堆石混凝土施工技术在东升水电站大坝工程中的应用

雷加欣

( 黑龙江省水利工程建设质量与安全监督中心站，哈尔滨150040)

1 工程概况

东宁县东升水电站坝址位于东宁县通沟村西4 km处的绥芬河干流上，水库距东宁镇20km( 河道距离) ，坝址以上集水面积8 105 km2。设计最大库容为5016 ×104m3，调节库容2867 ×104m3，占总库容的57.16%。总装机容量为33 MW，共5 台发电机组，其中4 台8.0 MW，1 台1.0 MW，总发电量为8104 ×104kW·h。

工程枢纽主要包括大坝( 分为混凝土重力坝段和溢流坝段) 、引水隧洞和电站厂房3个部分。工程规模为小(1) 型，设计标准为50 a一遇，校核标准为100 a一遇［1］。

2 堆石混凝土材料要求

堆石料应新鲜、完整，质地坚硬，不得有剥落层和裂纹。堆石料可以使用毛石、块石、粗料石和卵石，其中部或局部厚度≥30 cm，最大粒径以运输入仓方便为限，且≤1.0 m; 允许使用少量片石但其重量不得超过堆石料总重的10%。堆石料最小粒径大于或等于每浇筑层厚的1/3。堆石料的饱和抗压强度≥50 MPa。

可选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，应满足相关国家标准的要求，宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，标号≥42.5。

应满足国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》( GB/T1596—2005) 中的粉煤灰性能指标要求，所使用的粉煤灰等级不低于Ⅱ级粉煤灰，C 类粉煤灰的体积安定性检验必须合格。

宜优选级配良好的中粗河砂，不具备条件时应按照河砂、人工砂，细砂、粗砂的优先次序选择，其性能指标应符合《水工混凝土施工规范》( DL/T 5144—2001) 中的相关规定。

应选用5 ～20 mm粒径的石子作为粗骨料，超径率不得＞5%，其性能指标应符合《水工混凝土施工规范》( DL/T 5144—2001) 中的相关规定。

由北京华实水木科技有限公司提供堆石混凝土专用外加剂，其性能指标应符合《混凝土外加剂》( GB/T 8076—2008) 和《水工混凝土外加剂技术规程》( DL/T 5100—1999) 中的相关规定施工。

3 堆石混凝土施工工艺

3.1 仓面处理

建筑物基础岩面上的杂物、泥土及松动岩石均应清除、冲洗干净并排净积水，如遇有承压水，应制定引排处理措施，处理完毕验收合格后方可堆石入仓浇筑混凝土。

建基面为易风化的岩石应预留好地基临时保护层，为软基应力求避免破坏或扰动原状土。在模板安装前，建基面( 岩石或软基) 上须浇筑一层3 ～8 cm厚的自密实混凝土，形成基础仓面。

3.2 堆石入仓

堆石入仓每层堆石厚度可按0.5 ～1.0 m控制，宜将粒径较大的石料置于仓面的中下部，粒径较小的石料置于仓面的中上部，表面＜20 cm的堆石碎块应予以清除。堆石应严格避免与基础仓面混凝土大面积接触，影响施工缝的黏结。

堆石入仓过程中不得对基础仓混凝土产生较大的冲击，以免下层低龄期混凝土内部产生微裂缝，对建筑物造成早期损伤。

3.3 模板制安

堆石混凝土模板可采用钢模、木模等常态模板，也可使用浆砌块石墙替代模板。钢模、木模要求其缝隙须＜2 mm，以防止漏浆发生;其刚度和强度须能够承受自密实混凝土产生的侧向压力。

浆砌块石墙模板可作为结构的一部分，浆砌块石墙采用的水泥砂浆砌筑其标号≥M10，浆砌块石墙采用的细石混凝土砌筑其强度等级应不低于堆石混凝土强度等级，浆砌块石墙的厚度应≥30 cm。

堆石混凝土模板安装支撑必须牢固，应保证在堆石体与模板之间保留＞10 cm的空隙作为保护层。混凝土强度达到＞5 MPa时，方可进行拆模。

3.4 混凝土浇筑

1) 拌制。自密实混凝土拌制应严格遵守混凝土配合比设计，须采用双卧轴强制式搅拌机，拌和设备生产率必须满足高峰浇筑强度的要求，确保设备所有的称量、指示、记录及控制的精度要求，每仓混凝土施工前要认真校核称量设备的精度。水泥、粉煤灰、减水剂、水的称量误差≤±1%，砂石的称量误差≤±2%。

每次自密实混凝土生产前或生产过程中遇天气变化较大时，或者取料部位发生变化时，应及时对所使用的粗、细骨料进行含水率测定，根据骨料含水率的变化情况，随时调整实际用水量。在进行自密实混凝土生产之前须清洗搅拌机，并清除搅拌机内存水。

自密实混凝土的搅拌顺序为: 先将称量好的骨料和胶凝材料分别投入搅拌机干拌，然后再加入水和外加剂后继续搅拌60 s以上( 气温＜15 ℃时搅拌时间应≥90 s) ，目测自密实混凝土工作性能达到要求之后方可出机。

2) 运输。使用混凝土运输车运输自密实混凝土，在接料前应将车内残存的混凝土清洗干净，并将车内积水排尽，运输过程中严禁向车内的混凝土加水，卸料前搅拌运输车应高速旋转1 min 以上方可卸料。混凝土的运输速度过快或过慢，应保证浇筑的连续性和混凝土凝结时间要求。

泵送自密实混凝土，在泵送前应检查泵管，各泵管接头处应连接紧密，保证不漏气、不漏浆; 泵管内不得有大块杂物和未清理干净的混凝土，应保证泵管壁光滑。泵送前还要向泵车料斗内注清水，湿润和清洁管道，然后才能泵送自密实混凝土。泵送过程中，若泵送小量混凝土，需中间停歇，应每隔10 ～15 m开泵一次，防止泌水离析; 长时间停泵，应从管道中清除混凝土，以防塞管。

3) 浇筑。要保证入仓自密实混凝土的质量，严禁浇筑时在仓内加水;浇注过程中，浇注点应均匀布置于整个仓面，其间距≤3m;必须在浇築点填满后方可移至下一浇注点，浇築顺序应做到单向顺序，不可在仓面上往复浇築。完成浇築后，除表层自密实混凝土外，每一仓的浇築顶面应留有块石棱角，块石棱角应高出自密实混凝土顶面约5 ～20 cm，以便于下一仓的黏结。

4) 养护。浇筑完成的堆石混凝土，在养护前宜避免太阳曝晒，应在浇筑完6 ～18 h内，开始洒水养护。混凝土应连续养护，养护期内始终使混凝土表面保持湿润。混凝土养护时间≥28 d，有特殊要求的部位宜适当延长养护时间。

［1］黑龙江省水利勘测设计研究院. 大唐东升水电站初步设计报告［R］. 哈尔滨: 黑龙江省水利勘测设计研究院，2010.