浅谈堆石混凝土技术在水利工程中的应用

王文祥

(瓮安县骨干水源工程建设服务中心， 贵州 瓮安 550400）

近年来，中国大力发展水利事业，水利工程数量逐年增加，质量水平逐步提高。 但是，在水利工程的施工中通常使用大量的混凝土，因此在施工过程中难以使混凝土的水化热最小化。目前，堆石混凝土施工技术是一种新型的大体积混凝土施工技术，它具有制作简单，工期短，成本价格低，实用性强的特点，值得在水库建设中推广应用。

堆石混凝土 (Rock Filled Concrete，简称RFC) 是利用了自密实混凝土的高流动性，阻力和自流性的良好分离的特性，随机填充自密实的混凝土，形成完整，致密，高强度的混凝土堆石体，具有水泥消耗低，施工速度快，质量保证，节能环保，环境友好的优点。因此在水利行业的应用越来越受到关注。目前，堆石混凝土技术已成功应用于30 多个水利工程中。龙海市九九坑水库大坝，山西省临汾清峪水库大坝等水利工程都有成功的应用经验。

1 堆石混凝土的种类和施工的工艺

与传统混凝土相比，堆石混凝土具有水化热低，成本低，施工速度快的特点。 根据施工过程，堆石混凝土主要分为两类：普通型堆石混凝土和抛石型堆石混凝土。

普通堆石混凝土的施工过程如下：用工程机械填充工作仓库和堆石表面以满足设计粒度要求，然后在工作仓面顶部浇筑专用自密实混凝土，这样自密实混凝土可以依靠自重填充来预先在仓库的工作面上填满工作仓面堆石体的空隙，从而形成完整的密实和高强度的混凝土。普通堆石混凝土如图1 所示，施工过程如图2 所示。

抛石型堆石混凝土是先将自密实混凝土倒入筒仓，然后将石材均匀倒入特殊的自密实混凝土中，使其自然堆积而不会产生振动形成的完整密实的混凝土，适用于深部大体积混凝土的施工，例如抗滑桩，挡土墙等部位的回填。抛石型堆石混凝土如图3 所示，施工过程如图4 所示。

2 在水库建设中应用堆石混凝土技术的优点

水库中的堆石混凝土技术施工主要是指通过技术手段将满足一定粒径的要求的块石填在仓面，将专用的自密实混凝土倒入堆石体的表面，不需要振动，仅依靠其自身重量填充空的岩石填充体，然后形成致密而完整的混凝土。 与其他建筑技术相比，堆石混凝土技术具有以下几个明显优点：

1） 节能，低碳，环保。由于堆石混凝土的原料是石头，因此减少了沙子和石头堆场的工作量。与普通的混凝土相比，单方堆石混凝土仅需占自密实混凝土总体积的一半以下，并且单位体积的水泥消耗量大大减少。 同时，天然石材和旧坝拆除固体废弃物均可作为堆石料，具有能耗低，环境负荷低，节能，低碳，绿色环保的特点；2） 此过程简单有效。由于简化了堆石混凝土的施工过程，其主要过程仅是堆石和自密实混凝土的浇筑即可实现机械化操作，大大提高了普通混凝土在大仓面素混凝土的施工效率，缩短了工期；3）质量易于控制且体积稳定。在堆石混凝土的施工中，减少了仓库施工人员和机械的工作量，消除了混凝土的振动过程，消除了不利的干扰。单位体积的具体含量小，水化温升小，温度控制措施简单，现场质量控制管理更简单可行，因为大块石形成骨架，整体收缩小，且体积稳定性好；4） 节省投资，降低投资组合成本。由于大量的块石被用作堆石混凝土的原料，因此单位体积的水泥消耗明显减少，综合成本降低。同时取消了混凝土的振动过程，减少了施工人员和仓面的机械工作量，与普通混凝土相比节省了约20%的成本。

3 堆石混凝土的养护措施

碎石混凝土的施工应在养护后的12 小时内开始，连续养护时间不得少于28 天，在夏季施工重要部位的养护时间应延长，并且碎石混凝土的表面应在养护期间保持湿润状态。 对于新浇混凝土表面，在混凝土能够抵抗水的损害后，应通过覆盖草编袋的保水材料进行固化。

4 堆石混凝土技术在水库建设的应用

贵州省瓮安县胜土水库工程于2016 年1 月10 日开工建设，总库容515 万m3，规模为小（1） 型，最大坝高45.5m，坝顶宽度6m，坝顶长214m，年供水量为570.4 万m3，1.5万m3/天，坝体采用普通的填石混凝土技术。目前，胜土水库工程已完成现场三通一平、取水兼导流洞施工，完成取水塔1145.5m 以下混凝土浇筑，基本完成溢洪道消力池及泄槽段施工，完成帷幕灌浆12000m，完成大坝及溢洪道基础开挖23 万m3，完成大坝回填22 万m3，已通过水库导（截）流阶段验收、1124m 高程以下库底清理及验收，通过大坝及溢洪道基础验收，目前已投以使用。2020 年是全面建成小康社会和“十三五”规划的收官之年，瓮安县将开工建设4 座水库，其中广山水库的坝址位于后坝河的中上游河段，属长江流域乌江水系，总库容109 万m3，属于小（1） 型水库。水库建成后将解决建中镇凤凰社区和太文村等2 个行政村的1200 亩旱地和600 水田农灌用水问题，同时解决灌区1700余人的农村人口和1500 余头大小牲畜的饮水问题。

5 结语

结合堆石混凝土技术在水库建造工程中的应用，证明了其在质量保证，简化施工程序，节约成本，节能环保方面的优势，传统混凝土相比，堆石混凝土技术大大减少了水泥等胶凝材料的用量，并有效降低了水利工程混凝土施工过程中的能耗和碳排放。通过技术优势和工程效益分析，该技术符合国家产业技术政策，具有良好的结构效益和经济效益，可以为中国类似项目提供可靠的建设经验。