混凝土砌毛石坝施工技术分析

查仕林

【摘要】当前我国水利工程建设规模不断扩大，坝型也多种多样，施工工艺差异性显著。混凝土砌毛石坝是水库中最为常见的坝型之一，工艺简单，质量可控性高。但是在重力坝砌筑过程中，毛石砌筑质量对于大坝整体质量影响较大。为此，在施工过程需全面监控施工过程，严格按照现行标准操作，确保后期工程运行安全。本文结合实例就混凝土砌毛石坝施工工艺进行分析，首先阐述了工程实例，其次总结了工程布置方案，然后详细论述了该工程混凝土砌毛石坝施工技术要点，以供参考。

【关键词】水库大坝；混凝土砌筑；毛石

1、引言

所谓混凝土砌石就是将混凝土作为胶凝材料，将天然毛石作为砌筑石料，通过人工或者是机械施工方法，是水利工程建设的主要工艺。该工艺的实施优势体现在操作便捷、工艺要求低、工程造价低、材料可就地取材，有效解决了材料上坝、进仓的问题。

2、工程实例概述

木浪河水库位于兴义市境内，大坝距兴义市城区38KM，距清水河镇5KM，在南昆铁路品甸火车站旁，地理坐标东经104°44′～104°49′，北纬25°20′～25°24′，坝址以上集雨面积309km2，多年平均径流量1.89亿m3。因近些年兴义市经济发展迅速，为了满足供水需求，需对原大坝进行升级改造，改造内容主要为在原有坝面上加高、加厚，建设重力坝，在保证发电规模维持不变的同时，扩大城镇供水和灌溉规模。大坝为C15混凝土砌毛石坝，坝顶高程1244.2m，最大坝高92.2m，总库容9910万m3。木浪河水库扩建后工程主要任务为农田灌溉，向兴义市城镇及电厂供水，工程设计灌溉面积9.35万亩（新增灌溉面积3.19万亩），灌溉供水量4780万m3/d，向兴义市城镇供水3800万m3/d，坝后电站装机2×1.25MN，多年平均发电量513万KW.h，下游河道环境水量1900万m3/d。

3、工程布置方案

挡水建筑：C15砼砌毛石重力坝，最大坝高92.2m，坝顶高程1244.2m，坝顶宽度5m，坝顶总长151.74m。溢流堰顶高程1233.00m，闸孔尺寸2×5.8×9（m），闸门形式为露顶式平面钢闸门，消能方式为挑流消能，启闭机数量2台，设计泄洪流量630m3/s，校核泄洪流量815m3/s。

引水建筑物：采用DN2800mm有压钢管取水，管道底板工程1191.718m，闸门形式为平面定轮钢闸。

冲沙放空底孔：检修闸门形式为平面定轮钢闸门，工作闸门为潜孔式弧形钢闸门，底板工程1181m，取水口尺寸3×3.5（m）。

输水建筑物：DN700夹砂玻璃钢管和球墨铸铁钢管，总长度24.5km，设计流量0.55m3/s。

灌区建筑物：灌溉干管為夹砂玻璃钢管15.32km，其中DN800mm的5.42km，DN1000mm的9.9km。灌溉支管为13.56km夹砂玻璃钢管，其中DN600mm的1.02km，DN400mm的12.54km。月亮田泵站设计流量0.15m3/s，扬程46m，水泵安装高程1151.93m，洒贡泵站设计流量0.15m3/s，水泵安装高程1148.7m，扬程130m。

工程建设的主要内容：C15砼砌毛石加宽加高为重力坝、新增城区供水主管道24.5km、灌区引水管道31.2km、泵站2座及管网建设、改建兴义至盘县的跨库大桥一座。

4、混凝土砌毛石坝施工技术分析

4.1材料选用

用水。该工程将河水作为施工用水，需检测水质，必须符合规范要求。第二，水泥。施工现场水泥需依据品种和标号的不同分开放置，施工时需按照进场批次投入使用。现场库房垫起地面高度不得小于30cm[1]。为保证材料质量，需根据阶段的施工量合理编制材料采购与使用计划，在进场前，需进行抽检，按照质量抽样检测规定100～200t取样并进行检测。第三，砂。该工程使用的是机制砂，粒径需控制在0.15～5mm，细度模数为2.5～3.0mm。第四，毛石。饱和抗压强度≥ 40MPa。无一定规格形状，单块重量宜大于25kg，中部或局部厚度不宜小于20cm；毛石最大边长（长、宽、高）不宜大于100cm。第五，胶凝材料。该工程使用的胶结材料为一级配C15砼，胶凝材料拌和时需严格按照设计方案称量配料，误差要求为：水泥±2%，砂±3%，水±1%。胶凝材料人工拌和不得少于3遍，后湿拌直至色泽均匀。

4.2施工技术

4.2.1垫层砼浇筑

浇筑坝基砼垫层前，应先冲洗基岩面干净，湿润基岩表面，再浇筑垫层混凝土。垫层混凝土抗压强度达到5.0Mpa后，才允许进行上层砌石工作。坝体与岸坡连接部位的垫层混凝土施工前，应用压力水冲洗，清除石渣和积水，并将基面湿润，经验收合格后，浇筑垫层混凝土[2]。

4.2.2坝体砌筑

砌石坝体作分缝处理，采用分块逐层砌筑，交替上升的施工方法，在砌筑施工前注意预设锚杆，埋设新老坝体间灌浆管及止浆片，做好新老坝体间接缝灌浆的准备工作。当最低气温在0℃～5℃时，砌筑作业应注意表面保护，最低气温在-5℃以下时，应停止砌筑。在高温季节施工时应在规范要求的范围内进行施工。

4.2.3砌石施工

砌坝材料质量须满足规范要求，为有利于石料与胶结材料的结合，石料上坝前在坝外冲洗干净，表面不含泥，砌筑时应呈饱和而不带水状态；砌石一般先铺浆后安放石块再灌注砼，采用机械振捣方法，用振捣器捣实，使胶凝砼饱满。铺浆厚度一般2～3cm，细骨料混凝土铺5～10cm；石料放置平稳后要用铁锤敲击，竖缝灌满浆后在缝隙间填塞小块石并稍加敲击，达到缝隙满浆和结合紧密的要求；砌体灰缝应相互错开至少10cm以上，避免形成通缝，砌石之间应犬牙交错，尽可能缩小缝隙[3]；安排砌石进度时，最好是连续不断的逐层砌筑上去，否则在混凝土终凝前应将砌体表面清扫干净，以免时间过长清理困难。对停砌已久的老砌体，表面要作特殊处理（凿毛、清除松动的石块、冲洗等）才能继续安砌；面砌要丁砌顺砌相间，并力求与内部同时上升。

坝体上升的层面尽量保持向上游大致呈1：30～1：20的倾斜坡，即迎水面比背水面略低。分段砌筑的高差不宜过大，一般控制在1～1.5m，断面相接以斜面为好。

砌体砌浆处于初凝至终凝之间的砌体不允许扰动，严禁石块直接接触，座浆及竖缝砂浆填塞应饱满密实，铺浆应均匀。

砌筑前应对砌块进行外观检查，清除砌块表面污物及黏土，砌筑时应做到横平竖直、表面清洁、错缝搭接、砂浆饱满，不得出现瞎缝、透明缝，层间座浆均匀平整，砌块就位后采用C15一级配混凝土灌缝，之后不得撬动砌块，否则必须重新铺砌。

4.2.4混凝土防渗面板

浇筑防渗面板时，利用坝体作为内侧模板，防渗面板与砌体的连接采用坝体预留锚筋。防渗面板不大于20m设一条伸缩缝，缝上游25cm处设橡胶止水。防渗面板浇筑层高度不得大于1.5m，工作缝及层面须凿毛。

浇筑防渗墙混凝土时的最高气温不得超过28℃，最低气温不得低于-5℃，当最高气温高于28℃时，应采取措施降低骨料温度。

4.3养护

坝体在砌筑过程中应及时做好防暑、防冻、防雨、防冲等工作；新砌体的防震、保温、保湿等养护工作，可参照混凝土的要求进行。养护期一般不少于28天。上游面防渗砼与下游面护坡砼参照执行。

4.4质量控制与检查

4.4.1质量检查

砌石体质量主要体现在砌石体密实度和强度两个方面。密实度的检查，一般在现场进行，方法有：1）敲击听声。用铁锤敲打砌石表面，如座浆不满则声音空响，但立缝灌浆不满则敲听不出。2）抽样撬开。在石料砌好后尚未完全初凝前，选择有代表的地点，撬开直接观察。3）砌体抽样掘坑，坝体每砌筑10m高，挖试坑一组。在砌好的坝体中掘试坑检查并作容重测验，容重需大于2200kg/m3，计算石块与胶结材料的比例。试坑面积一般为1.0m×1.0m，深1m。经过放样布置钻孔（边线上的防震孔间距10cm，中间的开挖孔作梅花形布置），然后用风钻打眼，石工开砌，取出全部试样，（下转第页）

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回填标准砂进行测验计算。4）砌体密实性检查。每新砌一层，均需进行简易试验（如插钎灌水试验）。有防渗要求的砌石部位，需进行钻孔分段压水试验，测定单位吸水量ω值。同时也可以从钻取的岩芯上直接观察砌体的密实程度和胶结情况。

对砌体质量的评价，砌体的孔隙率不大于3%，单位吸水量ω值不大于0.03L/min·m·m，即为基本密实、胶结良好。

4.4.2质量控制

经检查，砌筑质量不合格的，须采取处理措施，或返工重砌，或灌浆补强。

5、结束语

综上，大坝枢纽工程已于2015年按设计建设完成，2016年试蓄水至1233米高程程，未发现大坝存在漏水现象，各项设备运行正常，待蓄水安全验收后正式下闸蓄水。由此可知该工程混凝土砌毛石坝施工方案可行，施工效果良好。在实际施工时需注意前期现场调查，依据工程实際情况采取适宜的管控措施，对施工过程进行全面监控，对重要工序的施工工艺进行优化和调整，确保工程施工质量，提升工程综合效益。

参考文献：

[1]崔翔晖.东焦河水电站枢纽工程大坝砌石的施工方案[J].山西建筑，2012，38（13）：244-245.

[2]漆焕然，李守义，张晓飞，等.某碾压混凝土重力坝施工温控措施研究[J].水资源与水工程学报，2016，27（6）：146-152.

[3]李琦，李绍辉，郑昌莹，等.丰满水电站重建工程碾压混凝土重力坝施工温度控制[J].水利水电技术，2016，47（6）：33-36.