計研究有限公司、南陽市鴨河口水庫工程管理局等單位，通過多次水力試驗(yàn)，反復(fù)比較，優(yōu)化設(shè)計，確定上游迎水面護(hù)坡采用消能消浪連鎖塊方案。

河南水利建筑工程有限公司利用自身擁有多年承包大中型水利工程的優(yōu)勢，通過在河南省鴨河口水庫除險加固工程中的工程實(shí)踐，探索出干硬性混凝土擠壓成型消能消浪連鎖塊制作及施工工藝。

2 工法特點(diǎn)

消能消浪連鎖塊是一種新型護(hù)坡形式，具有穩(wěn)定性、整體性、耐久性好，抗風(fēng)浪及抗沖刷能力高等特點(diǎn)。干硬性混凝土擠壓成型連鎖塊施工工藝與普通混凝土連鎖塊施工工藝相比較，優(yōu)點(diǎn)有：

第一，施工功效高，能大規(guī)模大批量施工。

第二，節(jié)能減排。用水量小，水灰比小，對節(jié)約水泥，減少鋼材使用量效果顯著。

第三，質(zhì)量能保證，密實(shí)性好，外觀質(zhì)量好等特點(diǎn)能滿足大壩護(hù)坡的要求。

第四，降低成本、材料，人工投入少，成本低。

第五，施工簡易，工序少，易操作，易推廣。

第六，運(yùn)輸方便，施工設(shè)備投入少、施工工藝簡單、施工速度快、受天氣影響小、便于野外施工和質(zhì)量控制。

第七，施工時基本不需要現(xiàn)場拌制混凝土、砂漿，污染小，可減少運(yùn)輸浪費(fèi)。

3 適用范圍

干硬性混凝土擠壓成型消能消浪連鎖塊施工工法,適用于河道堤防工程坡面防護(hù)及大壩坡面防護(hù)等水利工程。

4 干硬性混凝土擠壓成型消能消浪連鎖塊工藝原理

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)確定出合理水灰比的混凝土，采用改造定制的液壓、氣動系統(tǒng)的連鎖塊擠壓機(jī)，利用震動、擠壓原理，達(dá)到擠壓密實(shí)，且出模后不變形，外觀平整，楞角完整。

5 施工工藝流程

5.1 干硬性混凝土拌制成型流程

材料試驗(yàn)→按設(shè)計配合比配料分次序上料→攪拌機(jī)組攪拌混凝土→進(jìn)入成型機(jī)械→生產(chǎn)成品→運(yùn)輸成品至存放場地→成品養(yǎng)護(hù)。

5.2 連鎖塊鋪設(shè)程序

測量放線、定控制樁、掛線→連鎖塊運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場→通過鋼管梯滑到施工部位→人工鋪設(shè)→泄水孔、接縫調(diào)直→每一層驗(yàn)收合格后方可鋪設(shè)下一層。

5.3 干硬性混凝土原材料的選用

干硬性混凝土所用水泥應(yīng)優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥；粗骨料宜選用碎石，碎石粒徑應(yīng)控制在5～10mm之間，應(yīng)連續(xù)級配。細(xì)骨料應(yīng)采用中砂,粉煤灰不低于II級。

5.4 混凝土配合比配制標(biāo)準(zhǔn)

混凝土配合比要滿足維勃稠度為15-30 s，水灰比：0.40～0.45，砂率：35%～40%，水泥PO42.5,砂：中砂（細(xì)度模數(shù)在2.40～2.70之間），碎石：5～10mm，II級粉煤灰。

5.5 干硬性混凝土的拌制要求

第一，混凝土的各種原材料、摻和料、外加劑的質(zhì)量應(yīng)通過抽檢確認(rèn)達(dá)到配合比要求。

第二，定期不定期檢查、校驗(yàn)計量設(shè)備，開始拌制前按照操作規(guī)程檢查機(jī)械設(shè)備、輸送料口的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

第三，對摻加外加劑的混凝土拌制時間要延長30-60 s。

第四，拌制達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后，開始制作連鎖塊。

5.6 存放場地

場地要平整（10000m2）,每天生產(chǎn)的分別存放，中間留有運(yùn)輸通道。設(shè)有產(chǎn)品標(biāo)示牌，內(nèi)容有班組名稱、當(dāng)班生產(chǎn)量、生產(chǎn)日期、外觀檢查和取芯檢驗(yàn)情況等。

5.7 混凝土連鎖塊鋪設(shè)

上游護(hù)坡混凝土連鎖塊平面圖及錨固方式如圖1所示：

圖1 上游護(hù)坡混凝土連鎖塊平面圖

5.7.1 測量放樣

鋪筑前應(yīng)首先確定坡頂線高程，每一縱坡線、橫坡線均應(yīng)掛線鋪設(shè)。

5.7.2 鋪設(shè)注意事項(xiàng)

第一，鋪設(shè)前，應(yīng)根據(jù)測量人員放的坡腳線及坡頂線進(jìn)行加密控制，使鋪設(shè)部位形成縱橫斜控制線，便于質(zhì)量控制。

第二，連鎖塊鋪筑時，以一層與一層錯縫鎖結(jié)方式鋪砌，同時應(yīng)注意不得擾動反濾層，自下而上進(jìn)行鋪筑，做到表面平整，砌縫緊密，整齊有序，預(yù)制塊底部應(yīng)墊平填實(shí)，嚴(yán)禁架空。

第三，從施工便道向下運(yùn)送預(yù)制塊時采用特制鋼管梯的方式，在鋼管梯上往工作面下滑，功效可以比人工搬運(yùn)提高，也避免了擾動反濾層。

第四，反濾層按設(shè)計厚度鋪設(shè)，壓實(shí)后進(jìn)行壓實(shí)度檢測，合格后再進(jìn)行下道工序施工。

5.7.3 質(zhì)量控制措施

第一，向各施工班組做好預(yù)制塊鋪設(shè)技術(shù)交底，明確施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

第二，在正式鋪設(shè)前加強(qiáng)基層驗(yàn)收，反濾層厚度和壓實(shí)度以及坡度符合設(shè)計要求，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后，并做出一段樣板，便于各施工班組心中有數(shù)，有利于保證施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度。

第三，每兩道橫向混凝土錨固梁之間（50m）為一工作面，便于現(xiàn)場協(xié)調(diào)和管理。同時明確獎懲，加強(qiáng)各施工隊(duì)評比，展開內(nèi)部競賽，以利于提高鋪設(shè)質(zhì)量和加快施工進(jìn)度。

第四，混凝土連鎖塊鋪設(shè)重點(diǎn)是控制好兩條線和一個面，兩條線是坡頂線和底腳線，一個面是鋪設(shè)面。保證兩條線的順暢和鋪設(shè)面的平整，對保證整個護(hù)坡的外觀質(zhì)量至關(guān)重要。

第五，反濾層驗(yàn)收是保證大壩連鎖塊穩(wěn)定的重要條件，反濾層的壓實(shí)質(zhì)量至關(guān)重要，必須保證壓實(shí)度合格，否則遭受波浪沖擊時，容易造成反濾層流失，導(dǎo)致連鎖塊垮塌。

6 材料與設(shè)備

6.1 材料

混凝土材料按設(shè)計配合比計算，現(xiàn)場測定實(shí)際砂石含水率后，確定現(xiàn)場施工配合比，模具采用定型模具，按設(shè)計尺寸500mm×400mm×240mm加工，養(yǎng)護(hù)時間≥14d,以再生棉覆蓋，在開始養(yǎng)護(hù)的7d內(nèi)，晝夜專人灑水并始終保持再生棉濕潤，以后養(yǎng)護(hù)時間里每天灑水4次左右，并保持再生棉濕潤。覆蓋氈布，灑水養(yǎng)護(hù)。

6.2 機(jī)具設(shè)備和勞動組織

施工現(xiàn)場機(jī)具配置要有液壓全自動砌塊成型機(jī)1臺，裝載機(jī)（30型）1臺，拌和系統(tǒng)（50）1套，成品運(yùn)輸小車3輛，運(yùn)輸車5輛。施工現(xiàn)場人員配置滿足一個工作班次要有機(jī)械操作手3人，混凝土工15人，質(zhì)量檢查2人，機(jī)修電工1人。

7 質(zhì)量控制措施

原材料須經(jīng)過試驗(yàn)復(fù)檢，施工前對所有鋼模的外形尺寸予以檢查。同時在混凝土預(yù)制塊的生產(chǎn)過程中，定期檢查模具外形尺寸及形狀有無變化，并及時修正或更換，避免出現(xiàn)不合格的產(chǎn)品，造成浪費(fèi)。混凝土預(yù)制塊外觀質(zhì)量平整、光滑，拆模后外露面不允許有蜂窩等缺陷，尺寸偏差在容許偏差范圍以內(nèi)，禁止用砂漿刮抹預(yù)制塊表面。

在擠壓設(shè)備一次振搗后，采用二次布料撒布面料，這樣進(jìn)行二次振搗后，擠壓出來的預(yù)制塊表面整潔美觀，能滿足設(shè)計要求。成品出口有專人用毛刷和抹灰刀及時修整清理表面，確保產(chǎn)品外觀質(zhì)量合格。擠壓模具每生產(chǎn)10000塊左右就需要更換，要備有足夠的模具和其他易損件，便于及時更換，以免影響質(zhì)量和生產(chǎn)。

8 安全、環(huán)保措施

建立健全安全管理體系，設(shè)專職安全員和班組兼職安全員。加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程。要利用廢棄場地，節(jié)約用水，嚴(yán)格管理污水的排放。

9 效益分析

河南省鴨河口水庫除險加固工程使用連鎖塊約50萬塊，混凝土24457m3。實(shí)踐證明，采用干硬性混凝土擠壓成型工藝，從混凝土拌制到連鎖塊成型全部機(jī)械化，避免了傳統(tǒng)人工生產(chǎn)的因人為原因造成的質(zhì)量隱患，例如因人工操作不當(dāng)產(chǎn)生的表面有氣泡、混凝土不密實(shí)等現(xiàn)象得到了杜絕。同時可以大批量生產(chǎn)，在相同的人力物力條件下，生產(chǎn)數(shù)量是傳統(tǒng)工藝的數(shù)倍。干硬性混凝土初凝強(qiáng)度高，在同條件養(yǎng)護(hù)下能夠提前數(shù)天達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度要求。與普通混凝土工藝相比每立方米節(jié)省約80元。同時減少了對石材的需求，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，避免了資源浪費(fèi)。外觀效果好，對美化環(huán)境和旅游資源開發(fā)項(xiàng)目有著良好前景。

10 結(jié)語

實(shí)踐證明，干硬性混凝土擠壓成型連鎖塊施工工藝制作出的聯(lián)鎖塊混凝土強(qiáng)度及外觀尺寸符合要求，美觀無瑕疵；鋪筑表面平整，砌塊之間穩(wěn)定緊密，沒有松動現(xiàn)象；穩(wěn)定性、整體性、耐久性好，抗風(fēng)浪及抗沖刷能力等符合要求。

[1]王鐵山.臨淮崗工程開孔垂直聯(lián)鎖式混凝土預(yù)制砌塊護(hù)坡施工工藝應(yīng)用與效果[J].治淮，2006(11).