浅谈胶凝砂砾石（CSG）围堰施工质量控制

陈正宇

（中国水利水电第八工程局有限公司　湖南　长沙　410000）

浅谈胶凝砂砾石（CSG）围堰施工质量控制

陈正宇

（中国水利水电第八工程局有限公司湖南长沙410000）

胶凝砂砾石（CSG）坝是在碾压混凝土筑坝技术和面板堆石筑坝技术的基础上发展起来的一种新型坝，国外已应用于永久工程，国内只进行了一些围堰工程试验性应用，施工技术和施工质量控制均在研究探讨中。为提供填筑胶凝砂砾石（CSG）坝的施工质量控制经验，本文从CSG填筑料、施工工艺质量控制以及特殊情况下的质量控制进行了介绍和总结，具有一定的参考价值。

胶凝砂砾石；过水围堰；VC值；压实度；质量控制

1　概述

胶凝砂砾石是J.M.拉斐尔（J.M.Raphael）于1970年在美国加州召开的“混凝土快速施工会议”上首先提出，其特点是采用胶凝材料与砂砾石材料（包括砂、砾石、石等）拌合筑坝，使用高效率的土石方运输机械和压实机械施工。

采用在天然级配的土石料中掺加少量水泥，使砂砾石料从散粒体变成连续体，由此产生的胶凝砂砾石具有以下优点：①水泥用量低，水化热温升低，施工不考虑温控问题；②对骨料要求低，可以就地取材。直接利用坝址河床开挖出来的砂卵石及开挖丢弃的砂砾石、石渣等；③因此材料的造价降低；④可减轻施工对周围环境的破坏程度。

2　工程概况

大华桥水电站位于云南省怒江州兰坪县兔峨乡境内的澜沧江干流上，是澜沧江上游河段的第七级电站。其上游胶凝砂砾石（CSG）过水围堰设计挡水标准为10年一遇设计洪水，相应洪峰流量为2060m3/s，围堰设计挡水位1424.6m。最大堰高49m，堰顶长度124.9m，堰顶宽度7m，填筑方量约10.2万m3。下游面平整摆放混凝土预制件用于过水防护兼做施工期模板混凝土预制块，上游为1：0.5坡面，下游为1：0.6台阶面，下游边坡预制件摆放自高程1390.2m开始至高程1425.0m。堰顶面为1m厚C20混凝土，防止过水时冲刷围堰。

3　围堰填筑前准备

3.1碾压试验

在填筑围堰前先进行现场碾压试验，模拟施工进行生产性工艺试验，以确定机械设备选型，设备选型主要是指自卸车、平仓机和振动碾等。通过现场实际碾压试验，本工程选用的设备为25T自卸车和18T振动碾。

3.2浆液水灰比试验

在生产性工艺试验场地，在变态区划分几个区域，用不同的水灰比对变态区进行加浆，试验不同水灰比的浆液在CSG中的扩散程度、振捣难易和振捣质量。通过试验，确定水灰比为1：0.6。

3.3施工工艺参数选择

工艺参数主要是指：围堰的铺筑方式、松铺厚度、碾压遍数、加水量、行车速度和CSG料拌和方式和次数。本工程采用端退法通仓铺筑，松铺厚度70cm，压实层厚60cm，碾压遍数为8遍。先无振碾压2遍，再有振碾压6遍，行走速度控制在1.0～1.5km/h。拌和方式采用挖掘机在坑内拌合，先干拌4遍，然后洒水湿拌2遍。

4　CSG围堰施工填筑

4.1CSG施工工艺

胶凝砂砾石（CSG）施工和一般碾压混凝土施工相类似，主要施工工艺为：拌料→运输→入仓卸料→平仓→碾压→变态区加浆振捣。

4.2标识松铺厚度

为保证每层松铺满足设计要求，先在模板上用红油漆画上每层铺料厚度，平仓机将入仓堆放的CSG料推平至与红油漆标记。

4.3运输入仓

拌制好的CSG料，采取25t自卸汽车直接入仓卸料。

4.4卸料平仓

CSG围堰填筑采用端退法浇筑，汽车在仓面卸料采用两点卸料法，卸料时距侧模板1.5m，避免模板跑位，影响浇筑质量。平仓采用平仓机铺料，人工辅助剔除超径石，铺料厚度为70cm，压实层厚60cm。变态区铺料厚度35cm，加浆振捣后继续铺料35cm加浆振捣。

为确保变态区振捣质量，对于变态区径粒大于15cm的骨料用人工选出，分散抛填至围堰碾压区域。

4.5碾压

平仓摊铺完成后，在铺筑层用石灰放样标出CSG碾压区及CSG变态区分界线，以便明确碾压区及变态区，保证变态区厚度。CSG碾压区先无振碾压2遍，再有振碾压6遍，碾压设备采用18t单钢轮碾压机碾压，碾压速率控制在1.0～1.5km/h。

4.6变态区振捣

4.6.1变态区加浆方式

采取抽槽加浆，辅以插孔加浆，加浆由人工加浆，根据变态区计算加浆量，加浆量为变态体积的6%。对含泥含粉量较高的CSG料，加浆量根据现场情况适当增加。

4.6.2振捣

变态区使用φ100、φ130振捣器人工振捣，振捣时快插慢抽，振捣至泛浆、表面无明显沉降为止。

4.7养护及保湿

CSG在碾压后6～18h内开始表面喷雾养护。在高温浇筑时（仓面气温大于25℃），仓面采用喷雾机喷雾保湿、降温。

4.8层间处理

因供料不及出现发白或初凝的区域，采取泼洒1～2mm厚净浆的方式处理，保证层间结合良好。

5　施工质量控制

5.1施工过程质量控制

5.1.1管控好CSG填筑料的拌制质量

上游胶凝砂砾石（CSG）围堰料源主要为基坑覆盖层河床料和爆破洞渣，拌合料质量控制重点为：①拌合坑内的投料顺序。分层按砂石料（洞渣要掺合河床砂）→水泥、粉煤灰→外加剂先后投放。②拌合遍数。先干拌4遍，然后洒水湿拌2遍，洒水量76kg/m3（配合比值），实际用量应根据砂石料含水率确定。现场经验是用手捏CSG料可成团，但不粘手为特征，同时在拌合过程中剔除超径块石。③检查CSG料是否达到拌和均匀，VC值是否在合适范围内，检查合格后才准出坑。

5.1.2碾压区施工质量控制

碾压区介于围堰上下游面变态区中间，其质量控制重在铺料厚度、碾压遍数和VC值大小。CSG碾压区碾压参数按工艺试验进行。碾压条带间的搭接宽度为0.2～0.3m。每层碾压完成后，用核子密度仪或挖坑灌水法做压实度检测，压实度满足设计要求后（≥97%），才允许上层铺筑。

已碾压完成的CSG施工面应及时进行上一层覆盖，对因供料不及出现发白或初凝的区域，采取泼洒一层1～2mm厚水泥净浆进行层间结合处理，再铺筑上一层CSG料。对于冷缝或施工缝，采用低压冲毛的方式进行缝面处理，以消除CSG料表面浮浆。冷缝或施工缝层面处理并清洗完毕后（主要针对防渗层），先铺2～3cm的C5富浆混凝土，然后立即铺筑上一层CSG料继续施工，以此保证层间结合质量。

5.1.3变态区施工质量控制

变态区浇筑质量，关系到围堰防渗效果，因此要作为质量控制重点。

（1）调整骨料级配。为保证变态区浇筑质量，用人工和机械将超径石（大于15cm）清走，补充一些中小石，使骨料级配基本连续，砂率保证在22%左右，再进行平仓→抽槽→加浆→振捣。

（2）控制变态区层铺厚度。上游变态区分层厚度35cm，完成第一层35cm变态区加浆振捣后，再铺筑上一层CSG填筑料。

（3）振捣质量控制。变态区使用φ100、φ130振捣器人工振捣，现场控制重点为振捣时间、振捣间排距和插入深度是否满足规范要求，防止漏振、欠振。

（4）特殊情况处理。CSG原料级配较正常情况下，变态区采用抽槽加浆方法，辅以插孔注浆，按照确定的加浆量加浆（6%），浆液比重为1.62g/cm3。当CSG原料含泥量在10～14%时，适当增加加浆量（10%左右）。当CSG原料含泥量超标较大（14%以上）时，浆液基本上不易渗透到CSG中，对此先用小反铲对加浆后的变态区翻拌1～2遍，再采取二次加浆，以保证加浆、振捣质量，尤其是迎水面防渗层应作为重点控制。

5.2VC值的控制

VC值大小与碾压效果和碾压质量有直接关系，且对CSG层间结合性能影响较大。除此以外，VC值的大小，对仓面的机械施工关系也很大。现场施工经验表明，现场VC值小于5s，会出现弹簧土，甚至导致单钢轮碾压机陷车，VC值控制在9～11s之间的碾压质量较好。

5.3堰体CSG与岸坡接合部位的控制

由于两岸边坡存在坡度，变态区加浆宽度要根据岸坡坡度而定，保证底层铺筑料加浆振捣的宽度以满足设计要求。除此之外，与岸坡接合部位的变态区的CSG原料级配及砂率要较好。对于集中的骨料要分散，级配严重不连续的要用人工进行调整，同时，对加浆量和振捣质量要加强控制。

6　基岩渗水对碾压区质量影响的处理

一般情况下，基岩会有岩隙渗水，由于CSG中胶凝材料少（水泥70kg/m3），内部松散，铺筑一定高度后的CSG料会抬高基岩边的积水，积水会渐渐向碾压区渗透，导致离积水区2.5m左右出现弹簧土。

处理方法：

（1）当CSG料铺到接近积水区时，在采用人工舀水的同时，立即沿离积水区外1.0～1.5m处抽2道槽，然后加浆振捣，形成一道“防渗带”，阻止积水向碾压区渗透，并及时对本条带区进行碾压。

（2）对已经渗透到碾压区的积水，并已造成了弹簧土导致陷车的区域，采取打孔注浆，然后用100型振捣棒振捣，振捣时CSG料下沉，里面的积水提到表面，用人工将水舀走。陷车情况可以减轻很多。

7　结语

胶凝砂砾石（CSG）用于挡水建筑物无论从技术上还是在施工质量控制上尚没有成熟的经验。其质量的控制重在对CSG材料配合比选择、拌和质量、碾压质量、层间结合质量和防渗变态区振捣质量上。本围堰已经过汛期两次过水考验，围堰未出现裂缝和损伤，且渗漏量小，因此，其施工过程的质量控制方法可供参考。但因各地河床砂砾石料组成不相同，其质量控制有待进一步研究和探讨。

[1]陈振华，林胜柱.胶凝砂砾石筑坝技术新进展[J].水利科技，2011（04）.

[2]陈武.胶凝砂砾石材料在围堰工程中的应用[J].大坝与安全，2011（02）.

[3]田育功，唐幼平.胶凝砂砾石筑坝技术在功果桥上游围堰中的研究与应用[J].水利规划与设计，2011（01）.

TV432

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1673-0038（2015）43-0252-02

2015-10-11

陈正宇（1966-），男，助理工程师，经济师，本科，主要从事大坝、厂房和船闸工程质量管理工作。