混凝土砌毛石壩施工技術(shù)分析

查仕林

【摘要】當(dāng)前我國(guó)水利工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，壩型也多種多樣，施工工藝差異性顯著?；炷疗雒瘔问撬畮?kù)中最為常見(jiàn)的壩型之一，工藝簡(jiǎn)單，質(zhì)量可控性高。但是在重力壩砌筑過(guò)程中，毛石砌筑質(zhì)量對(duì)于大壩整體質(zhì)量影響較大。為此，在施工過(guò)程需全面監(jiān)控施工過(guò)程，嚴(yán)格按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)操作，確保后期工程運(yùn)行安全。本文結(jié)合實(shí)例就混凝土砌毛石壩施工工藝進(jìn)行分析，首先闡述了工程實(shí)例，其次總結(jié)了工程布置方案，然后詳細(xì)論述了該工程混凝土砌毛石壩施工技術(shù)要點(diǎn)，以供參考。

【關(guān)鍵詞】水庫(kù)大壩；混凝土砌筑；毛石

1、引言

所謂混凝土砌石就是將混凝土作為膠凝材料，將天然毛石作為砌筑石料，通過(guò)人工或者是機(jī)械施工方法，是水利工程建設(shè)的主要工藝。該工藝的實(shí)施優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在操作便捷、工藝要求低、工程造價(jià)低、材料可就地取材，有效解決了材料上壩、進(jìn)倉(cāng)的問(wèn)題。

2、工程實(shí)例概述

木浪河水庫(kù)位于興義市境內(nèi)，大壩距興義市城區(qū)38KM，距清水河鎮(zhèn)5KM，在南昆鐵路品甸火車站旁，地理坐標(biāo)東經(jīng)104°44′～104°49′，北緯25°20′～25°24′，壩址以上集雨面積309km2，多年平均徑流量1.89億m3。因近些年興義市經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，為了滿足供水需求，需對(duì)原大壩進(jìn)行升級(jí)改造，改造內(nèi)容主要為在原有壩面上加高、加厚，建設(shè)重力壩，在保證發(fā)電規(guī)模維持不變的同時(shí)，擴(kuò)大城鎮(zhèn)供水和灌溉規(guī)模。大壩為C15混凝土砌毛石壩，壩頂高程1244.2m，最大壩高92.2m，總庫(kù)容9910萬(wàn)m3。木浪河水庫(kù)擴(kuò)建后工程主要任務(wù)為農(nóng)田灌溉，向興義市城鎮(zhèn)及電廠供水，工程設(shè)計(jì)灌溉面積9.35萬(wàn)畝（新增灌溉面積3.19萬(wàn)畝），灌溉供水量4780萬(wàn)m3/d，向興義市城鎮(zhèn)供水3800萬(wàn)m3/d，壩后電站裝機(jī)2×1.25MN，多年平均發(fā)電量513萬(wàn)KW.h，下游河道環(huán)境水量1900萬(wàn)m3/d。

3、工程布置方案

擋水建筑：C15砼砌毛石重力壩，最大壩高92.2m，壩頂高程1244.2m，壩頂寬度5m，壩頂總長(zhǎng)151.74m。溢流堰頂高程1233.00m，閘孔尺寸2×5.8×9（m），閘門形式為露頂式平面鋼閘門，消能方式為挑流消能，啟閉機(jī)數(shù)量2臺(tái)，設(shè)計(jì)泄洪流量630m3/s，校核泄洪流量815m3/s。

引水建筑物：采用DN2800mm有壓鋼管取水，管道底板工程1191.718m，閘門形式為平面定輪鋼閘。

沖沙放空底孔：檢修閘門形式為平面定輪鋼閘門，工作閘門為潛孔式弧形鋼閘門，底板工程1181m，取水口尺寸3×3.5（m）。

輸水建筑物：DN700夾砂玻璃鋼管和球墨鑄鐵鋼管，總長(zhǎng)度24.5km，設(shè)計(jì)流量0.55m3/s。

灌區(qū)建筑物：灌溉干管為夾砂玻璃鋼管15.32km，其中DN800mm的5.42km，DN1000mm的9.9km。灌溉支管為13.56km夾砂玻璃鋼管，其中DN600mm的1.02km，DN400mm的12.54km。月亮田泵站設(shè)計(jì)流量0.15m3/s，揚(yáng)程46m，水泵安裝高程1151.93m，灑貢泵站設(shè)計(jì)流量0.15m3/s，水泵安裝高程1148.7m，揚(yáng)程130m。

工程建設(shè)的主要內(nèi)容：C15砼砌毛石加寬加高為重力壩、新增城區(qū)供水主管道24.5km、灌區(qū)引水管道31.2km、泵站2座及管網(wǎng)建設(shè)、改建興義至盤縣的跨庫(kù)大橋一座。

4、混凝土砌毛石壩施工技術(shù)分析

4.1材料選用

用水。該工程將河水作為施工用水，需檢測(cè)水質(zhì)，必須符合規(guī)范要求。第二，水泥。施工現(xiàn)場(chǎng)水泥需依據(jù)品種和標(biāo)號(hào)的不同分開(kāi)放置，施工時(shí)需按照進(jìn)場(chǎng)批次投入使用?，F(xiàn)場(chǎng)庫(kù)房墊起地面高度不得小于30cm[1]。為保證材料質(zhì)量，需根據(jù)階段的施工量合理編制材料采購(gòu)與使用計(jì)劃，在進(jìn)場(chǎng)前，需進(jìn)行抽檢，按照質(zhì)量抽樣檢測(cè)規(guī)定100～200t取樣并進(jìn)行檢測(cè)。第三，砂。該工程使用的是機(jī)制砂，粒徑需控制在0.15～5mm，細(xì)度模數(shù)為2.5～3.0mm。第四，毛石。飽和抗壓強(qiáng)度≥ 40MPa。無(wú)一定規(guī)格形狀，單塊重量宜大于25kg，中部或局部厚度不宜小于20cm；毛石最大邊長(zhǎng)（長(zhǎng)、寬、高）不宜大于100cm。第五，膠凝材料。該工程使用的膠結(jié)材料為一級(jí)配C15砼，膠凝材料拌和時(shí)需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案稱量配料，誤差要求為：水泥±2%，砂±3%，水±1%。膠凝材料人工拌和不得少于3遍，后濕拌直至色澤均勻。

4.2施工技術(shù)

4.2.1墊層砼澆筑

澆筑壩基砼墊層前，應(yīng)先沖洗基巖面干凈，濕潤(rùn)基巖表面，再澆筑墊層混凝土。墊層混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到5.0Mpa后，才允許進(jìn)行上層砌石工作。壩體與岸坡連接部位的墊層混凝土施工前，應(yīng)用壓力水沖洗，清除石渣和積水，并將基面濕潤(rùn)，經(jīng)驗(yàn)收合格后，澆筑墊層混凝土[2]。

4.2.2壩體砌筑

砌石壩體作分縫處理，采用分塊逐層砌筑，交替上升的施工方法，在砌筑施工前注意預(yù)設(shè)錨桿，埋設(shè)新老壩體間灌漿管及止?jié){片，做好新老壩體間接縫灌漿的準(zhǔn)備工作。當(dāng)最低氣溫在0℃～5℃時(shí)，砌筑作業(yè)應(yīng)注意表面保護(hù)，最低氣溫在-5℃以下時(shí)，應(yīng)停止砌筑。在高溫季節(jié)施工時(shí)應(yīng)在規(guī)范要求的范圍內(nèi)進(jìn)行施工。

4.2.3砌石施工

砌壩材料質(zhì)量須滿足規(guī)范要求，為有利于石料與膠結(jié)材料的結(jié)合，石料上壩前在壩外沖洗干凈，表面不含泥，砌筑時(shí)應(yīng)呈飽和而不帶水狀態(tài)；砌石一般先鋪漿后安放石塊再灌注砼，采用機(jī)械振搗方法，用振搗器搗實(shí)，使膠凝砼飽滿。鋪漿厚度一般2～3cm，細(xì)骨料混凝土鋪5～10cm；石料放置平穩(wěn)后要用鐵錘敲擊，豎縫灌滿漿后在縫隙間填塞小塊石并稍加敲擊，達(dá)到縫隙滿漿和結(jié)合緊密的要求；砌體灰縫應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)至少10cm以上，避免形成通縫，砌石之間應(yīng)犬牙交錯(cuò)，盡可能縮小縫隙[3]；安排砌石進(jìn)度時(shí)，最好是連續(xù)不斷的逐層砌筑上去，否則在混凝土終凝前應(yīng)將砌體表面清掃干凈，以免時(shí)間過(guò)長(zhǎng)清理困難。對(duì)停砌已久的老砌體，表面要作特殊處理（鑿毛、清除松動(dòng)的石塊、沖洗等）才能繼續(xù)安砌；面砌要丁砌順砌相間，并力求與內(nèi)部同時(shí)上升。

壩體上升的層面盡量保持向上游大致呈1：30～1：20的傾斜坡，即迎水面比背水面略低。分段砌筑的高差不宜過(guò)大，一般控制在1～1.5m，斷面相接以斜面為好。

砌體砌漿處于初凝至終凝之間的砌體不允許擾動(dòng)，嚴(yán)禁石塊直接接觸，座漿及豎縫砂漿填塞應(yīng)飽滿密實(shí)，鋪漿應(yīng)均勻。

砌筑前應(yīng)對(duì)砌塊進(jìn)行外觀檢查，清除砌塊表面污物及黏土，砌筑時(shí)應(yīng)做到橫平豎直、表面清潔、錯(cuò)縫搭接、砂漿飽滿，不得出現(xiàn)瞎縫、透明縫，層間座漿均勻平整，砌塊就位后采用C15一級(jí)配混凝土灌縫，之后不得撬動(dòng)砌塊，否則必須重新鋪砌。

4.2.4混凝土防滲面板

澆筑防滲面板時(shí)，利用壩體作為內(nèi)側(cè)模板，防滲面板與砌體的連接采用壩體預(yù)留錨筋。防滲面板不大于20m設(shè)一條伸縮縫，縫上游25cm處設(shè)橡膠止水。防滲面板澆筑層高度不得大于1.5m，工作縫及層面須鑿毛。

澆筑防滲墻混凝土?xí)r的最高氣溫不得超過(guò)28℃，最低氣溫不得低于-5℃，當(dāng)最高氣溫高于28℃時(shí)，應(yīng)采取措施降低骨料溫度。

4.3養(yǎng)護(hù)

壩體在砌筑過(guò)程中應(yīng)及時(shí)做好防暑、防凍、防雨、防沖等工作；新砌體的防震、保溫、保濕等養(yǎng)護(hù)工作，可參照混凝土的要求進(jìn)行。養(yǎng)護(hù)期一般不少于28天。上游面防滲砼與下游面護(hù)坡砼參照?qǐng)?zhí)行。

4.4質(zhì)量控制與檢查

4.4.1質(zhì)量檢查

砌石體質(zhì)量主要體現(xiàn)在砌石體密實(shí)度和強(qiáng)度兩個(gè)方面。密實(shí)度的檢查，一般在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，方法有：1）敲擊聽(tīng)聲。用鐵錘敲打砌石表面，如座漿不滿則聲音空響，但立縫灌漿不滿則敲聽(tīng)不出。2）抽樣撬開(kāi)。在石料砌好后尚未完全初凝前，選擇有代表的地點(diǎn)，撬開(kāi)直接觀察。3）砌體抽樣掘坑，壩體每砌筑10m高，挖試坑一組。在砌好的壩體中掘試坑檢查并作容重測(cè)驗(yàn)，容重需大于2200kg/m3，計(jì)算石塊與膠結(jié)材料的比例。試坑面積一般為1.0m×1.0m，深1m。經(jīng)過(guò)放樣布置鉆孔（邊線上的防震孔間距10cm，中間的開(kāi)挖孔作梅花形布置），然后用風(fēng)鉆打眼，石工開(kāi)砌，取出全部試樣，（下轉(zhuǎn)第頁(yè)）

（上接第頁(yè)）

回填標(biāo)準(zhǔn)砂進(jìn)行測(cè)驗(yàn)計(jì)算。4）砌體密實(shí)性檢查。每新砌一層，均需進(jìn)行簡(jiǎn)易試驗(yàn)（如插釬灌水試驗(yàn)）。有防滲要求的砌石部位，需進(jìn)行鉆孔分段壓水試驗(yàn)，測(cè)定單位吸水量ω值。同時(shí)也可以從鉆取的巖芯上直接觀察砌體的密實(shí)程度和膠結(jié)情況。

對(duì)砌體質(zhì)量的評(píng)價(jià)，砌體的孔隙率不大于3%，單位吸水量ω值不大于0.03L/min·m·m，即為基本密實(shí)、膠結(jié)良好。

4.4.2質(zhì)量控制

經(jīng)檢查，砌筑質(zhì)量不合格的，須采取處理措施，或返工重砌，或灌漿補(bǔ)強(qiáng)。

5、結(jié)束語(yǔ)

綜上，大壩樞紐工程已于2015年按設(shè)計(jì)建設(shè)完成，2016年試蓄水至1233米高程程，未發(fā)現(xiàn)大壩存在漏水現(xiàn)象，各項(xiàng)設(shè)備運(yùn)行正常，待蓄水安全驗(yàn)收后正式下閘蓄水。由此可知該工程混凝土砌毛石壩施工方案可行，施工效果良好。在實(shí)際施工時(shí)需注意前期現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，依據(jù)工程實(shí)際情況采取適宜的管控措施，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行全面監(jiān)控，對(duì)重要工序的施工工藝進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，確保工程施工質(zhì)量，提升工程綜合效益。

參考文獻(xiàn)：

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