胶凝砂砾料在泰安唐庄橡胶坝工程的应用

赵胜珠，陈 涛，黄继峰

（山东临沂水利工程总公司，山东 临沂 276000）

胶凝砂砾料主要是利用天然砂砾石料和水泥、粉煤灰等胶凝材料拌和后碾压施工的一种坝基回填材料,胶凝砂砾料主要是利用水泥的黏合性将砂砾石等骨料固结成为一个整体，用于基础回填，起到加强地基的作用，在唐庄拦蓄枢纽工程中主要用于橡胶坝底板基础回填。

1 工程概况

唐庄拦蓄枢纽工程位于泰安市区东南部，大汶河支流牟汶河中游，〇九公路角峪大桥下游约500 m处。工程包括橡胶坝、调节闸、引水闸、引水渠、上下游护坡、地方道路、管理设施等。枢纽拦蓄水位144.20 m，底板高程138.00 m，坝高6.30 m。橡胶坝共7孔，每孔净宽60 m，全长430.5 m。在工程施工中胶凝砂砾料作为一种创新材料用于橡胶坝基础填筑，总填筑3.08万m3。由于胶凝砂砾料在我国主要应用于工程围堰等临时设施的施工，目前对于橡胶坝基础回填还没有系统的规范和要求，因此施工的技术要求和标准需要根据实际地质结构，设计要求的地基承载力以及压实度来确定施工参数。

首先取用河床内的冲积河砂和经检验合格的水泥和粉煤灰经多次实验确定最大干密度、最佳含水率以及实际碾压次数和上料厚度。在工程中采用18 t振动碾先震动2次再静压2次的方式来满足实验要求的压实度标准。每层碾压后都取样检验压实度，并且及时进行洒水养护，洒水目的在于加速水泥释放水化热，加快凝固速度，有利于再次上料以及工作面良好结合。

2 胶凝砂砾料的施工优点

2.1 原材料方面

胶凝砂砾料中的砂砾石既可以就地取材，直接利用坝址河床开挖出来除淤泥以外的砂石、风化岩以及河床冲积料等天然材料，又可以采用枢纽建筑物拆除产生的建筑砾石或者破碎后的混凝土以及矿山铁厂等产生的矿渣等废料，任何达到强度标准的建筑垃圾都可以作为拌合材料投入使用，扩大了骨料使用的范围，而且对建筑垃圾的废弃物再次利用，既经济又环保。

2.2 施工速度方面

唐庄拦蓄枢纽工程中采用摊铺的方式进行胶凝砂砾料的回填，首先清理出一个工作面，然后取用第二个工作面的砂砾料用于第一个工作面的胶凝砂砾料的拌合回填，如此循序渐进，流水作业，既开挖出下一个工作面，又回填完上一个工作面，节省了机械来回倒运的费用。而且胶凝材料含量较少，水化热产生量较小，减少对温度变形等方面的控制措施，加快施工速度。

2.3 工程质量安全方面

由于水泥及粉煤灰的胶结作用，砂砾石经过振动碾的碾压后形成的是胶结堆石体，而不是散粒体，因而填筑基础具有较强的抗冲能力和较高的抗剪、抗压强度，唐庄拦蓄枢纽工程经过一年多的运行各方面均未出现任何安全问题。经碾压后的胶凝砂砾料可以允许其上漫水，汛期时可以作为临时导流渠道，从而降低施工导流的需求和增强了汛期施工的抗风险能力。

2.4 使用范围方面

胶凝砂砾料作为回填材料对地基的要求较低，既可以用于淤泥地基的换填，也可以直接作用于坚实的基础上。唐庄拦蓄枢纽工程回水长度4.3 km，蓄水高度6.30 m，总蓄水量670万m3，该地基为不透水黄泥岩层。经过胶凝砂砾料回填碾压后，在施工过程中以及在后期运行使用中，均未出现地基沉降、变形、裂缝等现象。因此胶凝砂砾料适合软弱地基等各种基础的回填，具有较高的地基适应性和安全性。

2）胶凝砂砾料中的胶凝材料用量少，骨料不能充分裹浆，如果使用挖掘机拌合，需要多次重复拌合，才能保证坝基强度达到试验标准的要求，若采用搅拌机拌合又增加了来回倒运的机械费用。如何更规范地拌合以及确保骨料充分裹浆还有待于进一步改进和研究。

3）为保证拌合物的和易性，同时满足强度要求，砂砾石在拌合之前需要堆放一段时间，以免含水量过大，单位用水量需通过试验确定，而且需要随时监测粗骨料的含水率，配合比较难控制。

4）河床砂砾石级配不连续，各类建筑废弃物强度也不均匀，不同部位粒径尺寸分布的差异性使得材料强度的离散性高，因此一个工程中应尽量使用同类同源骨料，避免出现强度不均的现象。

3 施工中存在的问题

4 结语

1）由于胶凝砂砾料骨料材料未经冲洗筛分，材料本身强度低，抗渗透性较差，且胶凝材料用量少，并且长期在压力水渗透作用下。因此，采用胶凝砂砾料作为工程材料时，应避免胶凝砂砾料处于长期的渗透溶蚀中，以尽量减少渗透溶蚀对坝体带来的长期耐久性问题。

胶凝砂砾料作为探索和实践相结合的一种新兴施工材料，在材料来源，加速施工，保证质量安全以及使用范围广泛等多方面具有显著优点。建立一套全面的施工控制技术体系及管理体系，将对胶凝砂砾料的推广应用产生积极的作用。