自密實(shí)混凝土在松林水庫(kù)大壩施工中的應(yīng)用

賈 軍

（湖南華緯水電工程公司 常德市 415000）

1 工程概況

松林水庫(kù)新建工程位于云南省彝良縣金沙江三級(jí)支流松林河中上游奎香鄉(xiāng)松林村至樹林村的河段上。工程以人畜飲水為主，同時(shí)兼顧農(nóng)田灌溉的中型水利工程，工程等別為Ⅲ等。水庫(kù)死水位1 920.30 m，死庫(kù)容128萬(wàn)m3，正常水位1 958.80 m，正常庫(kù)容1347萬(wàn)m3，興利庫(kù)容1219萬(wàn)m3，校核洪水位1960.45 m，總庫(kù)容1 470萬(wàn)m3。

主要建筑物大壩、泄洪沖砂底孔、輸水孔為3級(jí)建筑物，渠系建筑物按5級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，臨時(shí)建筑物為5級(jí)。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇。泄水建筑物消能防沖按30年一遇洪水設(shè)計(jì)。工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05 g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.45 s，相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅵ度。

壩型為堆石混凝土重力壩，最大壩高90 m，壩頂寬度為6.0 m，壩軸線長(zhǎng)度為230.00 m。由溢流壩段、左岸非溢流壩段、右岸非溢流壩段、輸水孔壩段、泄洪沖沙孔壩段共10個(gè)壩段組成。C15堆石混凝土269 735 m3，迎水面C20自密實(shí)混凝土11 215 m3。

本工程壩型為堆石混凝土重力壩，最大壩高90 m，是全國(guó)最高的自密實(shí)堆石混凝土壩。

2 施工方法和特點(diǎn)

自密實(shí)混凝土的特點(diǎn)是：能夠自流平填密模板空間；不需要振搗，可以降低由于振搗而導(dǎo)致的混凝土的離析現(xiàn)象；采用自密實(shí)混凝土可以保證結(jié)構(gòu)中混凝土的密實(shí)性；可以減少勞動(dòng)力，從而節(jié)約施工成本；不需要振搗，沒(méi)有擾民問(wèn)題。

本工程主要利用了自密實(shí)混凝土的勻質(zhì)性和填密性，依靠其自身重力作用，將模板內(nèi)鋼筋之間的微小空間自流平充滿填密實(shí)。

3 工藝流程

對(duì)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的自密實(shí)混凝土各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收（塌落度、和易性、流動(dòng)性）——加固模板——澆筑混凝土自密實(shí)周邊混凝土——澆筑自密實(shí)混凝土——進(jìn)行振搗。

3.1 混凝土的控制

（1）自密實(shí)混凝土無(wú)需振搗，僅靠其自重填充密實(shí)，其工作性能可采用坍落度試驗(yàn)、坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)、V形漏斗試驗(yàn)和自密實(shí)性能穩(wěn)定性試驗(yàn)檢測(cè)，其指標(biāo)應(yīng)符合附表的要求。

附表 專用自密實(shí)混凝土性能指標(biāo)

（2）自密實(shí)混凝土強(qiáng)度等級(jí)宜與堆石混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)相同。

（3）自密實(shí)混凝土的彈性模量、長(zhǎng)期性能和耐久性等其它性能，應(yīng)符合設(shè)計(jì)或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3.2 模板的處理

（1）堆石混凝土模板采用外撐式懸臂模板，接縫應(yīng)密封，縫隙間采用雙面膠貼縫，保證縫隙不大于1 mm。在堆石過(guò)程中，模板拉條周邊宜采用人工堆石，堆石后應(yīng)對(duì)模板進(jìn)行校正。澆筑過(guò)程中，安排專職人員檢查、維護(hù)、調(diào)整模板的位置和形態(tài)，防止變位、漏漿。

（2）模板及其支護(hù)應(yīng)具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受澆筑專用自密實(shí)混凝土的側(cè)壓力（側(cè)壓力可按照2.5倍水壓力進(jìn)行估算）和施工過(guò)程中產(chǎn)生的荷載。

（3）在堆石過(guò)程中，模板拉條周邊宜采用人工堆石，防止大石碰彎、壓斷拉條，堆石后應(yīng)對(duì)模板進(jìn)行校正。

（4）泵送專用自密實(shí)混凝土的泵管不應(yīng)支承在模板支架上。

（5）澆筑過(guò)程中，應(yīng)安排專職人員進(jìn)行檢查、維護(hù)，調(diào)整模板的位置和形態(tài)，防止變形、漏漿。

（6）成型的模板應(yīng)構(gòu)造緊密、不漏漿，不影響堆石混凝土均勻性及強(qiáng)度發(fā)展，并能保證結(jié)構(gòu)的形狀正確、規(guī)整。

（7）模板的支撐立柱應(yīng)置于堅(jiān)實(shí)的地（基）面上，并應(yīng)具有足夠的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，間距適度，防止支撐沉陷，引起模板變形。上下層模板的支撐立柱應(yīng)對(duì)準(zhǔn)。

（8）模板及其支護(hù)的拆除順序及相應(yīng)的施工安全措施在制定施工技術(shù)方案時(shí)應(yīng)考慮周全。拆除模板時(shí)，不得隨意投擲。拆除的模板及支架應(yīng)隨拆隨運(yùn)，同時(shí)，也應(yīng)防止對(duì)模板的損傷。

（9）已拆除模板及其支架的結(jié)構(gòu)，當(dāng)施工荷載所產(chǎn)生的效應(yīng)比使用荷載的效應(yīng)更不利時(shí)，必須經(jīng)過(guò)核算并加設(shè)臨時(shí)支撐。

3.3 混凝土的澆筑

（1）專用自密實(shí)混凝土的用量比例一般不超過(guò)堆石混凝土方量的45%，即每100 m3堆石混凝土中包含55%的堆石和45%的專用自密實(shí)混凝土。

（2）自密實(shí)混凝土須使用強(qiáng)制式雙臥軸攪拌機(jī)進(jìn)行拌合，為了保證計(jì)量準(zhǔn)確和生產(chǎn)效率，配置了水泥、粉煤灰儲(chǔ)料罐，骨料自動(dòng)配料系統(tǒng)，水和外加劑的計(jì)量系統(tǒng)。按照40 000 m3/月的澆筑強(qiáng)度估算，攪拌站的生產(chǎn)能力應(yīng)保證不低于90 m3/h，攪拌時(shí)間約1.5 min/盤，因此攪拌機(jī)出料的額定容量不小于2 m3。

（3）混凝土攪拌站設(shè)布置于大壩壩址下游，距離澆筑倉(cāng)面水平距離在150m以內(nèi)，專用自密實(shí)混凝土出機(jī)后直接通過(guò)混凝土輸送泵澆筑至倉(cāng)面，減少了混凝土攪拌車運(yùn)輸?shù)墓ば?；如不方便使用輸送泵，則使用混凝土攪拌車運(yùn)輸專用自密實(shí)混凝土，再用輸送泵泵送至倉(cāng)面。

（4）專用自密實(shí)混凝土從堆石體表面澆筑，利用其卓越的流動(dòng)性能、抗離析性能和填注性能將堆石空隙充填密實(shí)，澆筑過(guò)程無(wú)須振搗。

（5）堆石混凝土作為建筑物的表面，有成型要求或僅采用專用自密實(shí)混凝土替代常態(tài)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采用專用自密實(shí)混凝土封面，頂面不得留有塊石棱角，并按常態(tài)混凝土要求進(jìn)行外觀處理。

（6）可通過(guò)堆石混凝土現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證堆石混凝土施工工藝的可行性，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)其密實(shí)度、力學(xué)性能、抗?jié)B性能等進(jìn)行檢測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)倉(cāng)面邊長(zhǎng)為6 m×12 m，每層澆筑厚度1.5 m，澆筑3層。

4 自密實(shí)混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)

4.1 澆注前準(zhǔn)備工作

（1）查看天氣預(yù)報(bào)，提前做好預(yù)案。提前查看天氣預(yù)報(bào)，判斷澆注過(guò)程中是否有降雨，如有，施工方提前準(zhǔn)備遮雨布，遮蓋堆石倉(cāng)面。如判斷有中雨或大雨，雨后再開倉(cāng)。

（2）檢查堆石倉(cāng)面并記錄。開倉(cāng)澆筑前，要檢查堆石倉(cāng)面是否滿足堆石控制要求。如在堆石過(guò)程中已檢查并記錄，開倉(cāng)前可不再進(jìn)行此項(xiàng)工作。檢查方法：在堆石倉(cāng)面走動(dòng)一圈，目測(cè)察看堆石表面，并透過(guò)堆石縫隙、模板邊緣察看內(nèi)部塊石情況。判斷標(biāo)準(zhǔn)：目測(cè)整個(gè)堆石倉(cāng)面無(wú)明顯粒徑小于30 cm的塊石集中現(xiàn)象（小于30 cm塊石每平方米不多于10塊），無(wú)泥塊，且無(wú)明顯含泥現(xiàn)象。透過(guò)表面堆石縫隙、模板邊緣察看內(nèi)部塊石亦無(wú)碎石、石渣、泥塊，且倉(cāng)內(nèi)堆石飽滿可視為合格。

①不合格的堆石倉(cāng)面：30 cm以下小粒徑塊石過(guò)度集中，影響澆筑質(zhì)量。應(yīng)與施工管理人員溝通將小粒徑塊石剔除，分散，每平米小于30 cm的塊石不足10塊，目測(cè)內(nèi)部無(wú)明顯小塊石、石渣集中現(xiàn)象。

②合格的堆石倉(cāng)面:內(nèi)部及表面均無(wú)小于30 cm塊石集中現(xiàn)象，塊石干凈，無(wú)泥塊、明顯含泥、風(fēng)化石現(xiàn)象，堆放飽滿、平整。

4.2 制定澆筑方案

地泵輸送入倉(cāng)澆筑：在供料連續(xù)的情況下，實(shí)測(cè)TBL-60泵送混凝土量約≧40 m3/h，水平泵送泵管長(zhǎng)度不超過(guò)300 m （每處900彎頭按照6 m的直線距離計(jì)算）。地泵輸送是工程高自密實(shí)性能混凝土澆注應(yīng)用最多的一種澆筑方式。地泵+布料機(jī)：布料機(jī)有多種型號(hào)，采用布料桿長(zhǎng)度為15 m的布料機(jī)，可在下料口接（2～3）m軟管，布料桿圍繞中間直立支架3 600旋轉(zhuǎn)（類似于塔吊），在澆筑過(guò)程中，600 m2的倉(cāng)面布料機(jī)無(wú)需移動(dòng)只需通過(guò)布料桿移動(dòng)改變澆筑點(diǎn)，澆筑滿整個(gè)倉(cāng)面，推薦施工采用。天泵：38 m天泵工程實(shí)測(cè)送量≧45 m3/h，靈活方便，移動(dòng)范圍大，容易控制，但單價(jià)較高，多用于高程較高或者市內(nèi)工程類型。溜槽：澆筑快捷，造價(jià)低，但受地理?xiàng)l件限制，適合高程較低的基礎(chǔ)倉(cāng)面。移動(dòng)不方便，尺寸較大的倉(cāng)面須在多點(diǎn)搭設(shè)溜槽澆筑點(diǎn)，混凝土易發(fā)生離析。

吊罐：適合擋墻等斷面尺寸較小的倉(cāng)面，需與吊車或塔吊配合澆筑，澆筑速度比較慢，采用較少。挖機(jī)澆筑：適用擋墻等斷面尺寸較小的倉(cāng)面，澆筑速度較慢。

高自密實(shí)性能混凝土地泵泵送前要檢查以下幾種情況：檢查泵管搭接情況，檢查接頭處是有否漏加橡膠墊現(xiàn)象，如有及時(shí)提醒工人；數(shù)泵管，估算泵送距離。每個(gè)900彎頭按照6 m水平距離計(jì)算，超過(guò)300 m泵送距離堵管風(fēng)險(xiǎn)較高，如超出要及時(shí)知會(huì)相關(guān)負(fù)責(zé)人。其它泵送要求參見高自密實(shí)性能混凝土輸送要求中的詳細(xì)內(nèi)容，如有堵管風(fēng)險(xiǎn)要及時(shí)知會(huì)相關(guān)負(fù)責(zé)人。

溜槽澆筑：溜槽架子是否搭設(shè)牢固，出料口是否設(shè)置均勻，如存在問(wèn)題及時(shí)提醒施工負(fù)責(zé)人。如采用其他澆筑設(shè)備，要提前檢查設(shè)備到位情況，如發(fā)現(xiàn)未到位或未準(zhǔn)備充分，通知拌合站暫停生產(chǎn)。

4.3 測(cè)量倉(cāng)面尺寸，計(jì)算所需澆注SCC方量

開倉(cāng)澆注前，估算所需生產(chǎn)澆注混凝土方量。具體操作：①用卷尺測(cè)量計(jì)算倉(cāng)面面積，按照底面積×高=倉(cāng)面總方量的計(jì)算出本倉(cāng)總方量，按照：所需SCC澆注量=總方量×0.45計(jì)算公式，預(yù)算出所需生產(chǎn)SCC方量。②如測(cè)量人員每倉(cāng)測(cè)量放樣，也可借用測(cè)量數(shù)據(jù)。檢查拌合站備料情況。按照估算所需生產(chǎn)澆注方量計(jì)算各項(xiàng)材料數(shù)量，反饋給拌合站負(fù)責(zé)人，檢查拌合站備料情況，如不足，提醒施工方提前做出應(yīng)對(duì)措施。

4.4 監(jiān)控倉(cāng)面澆注和入倉(cāng)SCC質(zhì)量

（1）倉(cāng)面澆筑。澆筑點(diǎn)移動(dòng)布置：按照附圖所示，相鄰澆筑點(diǎn)不宜超過(guò)3 m，遵循單向逐點(diǎn)澆筑的原則，每個(gè)澆筑點(diǎn)澆滿后移動(dòng)至下一點(diǎn)，宜從上游面開始，沿短邊澆筑。

附圖 澆注高度控制

（2）止水銅片布置和澆注注意事項(xiàng)。銅止水片必須高出先澆混凝土塊表面20 cm以上，并應(yīng)采取措施防止已埋止水片變形、移位、撕裂或破壞。止水50 cm半徑范圍內(nèi)不堆石，確保止水處澆筑密實(shí)。

（3）收面控制技術(shù)要求。堆石混凝土收倉(cāng)，應(yīng)使適量塊石外漏澆筑面（50～150）mm。操作方法：通過(guò)泵管出料點(diǎn)移動(dòng)頻率，自卸車上倉(cāng)面堆石時(shí)，靠近上游區(qū)域1/3范圍內(nèi)，外漏堆石率不低于少于區(qū)域面積的40%，中部塊石外漏率不低于20%，靠近下游1/3區(qū)域范圍內(nèi)，受上車影響，盡量保證堆石外漏。如采用塔吊方式堆石，堆石總外漏率不應(yīng)低于總倉(cāng)面面積的50%，并均勻控制。

（4）監(jiān)控倉(cāng)面SCC狀態(tài)和入倉(cāng)質(zhì)量。

①旁站目測(cè)（旁站頻率和具體時(shí)間待討論）主要靠經(jīng)驗(yàn)判斷，需要親自做大量的檢測(cè)試驗(yàn)和實(shí)際狀態(tài)對(duì)比來(lái)建立起規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)，一旦掌握將是最主要和有效的方法之一。

②利用高自密實(shí)性能混凝土工作性能檢測(cè)儀器檢測(cè)，用入倉(cāng)高自密實(shí)性能混凝土的擴(kuò)展度、V漏斗數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)價(jià)工作性能是否滿足要求，如不滿足立即做出調(diào)整。每6 h檢測(cè)不少于1次。

（5）澆筑過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。如在倉(cāng)面發(fā)現(xiàn)高自密實(shí)性能混凝土流動(dòng)性不足，應(yīng)按如下順序處理：

①立即暫停澆注，同時(shí)通知拌合站，暫?；炷辽a(chǎn)。如采用泵送澆注，將出管口立即移至已澆滿的堆石倉(cāng)面，排出流動(dòng)性不足的混凝土，讓工人用振搗棒振實(shí)。已澆在未澆滿倉(cāng)面流動(dòng)性不足的混凝土超過(guò)100 L需要挖除。如采用罐車運(yùn)輸，可對(duì)運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)的攪拌車罐內(nèi)混凝土添加外加劑進(jìn)行調(diào)整，出料檢測(cè)合格后再入倉(cāng)澆筑。

②返回拌合站，盡快查明原因，尋找解決辦法（參照高自密實(shí)性能混凝土生產(chǎn)常見問(wèn)題處理），如1 h內(nèi)解決，繼續(xù)生產(chǎn)澆注。如情況復(fù)雜，1 h內(nèi)不能解決，建議暫停生產(chǎn)，直至找到解決方法后再開倉(cāng)澆注。澆筑冷縫處理：在澆筑過(guò)程中如因停電、降雨或機(jī)械故障、跑模等原因而中止，出現(xiàn)澆筑冷縫，中斷后重新開始澆時(shí)，移動(dòng)澆注點(diǎn)澆注（5～10）m3（視冷縫面積定）自密實(shí)砂漿，完全覆蓋中斷后所留下的施工冷縫，然后澆筑高自密實(shí)性能混凝土，自密實(shí)砂漿能夠填充微小的空隙，能夠提高界面的粘結(jié)力。

4.5 混凝土的養(yǎng)護(hù)和保溫

（1）常用養(yǎng)護(hù)方式——花管養(yǎng)護(hù)。流水印跡應(yīng)覆蓋整個(gè)養(yǎng)護(hù)面，不得有局部干燥部位。需經(jīng)常檢查花管的噴水小孔是否通暢，是否正對(duì)準(zhǔn)要求養(yǎng)護(hù)的混凝土面。花管采用Φ25鋼管或塑料管，每隔（20～30）cm鉆一直徑1 mm左右的小孔。高溫季節(jié)需要不間斷流水養(yǎng)護(hù)。

（2）養(yǎng)護(hù)范圍和時(shí)間?；炷两Y(jié)構(gòu)上表面及所有側(cè)面都應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)。一般應(yīng)在混凝土澆筑完畢后（12～18）h及時(shí)采取灑水或噴霧等措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。連續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于28 d，等待下層施工的倉(cāng)面應(yīng)至少養(yǎng)護(hù)至下一工序開始。對(duì)于需要利用混凝土后期強(qiáng)度的重要部位（如預(yù)埋螺栓部位），高溫季節(jié)應(yīng)延長(zhǎng)流水養(yǎng)護(hù)時(shí)間，低溫季節(jié)應(yīng)延緩拆模時(shí)間。

（3）低溫季節(jié)或溫度驟降時(shí)混凝土要保溫。冬季養(yǎng)護(hù)后必須及時(shí)跟進(jìn)保溫，晚上必須蓋好保溫被。季節(jié)交替，出現(xiàn)溫度驟降時(shí)要對(duì)澆筑的混凝土采取保溫措施，可用篷布、草簾、棉被等材料保溫。新澆筑的混凝土延遲拆模至一周，溫差變化會(huì)影響混凝土開裂。

5 經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益分析

自密實(shí)混凝土具有普通混凝土無(wú)法比擬的優(yōu)良性能，為使混凝土能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，應(yīng)將自密實(shí)混凝土與環(huán)境保護(hù)、生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展結(jié)合起來(lái)考慮，自密實(shí)混凝土的應(yīng)用具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。

（1）采用自密實(shí)混凝土可節(jié)約水泥、提高生產(chǎn)效率、縮短工期，從而降低工程造價(jià)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）自密實(shí)混凝土的配制可選用地方材料進(jìn)行原材料優(yōu)選及配合比優(yōu)化，可在多數(shù)地區(qū)推廣使用。

（3）自密實(shí)混凝土配制過(guò)程中摻加工業(yè)廢料，具有明顯的社會(huì)效益和生態(tài)效益，其應(yīng)用前景廣闊。