堆石混凝土施工技術(shù)在石河水庫除險加固中的應(yīng)用

王亞奇

石河水庫位于秦皇島市山海關(guān)西北約6km的石河上，是一座以供水為主，兼顧防洪、發(fā)電、旅游等綜合利用的中型水利樞紐工程。水庫原設(shè)計總庫容7000萬m3，校核洪水位60.30m。除險加固后總庫容6060萬m3，興利庫容4838 萬 m3。

1. 加固措施

經(jīng)計算復(fù)核，溢流壩段和非溢流壩段壩體抗滑穩(wěn)定均不滿足要求，此次加固設(shè)計采用下游貼坡加厚措施。

溢流壩下游側(cè)底部加厚5.0m，上游坡的的坡比仍為原來的1∶0.1。

非溢流壩在壩體下游側(cè)加厚4.5～5.0m，下游坡比變?yōu)?:0.7，壩頂寬度由原來的5.0m變?yōu)?0m，上游坡不變化，維持原壩坡 1∶0.1。

大壩底部加寬5m，屬大體積混凝土。為防止混凝土中水泥水化產(chǎn)生的溫升引起較大的溫度應(yīng)力，以及與原壩體砌石接觸的接縫及變形問題，加固材料采用堆石混凝土。堆石混凝土加固體與原壩體彈性模量相近，水化熱低，施工簡單。為增強(qiáng)新舊壩體的整體性，清理原壩面的淤泥和表層松動漿砌塊石，設(shè)置錨筋，錨筋間距2m×2m。

堆石混凝土自2012年4月開始施工，截至2012年11月共計完成4.1萬m3（7～9 月度汛未施工）。 月最大澆筑速度 1萬 m3/月。

2. 堆石混凝土

堆石混凝土就是將堆石直接入倉，然后澆筑專用的自密實(shí)混凝土，利用其高流動性能，無需施加任何振搗，僅靠自重就能填充到堆石的空隙中，形成完整、密實(shí)、低水化熱的大體積混凝土。

與普通大體積混凝土相比，堆石混凝土施工無需振搗，水泥用量低，水化熱低，溫控措施簡便，單位造價低；與漿砌石相比，堆石混凝土能夠大幅減少人工，顯著提高功效，縮短工期，降低施工成本。

3. 堆石混凝土施工

根據(jù)工程現(xiàn)場施工條件，選定壩后貼坡堆石混凝土施工工藝，主要工藝流程為：

現(xiàn)場試驗(yàn)：根據(jù)塊石料粒徑，進(jìn)行高自密實(shí)性能混凝土配合比試驗(yàn)及澆筑試驗(yàn)，選定配合比。

倉面處理：清除松動塊石，雜物、泥土等，沖洗干凈且無積水。對下層混凝土頂面進(jìn)行鑿毛處理。

支立模板：本工程采用內(nèi)拉式組合鋼模板。

塊石篩選：對塊石進(jìn)行篩選，控制粒徑。堆石材料選用新鮮、完整、質(zhì)地堅硬、無剝落層和裂紋。堆石料粒徑不小于300mm。對含泥量大的塊石進(jìn)行沖洗，使含泥量≤0.5%。

堆石入倉：本工程采用3種入倉方式。第一階段（2012年4月底）采用自卸汽車直接入倉，入倉高程19.0～21.92m。第二階段（2012年5月底～7月初）采用起重機(jī)吊堆石料斗入倉，入倉高程 21.92～41.04m。第三階段（2012年 9～11月）采用塔式起重機(jī)（4臺）吊堆石料斗入倉，入倉高程41.04～60.6m。

混凝土澆筑：現(xiàn)場采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌制高自密實(shí)性能混凝土，混凝土攪拌車運(yùn)輸?；炷帘盟腿雮}澆筑，澆筑時分層進(jìn)行，每層高1.5～2.0m。為加強(qiáng)層面結(jié)合，澆筑至大量塊石高出澆筑面50～150mm為限。堆石混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa以后，再進(jìn)行下一倉面的準(zhǔn)備工作。

4. 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

堆石混凝土澆筑流程圖

從工程施工來看，堆石入倉是制約堆石混凝土施工速度和控制成本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，采用自卸汽車直接入倉是最經(jīng)濟(jì)高效的方式，在今后的工程中需加強(qiáng)對施工道路的規(guī)劃，盡量使用自卸汽車直接入倉。

本工程施工采用內(nèi)拉式組合鋼模板，在堆石入倉時模板內(nèi)拉鋼筋范圍內(nèi)仍需采用人工碼放，在一定程度上影響了施工速度，建議有條件的情況下盡量使用外撐式模板。

堆石混凝土技術(shù)雖然在一些工程中得到了初步應(yīng)用，但仍處在推廣期，根據(jù)《膠結(jié)顆粒料筑壩技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定，堆石混凝土的適用范圍為中小型水利水電工程，堆石混凝土壩壩高超過70m時，必須進(jìn)行專題論證，確保工程安全。

堆石混凝土施工技術(shù)相對傳統(tǒng)施工技術(shù)確實(shí)有一定優(yōu)勢，希望能夠在有條件的情況下推廣使用，并不斷研究、總結(jié)、創(chuàng)新。