堆石混凝土施工技术在石河水库除险加固中的应用

王亚奇

石河水库位于秦皇岛市山海关西北约6km的石河上，是一座以供水为主，兼顾防洪、发电、旅游等综合利用的中型水利枢纽工程。水库原设计总库容7000万m3，校核洪水位60.30m。除险加固后总库容6060万m3，兴利库容4838 万 m3。

1. 加固措施

经计算复核，溢流坝段和非溢流坝段坝体抗滑稳定均不满足要求，此次加固设计采用下游贴坡加厚措施。

溢流坝下游侧底部加厚5.0m，上游坡的的坡比仍为原来的1∶0.1。

非溢流坝在坝体下游侧加厚4.5～5.0m，下游坡比变为1:0.7，坝顶宽度由原来的5.0m变为10m，上游坡不变化，维持原坝坡 1∶0.1。

大坝底部加宽5m，属大体积混凝土。为防止混凝土中水泥水化产生的温升引起较大的温度应力，以及与原坝体砌石接触的接缝及变形问题，加固材料采用堆石混凝土。堆石混凝土加固体与原坝体弹性模量相近，水化热低，施工简单。为增强新旧坝体的整体性，清理原坝面的淤泥和表层松动浆砌块石，设置锚筋，锚筋间距2m×2m。

堆石混凝土自2012年4月开始施工，截至2012年11月共计完成4.1万m3（7～9 月度汛未施工）。 月最大浇筑速度 1万 m3/月。

2. 堆石混凝土

堆石混凝土就是将堆石直接入仓，然后浇筑专用的自密实混凝土，利用其高流动性能，无需施加任何振捣，仅靠自重就能填充到堆石的空隙中，形成完整、密实、低水化热的大体积混凝土。

与普通大体积混凝土相比，堆石混凝土施工无需振捣，水泥用量低，水化热低，温控措施简便，单位造价低；与浆砌石相比，堆石混凝土能够大幅减少人工，显著提高功效，缩短工期，降低施工成本。

3. 堆石混凝土施工

根据工程现场施工条件，选定坝后贴坡堆石混凝土施工工艺，主要工艺流程为：

现场试验：根据块石料粒径，进行高自密实性能混凝土配合比试验及浇筑试验，选定配合比。

仓面处理：清除松动块石，杂物、泥土等，冲洗干净且无积水。对下层混凝土顶面进行凿毛处理。

支立模板：本工程采用内拉式组合钢模板。

块石筛选：对块石进行筛选，控制粒径。堆石材料选用新鲜、完整、质地坚硬、无剥落层和裂纹。堆石料粒径不小于300mm。对含泥量大的块石进行冲洗，使含泥量≤0.5%。

堆石入仓：本工程采用3种入仓方式。第一阶段（2012年4月底）采用自卸汽车直接入仓，入仓高程19.0～21.92m。第二阶段（2012年5月底～7月初）采用起重机吊堆石料斗入仓，入仓高程 21.92～41.04m。第三阶段（2012年 9～11月）采用塔式起重机（4台）吊堆石料斗入仓，入仓高程41.04～60.6m。

混凝土浇筑：现场采用强制式搅拌机拌制高自密实性能混凝土，混凝土搅拌车运输。混凝土泵送入仓浇筑，浇筑时分层进行，每层高1.5～2.0m。为加强层面结合，浇筑至大量块石高出浇筑面50～150mm为限。堆石混凝土抗压强度达到2.5MPa以后，再进行下一仓面的准备工作。

4. 经验总结

堆石混凝土浇筑流程图

从工程施工来看，堆石入仓是制约堆石混凝土施工速度和控制成本的关键环节，采用自卸汽车直接入仓是最经济高效的方式，在今后的工程中需加强对施工道路的规划，尽量使用自卸汽车直接入仓。

本工程施工采用内拉式组合钢模板，在堆石入仓时模板内拉钢筋范围内仍需采用人工码放，在一定程度上影响了施工速度，建议有条件的情况下尽量使用外撑式模板。

堆石混凝土技术虽然在一些工程中得到了初步应用，但仍处在推广期，根据《胶结颗粒料筑坝技术导则》规定，堆石混凝土的适用范围为中小型水利水电工程，堆石混凝土坝坝高超过70m时，必须进行专题论证，确保工程安全。

堆石混凝土施工技术相对传统施工技术确实有一定优势，希望能够在有条件的情况下推广使用，并不断研究、总结、创新。