淺談CSG施工技術(shù)應(yīng)用

趙毅

【摘要】CSG是一種新的筑壩技術(shù)材料，這種技術(shù)的核心是使用被稱為CSG（膠結(jié)沙礫石）廉價(jià)筑壩材料。CSG的設(shè)計(jì)理念與施工工法介于混凝土面板堆石壩和碾壓混凝土之間，是利用當(dāng)?shù)氐奶烊簧暗[石混合料，摻入少量膠凝材料，膠結(jié)成具有一定強(qiáng)度的干硬性擋水壩體。本文重點(diǎn)介紹功果橋大壩上游圍堰的施工，闡述了CSG的技術(shù)特點(diǎn)以及CSG技術(shù)在圍堰等臨時(shí)工程中快速施工的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)多次的材料試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)碾壓的實(shí)驗(yàn)，獲得的許多寶貴的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)以及施工的技術(shù)參數(shù)，為CSG技術(shù)在我局以后的施工積累經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】圍堰；CSG技術(shù)；施工；試驗(yàn)研究

一、前言

功果橋水電站是瀾滄江中下游河段梯級(jí)開(kāi)發(fā)的最上游一級(jí)電站，電站位于云南省云龍縣大栗樹(shù)西側(cè)，總裝機(jī)容量900MW。采用枯水期隧洞導(dǎo)流，汛期土石過(guò)水圍堰和導(dǎo)流洞聯(lián)合泄流的導(dǎo)流方式。上游土石過(guò)水圍堰下游坡采用膠凝砂礫石（CSG）材料進(jìn)行防護(hù)。鑒于CSG技術(shù)在壞境、造價(jià)和快速施工等方面的潛在優(yōu)勢(shì)，利用功果橋電站工程區(qū)河床沙礫石豐富的條件，采用CSG技術(shù)施工上游圍堰，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)探索CSG的技術(shù)特點(diǎn)以及CSG技術(shù)在圍堰等臨時(shí)工程中快速施工的優(yōu)勢(shì)。

二、CSG施工技術(shù)

1 CSG現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)方法

㈠ 碾壓CSG填筑施工：

碾壓CSG料應(yīng)充分?jǐn)嚢杈鶆?，滿足施工的工作度要求。其投料順序?yàn)樯暗[料→膠凝材料→水。拌和遍數(shù)：干拌2遍，濕拌4遍。在CSG拌和過(guò)程中，質(zhì)控人員應(yīng)對(duì)CSG質(zhì)量情況加強(qiáng)巡視、檢查，發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)應(yīng)查找原因及時(shí)處理，嚴(yán)禁不合格的CSG入倉(cāng)。拌和處VC值控制，應(yīng)在配合比設(shè)計(jì)范圍內(nèi)根據(jù)氣候和途中損失值進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，如若超出配合比設(shè)計(jì)調(diào)值范圍，應(yīng)盡量保持W/C不變情況下調(diào)整用水量。

由專業(yè)的振動(dòng)碾司機(jī)負(fù)責(zé)碾壓作業(yè)，每個(gè)鋪筑層攤平后，按要求的振動(dòng)碾壓遍數(shù)進(jìn)行碾壓，采用20～25t振動(dòng)碾，碾壓遍數(shù)為2+6，即先靜碾2遍，再振碾6遍。振動(dòng)碾司機(jī)在每一條帶碾壓過(guò)程中必須按設(shè)計(jì)碾壓遍數(shù)施工。質(zhì)控員可以根據(jù)表面泛漿情況和核子密度儀檢測(cè)結(jié)果決定是否增加碾壓遍數(shù)。專職質(zhì)控員負(fù)責(zé)碾壓作業(yè)的隨機(jī)檢查。碾壓方向應(yīng)按設(shè)計(jì)要求，碾壓條帶間的搭接寬度為20～40cm，端頭部位的搭接寬度宜為120～260cm。除模板、基巖周邊外采用振動(dòng)碾直接靠近碾壓，在模板、基巖周邊無(wú)法碾壓到的50～100cm或復(fù)雜結(jié)構(gòu)物周邊，直接澆筑變態(tài)CSG，并采用振搗設(shè)備進(jìn)行振搗至技術(shù)要求。碾壓時(shí)，對(duì)CSG產(chǎn)生裂縫，表面骨料集中部位，碾壓不密實(shí)時(shí)，質(zhì)控人員應(yīng)要求采用人工挖除，重新鋪料碾壓直到達(dá)設(shè)計(jì)要求。倉(cāng)面的Vc值原則上控制在3～12s，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的氣溫、晝夜、陰晴、濕度等氣候條件適當(dāng)調(diào)整Vc值， 碾壓以碾壓完畢的CSG層面達(dá)到全面泛漿、人在上面行走有微彈性、倉(cāng)面沒(méi)有骨料集中的外觀為標(biāo)準(zhǔn)。CSG料堆放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而造成的表面泛白，應(yīng)鋪灑凈漿或噴霧處理。

㈡ 碾壓CSG工藝試驗(yàn)：

⑴ 獲取CSG芯樣，進(jìn)行原型CSG試驗(yàn)檢測(cè)。

⑵ 拌和取樣，測(cè)試初凝和終凝時(shí)間及CSG力學(xué)性能指標(biāo)。并取樣進(jìn)行各區(qū)的碾壓CSG物理力學(xué)性能試驗(yàn)。

通過(guò)碾壓CSG現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)，實(shí)時(shí)調(diào)整上游圍堰碾壓CSG實(shí)施的配合比、施工設(shè)備、施工工藝、施工方法和質(zhì)量控制措施，并報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后在上游圍堰碾壓CSG施工中實(shí)施。

整理分析測(cè)試數(shù)據(jù)并對(duì)芯樣外觀進(jìn)行描述，掌握測(cè)定方法及數(shù)據(jù)處理方法。

2 CSG現(xiàn)場(chǎng)施工施工質(zhì)量控制

㈠ 前期準(zhǔn)備

CSG施工前期需將料源確定，需必須將表層的含有雜物或者含泥量偏大的部分予以清除。根據(jù)生產(chǎn)需要投入一定數(shù)量的裝載機(jī)、反鏟、振動(dòng)碾等相關(guān)設(shè)備。與CSG施工相關(guān)的拌合單位、運(yùn)輸單位、質(zhì)控單位、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)單位人員必須滿足要求并全部到位。用于拌合和后期養(yǎng)護(hù)的水及必須輸送到工作面。填筑的部位需進(jìn)行前期驗(yàn)收，體型全部能夠滿足設(shè)計(jì)要求，方可進(jìn)行填筑。

㈡ CSG原料拌制

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工拌制場(chǎng)地的大小和拌制設(shè)備的配置，在場(chǎng)地中間堆存一定量的砂礫石，按照試驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果的要求，先將砂礫石的方量進(jìn)行丈量估算，按照配合比進(jìn)行水泥、外加劑、粉煤灰的添加，添加要求盡可能的均勻撒在表面，運(yùn)用反鏟或者是裝載機(jī)進(jìn)行拌制，先進(jìn)行干拌2-3遍，待表面顏色均勻一致，方可根據(jù)試驗(yàn)員計(jì)算得出的加水量，在可控的情況下進(jìn)行加水，再濕拌3-5遍，生產(chǎn)的CSG拌和物進(jìn)行外觀和均勻性的觀察，現(xiàn)場(chǎng)觀察可碾性。

㈢ CSG鋪攤

膠凝砂礫石入倉(cāng)鋪攤設(shè)備采用平倉(cāng)機(jī)為主，以裝載機(jī)和反鏟為輔，每層鋪攤開(kāi)始前，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，進(jìn)行高程控制，必須嚴(yán)格控制攤鋪厚度，必要時(shí)可以要去測(cè)量人員對(duì)厚度進(jìn)行檢測(cè)。

㈣ CSG碾壓

每個(gè)鋪攤平倉(cāng)完畢后，立即開(kāi)始碾壓施工碾壓遍數(shù)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得出，振動(dòng)碾的行走速度需控制在1.0～1.2KM/H，對(duì)于連續(xù)上升的CSG施工鋪層間歇時(shí)間應(yīng)控制在8個(gè)小時(shí)以內(nèi)，若超過(guò)8個(gè)小時(shí)，必須對(duì)層間進(jìn)行處理，處理方法就是在層間均勻鋪撒一層砂漿，厚度控制在半公分，撒完砂漿，立即進(jìn)行上層砂漿鋪筑和碾壓，應(yīng)在砂漿初凝前完成上層的鋪筑碾壓。

㈤ CSG養(yǎng)護(hù)

在干燥、炎熱或者大風(fēng)天氣，水分蒸發(fā)大，可采用噴霧的方法保持倉(cāng)面濕潤(rùn)，在施工間歇期間，砂礫石終凝后應(yīng)開(kāi)始撒水養(yǎng)護(hù)，可輔助噴霧、表面覆蓋保濕材料，對(duì)水平縫必須養(yǎng)護(hù)至上一層開(kāi)始鋪筑時(shí)為止，對(duì)永久暴露面，必須養(yǎng)護(hù)28天以上。

三、結(jié)語(yǔ)

CSG施工是一項(xiàng)新型施工方法，目前沒(méi)有很多經(jīng)驗(yàn)仿效和借鑒，通過(guò)收集相關(guān)資料，結(jié)合室內(nèi)室外實(shí)驗(yàn)研究，功果橋水電站上游圍堰應(yīng)用CSG施工技術(shù)，是CSG技術(shù)在本功果橋大壩工程中首次運(yùn)用。該成果體現(xiàn)了CSG技術(shù)的基本特點(diǎn)和獨(dú)體優(yōu)勢(shì)，即充分利用當(dāng)?shù)亟ú摹⒆畲蟪潭葴p小對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，施工簡(jiǎn)便快捷，經(jīng)濟(jì)效益較好。

功果橋水電站上游圍堰經(jīng)過(guò)了2009年、2010年汛期的考驗(yàn)，達(dá)到了在水利工程中應(yīng)用膠凝砂礫石技術(shù)的預(yù)期目標(biāo)。通過(guò)對(duì)該技術(shù)的研究和實(shí)踐，對(duì)其技術(shù)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法有了一定的認(rèn)識(shí)，初步掌握了施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)和影響因素，對(duì)其他項(xiàng)目應(yīng)用CSG技術(shù)具有一定的參考價(jià)值。