塑性混凝土在小型水库除险加固工程中的应用

秦世润

(山西省水利建筑工程局，山西太原 030006)

1 工程概况

田家岗水库位于五台县阳白乡田家岗村，属海河流域，控制流域面积5．5 km2，水库原设计防洪标准为50年一遇，校核防洪标准为300年一遇，原设计总库容100万m3，防洪库容57万m3，兴利库容 47．25万 m3，死库容 17．75万 m3，现状已淤积库容32．5万m3。是一座以防洪、灌溉为主兼养殖的小型水库。

2 塑性混凝土防渗墙的优势

塑性混凝土防渗墙主要用于河流围堰和土石坝基防渗墙的水工建筑，塑性混凝土防渗墙比以往用的刚性混凝土防渗墙在墙体破坏上有了很大的提高:1)塑性混凝土的弹性模量很低是因为在本工程中优化了塑性混凝土的配合比。2)由于塑性混凝土的抗压性能很好，所以塑性混凝土的防渗墙在相同的受力情况下一般不产生压力，即使产生压力也不超过1 MPa，因而不会受到周围土体的变形而破坏。3)塑性混凝土主要是用柔性掺合料，如膨润土，水泥、钢材用量将减少，造价则大大降低。

3 塑性混凝土质量控制

3．1 塑性混凝土原材料质量控制

塑性混凝土原材料由水泥、砂、石骨料、水、粉煤灰、外加剂组成。其中水泥采用忻州市大型旋窑生产的合格水泥，碎石及砂子采用周围合格料场生产的产品。掺合料及外加剂等原材料均从合格的生产厂家采购并供货到位，混凝土各项原材料的质量要求具体如下。

3．1．1 水泥

本工程塑性混凝土所用的水泥是五台县水泥厂生产的32．5矿渣硅酸盐水泥、32．5普通硅酸盐水泥、42．5普通硅酸盐水泥。所有水泥都要根据各种水泥允许的有效期及堆放高度，对水泥认真保管，坚决防止水泥的受潮变质。散装水泥使用期限不应超过出厂日期6个月，散装水泥应储存在水泥储罐中，水泥储罐的容积应能满足塑性混凝土浇筑施工期间水泥使用强度要求。

3．1．2 砂、石骨料

1)由于本工程塑性混凝土配料中水泥用量比较少，而砂、石骨料的用量比较大，所以砂、石骨料的好坏直接影响塑性混凝土的强度，因此，砂是采用成本较高的水洗砂，含泥量达到了规范要求。

2)粗骨料为5 cm～20 cm，20 cm～40 cm，40 cm～80 cm三种级配，在选择粗骨料厂时，首先是质量必须过关，其次是生产能力必须达到工程需要。其超逊径含量应小于有关质量技术规定的数值。砂料进场前，应根据有关技术规定进行测试，若含有活性骨料时，必须进行专门试验论证后，才能使用。

3．1．3 水

本工程中塑性混凝土拌和用水为经过沉淀处理的水库水。

3．1．4 粉煤灰

采用五台电厂的二级粉煤灰，粉煤灰是否优质决定塑性混凝土的质量。

3．1．5 外加剂

本工程中选用的外加剂是五台县宏达化工厂生产的膨润土，膨润土的主要矿物为蒙脱石。土的密度为2．75 g/m3。塑性混凝土膨润土的含量比较多，是因为其具有润滑性、粘结性、可塑性、吸水膨胀性。

3．2 塑性混凝土配合比

田家岗水库根据工程各部位、用途、本地气候特点，设计适合本工程的塑性混凝土配合比。塑性混凝土各项原材料合格后，送到实验室根据工程结构对塑性混凝土的各项指标进行检验，再对本工程各部位塑性混凝土的性能进行试验，提出性能好，成本低适合本工程的塑性混凝土配合比。水灰比在塑性混凝土配合比设计中是一个非常关键的参数，所以水灰比的选定非常重要，主要考虑以下几个方面:塑性混凝土的强度、塑性混凝土的抗渗性、塑性混凝土的抗冻耐久性的等级，还要考虑水泥品种与标号、砂石骨料的质量、外加剂(膨润土)的品种及掺量的影响。由于塑性混凝土用水量较大，导致水分过多，所以配比时加入较多的膨润土，其具有较好的吸水肿胀性能，肿胀后的膨润土颗粒填充于塑性混凝土中的空隙，抑制水分子的通过，从而具备良好的抗渗性。

3．3 塑性混凝土拌和与运输

3．3．1 塑性混凝土的拌和

塑性混凝土的拌和必须控制拌合时间、坍落度、出机口温度等各项指标。本工程所有的塑性混凝土均在混凝土拌合站进行拌合。所有参与塑性混凝土拌合的施工人员一定要熟悉并牢记塑性混凝土的配合比和拌和工艺流程，并在搅拌机附近设立塑性混凝土配合比及拌和工艺流程标志牌，以示提醒。塑性混凝土拌和好后，根据各部位施工条件分别采用不同的入仓方法。

3．3．2 塑性混凝土的运输

本工程所有塑性混凝土的运输全部采用混凝土罐车进行运输，塑性混凝土在厂家生产完成后，应迅速运至浇筑地点，混凝土罐车车辆应时常保持清洁，以免影响塑性混凝土拌合物质量，塑性混凝土入仓时应防止离析。

3．4 各部位塑性混凝土的浇筑

3．4．1 路面浇筑

拌合好的塑性混凝土熟料运到浇筑现场后，直接卸料到浇筑仓面内，随后采用人工配合机械按设计厚度铺料、平仓，最后用平板振捣器振捣。为提高塑性混凝土路面的表面平整度，保证塑性混凝土路面的外观质量，在用平板振捣器振捣完后，再用水泥混凝土路面振动梁进行表面辅助振捣。

3．4．2 上坝台阶浇筑

上坝台阶塑性混凝土采用机动翻斗车运输至坝顶后，溜槽入仓，仓内人工摊铺整平，振捣器振捣密实。

3．4．3 上游坝坡护脚浇筑

塑性混凝土熟料采用机动翻斗车运输，到达浇筑部位后人工铲料入仓，仓内人工摊铺，50软轴振捣器振捣密实。

3．4．4 溢洪道各部位浇筑

溢洪道各部位塑性混凝土熟料采用10 t自卸车进行运输，运输至施工现场后，挖机铲料入仓，仓内人工摊铺整平，50型软轴振捣器振捣密实。

3．5 塑性混凝土裂缝控制及处理

3．5．1 塑性混凝土裂缝控制措施

塑性混凝土受到先行浇筑底板混凝土约束，如不采取可靠裂缝预防措施可能发生裂缝，造成缺陷甚至危害到工程安全运行。应通过精心调研和试验，采取正确、得力措施，控制塑性混凝土有害裂缝的产生。拟采取的裂缝控制主要措施包括:

1)正确选用塑性混凝土原材料;2)选用合适的配合比;3)选择合适的浇筑时间;4)采取合理的施工工艺精细施工;5)采取得力的温度控制措施;6)采取正确的养护措施等。

通过以上措施达到降低塑性混凝土的出机温度和最高温度，减小塑性混凝土的上下层和内外温差，提高塑性混凝土的内在质量和抗拉裂能力，避免塑性混凝土早期受外界温度骤降和失水风吹等不利环境影响等效果，最终达到控制混凝土裂缝的目的。

3．5．2 塑性混凝土裂缝处理

塑性混凝土伸缩缝处理包括止水带安装和缝内材料的填充。本工程中箱涵纵向每15 m设一道伸缩缝，缝内设橡胶止水带，塑性混凝土伸缩缝内隔缝材料为高压塑胶闭孔板。

3．6 塑性混凝土养护及表面保护

为使塑性混凝土中水泥充分水化，加速混凝土的硬化，防止混凝土成型后因暴晒、风吹、干燥、寒冷等自然因素的影响出现不正常的收缩、裂缝破坏等现象，本工程大体积混凝土派专人进行洒水养护，小块混凝土采用覆盖薄膜的方法。天气干燥时要加强养护次数，使混凝土表面保持湿润。

3．7 塑性混凝土质量检查

1)对塑性混凝土原材料(水泥、砂、石骨料、水、粉煤灰、外加剂)的质量检验。各种原材料的检验必须满足本工程的技术条款要求。本工程中所有塑性混凝土原材料的质量检查项目必须全部体现在和塑性混凝土生产商签订的购买合同中。

2)塑性混凝土质量检测。塑性混凝土质量检测包括:塑性混凝土拌合均匀性检测、坍落度检测、各种性能检测。

4 结语

在田家岗水库施工过程中，优化了塑性混凝土各种原材料配合比，使塑性混凝土比普通混凝土有更好的抗压、抗裂性，能很好的适应周围土体的变形，不易产生变形破坏。大大提高了生产效率，同时保证了工程质量。