胶凝砂砾料坝基回填技术的应用浅析

闫帅，葛安春

（山东大禹工程建设有限公司，山东济南250013）

胶凝砂砾料坝基回填技术的应用浅析

闫帅，葛安春

（山东大禹工程建设有限公司，山东济南250013）

本文以宁阳县桑安口水库南支橡胶坝的底板回填工程为实例，探讨了胶凝砂砾料橡胶坝基的回填施工技术与质量控制，提出了在特殊的气候环境条件下和重要部位的施工处理方法。

胶凝砂砾料；（CSG）；橡胶坝；施工技术；VC值

胶凝砂砾料（CSG）是将水泥等具有黏合性的材料与天然的砂砾石混合搅拌而生成的一种新型坝基回填材料。这项新技术在上世纪90年代，由日本工程技术人员研究，并成功应用到筑坝工程中。CSG技术在我国的应用起步较晚，目前多用于围堰、拦砂坝等工程中，而应用在橡胶坝的坝基回填工程上则较少。为此，本文结合宁阳县桑安口水库南支橡胶坝的底板回填实例，探讨CSG技术的施工工艺与质量控制。

1　工程概况

宁阳县桑安口水库南支橡胶坝位于大汶河干流桩号39+780处，总长为410.5 m、宽69 m，共8跨，每跨50 m。从上游到下游分别为C25混凝土铺盖、C25混凝土坝体、C25混凝土消力池、M10浆砌石护坦、宾格网石笼护坦。受雨季影响，水库下游淤泥堆积，河道内杂草丛生并散发出刺鼻的气味。本次施工内容为采用换填胶结砂砾料技术，分层压实下游橡胶坝底板基础。

2　选用CSG技术施工的原因

1）适用范围较广。CSG技术对橡胶坝地基的地质没有任何限制条件，尤其适用于软弱地基的回填。胶凝砂砾料中的砂砾石，可直接利用河床开挖出来的砂石或冲积料，而对于建筑废弃物，则只需满足强度和粒径要求，就可以作为拌合材料投入使用，既环保又可降低项目的工程造价。

2）施工质量安全可靠。以砂砾石为骨料，再按照一定的比例，加入具有胶结作用的水泥和粉煤灰，充分搅拌后便制成胶凝砂砾料。将胶凝砂砾料用于橡胶坝基的回填，由平仓摊铺、振动碾多次分层压实和养护作业后，其整体胶结成一个堆石体。胶凝砂砾料中，具有胶结作用的水泥和粉煤灰含量较少，在固化过程中产生的水化热也会很低，这一特性降低了橡胶坝地基出现裂缝、变形或沉降发生的概率。

3）施工进度有保障。橡胶坝基础采用胶凝砂砾料摊铺回填的施工方法，首先是开挖并清理第一个工作面，再开挖第二个工作面。与此同时，第二个工作面挖出的砂砾，将作为第一个工作面胶凝砂砾料的骨料，用于坝基的拌合回填。该施工方法采用循环、渐进的流水作业方式，既解决了土方开挖后的存放问题，又降低了施工机械的辗转费用，提高了施工的效率，保障了施工的进度。

3　CSG坝基回填施工技术

1）施工前准备。施工开始前，要先确定配置胶凝砂砾料的骨料源，其表层淤泥的含量不可偏大。坝基回填工作面在达到设计要求后，才可进行胶凝砂砾料的回填施工。

2）胶凝砂砾石料的拌合与运输。在拌合胶凝砂砾石料时，先利用装载机或挖掘机的料斗作为计量器具，将粗骨料和砂料以椎体的形式堆放在拌合地面，其四周开出若干小坑，再加入一定量的水泥和粉煤灰，最后加水并利用挖掘机的料斗搅拌均匀。翻拌6～8次后，目测胶凝砂砾石料的均匀性，并利用手抓细料为“粘聚”，判定搅拌是否合格。运料过程中，装载机要避免急转弯或急刹车等情况，其行驶线路更不得经过已经摊铺的的部位；仓面外拌合时，在拌制完成后再由自卸车辆运至仓面。自卸车辆在运输过程中，路况要平整，雨季或高温季节运输时，要采取防雨、遮阳等防护措施。

3）胶凝砂砾石料的卸料与平仓。为了防止胶凝砂砾石料在卸料时骨料分离，应采取双点式叠压卸料法，将胶凝砂砾石料均匀的卸载到摊铺前沿的台阶上，料堆的最外边缘与模板的距离要大于1.2 m，再利用推土机或平仓机将胶凝砂砾石料推到台阶下后开始平仓。如果在卸料时，料堆的边缘出现了骨料分离，则要将其清除仓外，或人工散料处理，以保证坝基的施工质量。胶凝砂砾石料在卸料后要立即进行平仓，确保拌和物从投料到碾压施工，能够在设计要求的时间内完成。每层铺料的厚度以40 cm为宜，超大粒径或块体的含量要低于5%。一旦出现局部骨料集中或粒径超标的情况，可利用反铲或人工挑拣，再进行二次平仓铺摊。

4）胶凝砂砾石料的碾压。每一层胶凝砂砾石料在完成平仓摊铺后，要立即进行碾压施工。碾压的方向按照施工设计的要求，碾压程序则分为静压和振压。先静压2遍，再进行弱振2遍，最后进行一次强振碾压。振动碾行驶速度要低于2 km/h。振动碾在端头处的搭接长度，应控制在120～260 cm，条带间的搭接宽度则应控制在20～40 cm。

5）胶凝砂砾石料的养护。在最上层仓面碾压完成，并在胶凝砂砾石料终凝后，开始进行洒水养护。洒水的方式可采用喷淋、均匀铺洒等措施，养护时间不得少于28 d。当坝基回填施工处于炎热或干燥的季节时，要用塑料薄膜或麻袋等覆盖仓面最外层，以防水分快速蒸发，保证最外层仓面始终处于湿润状态。

4　特殊气候及部位的施工处理

1）特殊气候的施工处理。在高温或寒冷的季节进行胶凝砂砾石料施工时，要做好防高温、防冻的保护措施。在日平均温度大于25℃时，要缩短各层施工的时间间隔，防止胶凝砂砾石料在拌制、运输、平仓及碾压阶段，水分的快速蒸发。同时，还要根据气候的变化，及时调整仓面碾压的VC值，并采取喷雾等方法，保证施工质量。

雨季施工，当降雨量大于5 mm/h时，要立即停止施工，并用防雨布等对已完工的仓面进行防护，避免雨水冲刷。雨停后，要间隔30 min以上，才可恢复施工；当降雨量小于5 mm/h时，可在有防雨保护的情况下，继续施工。但不管是雨停后的复工，还是降雨量较小时的持续施工，都应适当增加仓面碾压的VC值，并确保胶凝砂砾石料的拌合、运输设备无积水。而对于那些被雨水严重浸入或裸露砂石的仓面，应采用水泥净浆或砂浆修补。

2）特殊部位的施工处理。（1）主要是碾压层面处理和层面缝隙处理。碾压层面的处理。当胶凝砂砾石料的理论初凝时间已过，但施工层面却还没有终凝时，要在层面上均匀的散水并铺上水泥，再摊铺一层胶凝砂砾石料。这层胶凝砂砾石料在凝固后，应为一个整块，并确保层间无渗水通道和薄弱面。（2）层面的缝隙处理。层面缝隙处理可采用表面凿毛法，先清除仓面已松动的骨料和浮砂，再均匀的刮铺厚度约为1.5 cm、强度等级高于胶凝砂砾石料的砂浆层，最后以胶凝砂砾石料密封。

5　结语

目前，CSG技术主要应用在围堰和拦砂坝项目上，而用于橡胶坝的坝基回填且可供借鉴的施工项目则十分有限。本文依据宁阳县桑安口水库南支橡胶坝底板施工经验，针对胶凝砂砾石料的配合比、搅拌、运输、平仓、摊铺、养护等施工工艺，以及特殊天气及重要部位的施工方法进行了论述。

［1］贾金生，陈祖坪，马锋玲，俞钦，等.胶凝砂砾石坝筑坝材料特性及其对面板防渗体影响的研究［R］.北京：中国水利水电科学研究院，2004.

［2］吴平安.胶凝砂砾石材料力学性能试验研究［D］.华北水利水电大学，2015.

（责任编辑迟明春）

TV68

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1009-6159（2016）-09-0012-02

2016-03-14

闫帅（1989—），男，助理工程师