汽車運輸毛石直接上壩在混凝土砌石壩施工中的應(yīng)用研究

林從建

(福建省水利投資集團(沙縣)水務(wù)有限公司，福建 沙縣 365500)

1 概 述

福建省沙縣雙溪水庫攔河壩為3級建筑物，壩型采用細石混凝土砌石重力壩，壩長231.0 m，最大壩高67.0 m。砌石壩壩基為C15混凝土墊層，厚0.5 m；上下游面為C25現(xiàn)澆混凝土，厚度分別為1 m和0.7 m；壩體采用C15細石混凝土砌毛塊石。壩體主要工程量：大壩墊層混凝土0.47萬m3，壩體上、下游面混凝土2.46萬m3，細石混凝土砌壩腹為15.48萬m3，壩體各種構(gòu)筑物(廊道、放空底孔、溢流堰、壩頂交通橋及閘墩混凝土等)為1.3萬m3，合計大壩筑壩混凝土及毛塊石量為19.71萬m3，筑壩鋼筋1 834 t。筑壩材料運輸量非常大，按計劃工期30個月計算，平均月運輸上壩材料1.6萬 t，平均月運輸上壩材料強度6 500 m3。

傳統(tǒng)砌石壩筑壩材料的運輸方法主要靠塔吊、索道纜機空中吊裝運輸毛塊石料、細石混凝土料上壩，單次運輸量小、時間長，致使工程進展十分緩慢。因此，如何改善筑壩材料上壩運輸速度、運輸方式，成為影響壩體工程施工進展的關(guān)鍵因素。

2 筑壩材料運輸方案及可行性分析

2.1 筑壩材料運輸方案

根據(jù)自密實混凝土堆石壩的施工經(jīng)驗，當(dāng)壩面已澆混凝土強度達到2.5 MPa，即可利用自卸汽車配合挖掘機直接在堆石灌注混凝土后的壩面上作業(yè)——運載、卸載和碼放堆石料，壩面作業(yè)機械化程度較高、施工速度快。因此，本工程擬采用自密實混凝土堆石壩的材料上壩方式，采用自卸汽車運輸毛塊石直接上壩，挖掘機抓鏟配合卸料、堆放毛塊石進行砌壩，在保證質(zhì)量和安全的前提下加快工程的施工進展。

2.2 可行性分析

以汽-20(載重20 t)為例，前軸重力為60 kN，后軸重力為140 kN，前輪著地寬度及長度為0.25×0.2×2，后輪為0.5×0.2×2。汽車對地面的壓強為：前輪為0.6 MPa，后輪為0.7 MPa，沖擊系數(shù)取2，則汽車對地面的最大壓強為1.4 MPa。雙溪水庫大壩壩體砌石膠結(jié)材料為C15混凝土，根據(jù)混凝土強度隨齡期和穩(wěn)定變化的經(jīng)驗公式計算得“混凝土強度增長表”(見表1)。當(dāng)氣溫為25 ℃時，2 d混凝土強度可達到設(shè)計強度的41%；當(dāng)氣溫為5 ℃時，3 d后可達到設(shè)計強度的20%，則C15混凝土3 d的膠結(jié)強度為3～6.45 MPa，遠大于1.4 MPa?；炷疗鍪w完成2～3 d后，壩面砌石混凝土的抗壓強度完全能夠滿足汽車在上面運輸行走的要求，不會影響大壩砌體質(zhì)量。

表1 混凝土強度增長表

3 砌筑工藝

本工程采用“直接砌筑法”(福建省省級工法)進行壩腹砌石施工(見圖1、圖2)。

圖1 “直接砌筑法”工藝流程

圖2大壩腹石砌筑施工示意

(1)筑壩原材料要求。石料應(yīng)采用毛石，膠凝材料應(yīng)采用一、二級配細石混凝土。

(2)擺石。采用毛石直接砌筑法工藝。在已鑿毛、沖洗干凈的倉面上直接擺大塊毛石，層厚控制在1.0～1.2 m，不求單塊自穩(wěn)；豎縫允許點、線接觸，大頭朝上小頭朝下，石料較平整的一面不得朝下；若操作調(diào)整困難時可用小石墊空，避免毛石底面與水平縫面出現(xiàn)面接觸。因毛石形狀不規(guī)則，所以豎縫的形狀呈三角狀，寬度大小不一，不執(zhí)行《漿砌石壩施工技術(shù)規(guī)定(試行)》(SD 120—84)4.2.6的規(guī)定(該規(guī)定要求毛石砌體豎縫寬度為8～10 cm)。

(3)灌豎縫(含補小塊毛石、片石)同鋪漿法。灌豎縫通常分2～3層進行，先灌底層豎縫混凝土(高約30～40 cm)并振搗密實后進行補小塊毛石；再灌第二層豎縫混凝土(高約30～40 cm)并振搗密實后進行表層塞補片石；最后灌頂層豎縫混凝土縫并振搗密實。

(4)層面控制(有別于鋪漿法)。砌體的層面應(yīng)適當(dāng)向上游傾斜，便于排水。

(5)沖毛、養(yǎng)護。混凝土初凝后，水平縫面應(yīng)采用高壓水沖毛處理，養(yǎng)護2～3 d，待壩面混凝土面養(yǎng)護超過重車上壩碾壓強度且不會破壞壩面時，可直接運輸毛石料上壩砌筑。

4 上壩道路規(guī)劃與運輸筑壩材料方案

上壩道路的合理規(guī)劃對材料的便捷高效運輸有著至關(guān)重要的影響。根據(jù)施工組織設(shè)計要求，本工程前期修建了上(繞)壩公路。此外，為了方便大壩運輸石料作業(yè)，尚需新建通往各施工層面和工區(qū)的施工便道，主要包括：通往大壩上、下游基坑，各控制高程的上壩道路，通往砂石料加工場和混凝土拌和系統(tǒng)的施工道路，以及下游連接兩岸施工便橋等(見圖3)。

筑壩用的混凝土拌合料、鋼筋模板等大部分依靠索道纜機垂直吊裝運輸。根據(jù)實際需要，也可采用汽車輔助運輸?shù)姆绞?，運到壩面作業(yè)區(qū)。

壩面作業(yè)區(qū)域施工時，考慮汽車在壩面行走需要，相鄰壩段應(yīng)均衡升高，相差不能超過1～2 m，便于壩面規(guī)劃汽車運輸通道。同時，根據(jù)設(shè)計圖可知，整個大壩斷面從313.33～258 m高程，壩體寬度5～46.50 m，壩面扣除上、下游壩殼面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)厚度1.7 m，有足夠?qū)挾瓤刹贾眯熊囄恢谩?/p>

圖3筑壩石料施工運輸?shù)缆芬?guī)劃

5 結(jié) 論

傳統(tǒng)漿砌石壩施工速度慢的主要原因就是筑壩材料上壩及進倉方法落后，其施工方法是用塔吊及索道纜機等提升設(shè)備，將材料運輸上壩，并依靠人工進行擺石，機械化程度低，施工速度緩慢。本工程充分利用地形和已有的交通道路(1條棄渣道

路、1條縣道、1條新建永久公路)，并根據(jù)施工需要，在左右岸壩肩合適高程處修筑施工上壩公路。同時，合理利用壩體斷面寬度，采用自卸汽車直接通過已施工砌石壩面，將石料運輸?shù)街巫鳂I(yè)區(qū)；再采用根據(jù)挖掘機改裝的抓鏟為主、人工輔助的方法進行壩面擺石，大大提高了石料運輸上壩和壩面毛塊石擺放的速度，有利地促進了大壩砌筑施工進度。

參考文獻：

[1] GB/T 50107—2010，混凝土強度檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)[S]．

[2] SD 120—84，漿砌石壩施工技術(shù)規(guī)定[S]．

[3] SL 631—2012，水利水電工程單元工程施工質(zhì)量驗收評定標(biāo)準(zhǔn)[S] ．