水库堆石坝自密实混凝土施工技术

刘利成

云南建设基础设施投资股份有限公司，云南 昆明 650000

1 水库堆石坝自密实混凝土的运用特点

该技术主要是指利用大量的堆石减少普通混凝土中的水泥使用量，进而减少大体积混凝土中的水化热等问题，既节约了施工成本，又能增强坝体结构的稳定性和安全性。该技术在应用过程中主要是采用机械化作业，减少混凝土振捣环节，对提高施工效率具有重要意义。另外，自密实混凝土本身具有很强的抗离析性、流动性和充填性，并且在明确的混合料配比情况下，其质量和性能可以得到有效保障，不易受到其他因素的影响，因此使用该技术能够有效保障水库坝体结构的质量安全。

2 水库堆石坝自密实混凝土施工技术

2.1 自密实混凝土的技术要求

自密实混凝土在V型漏斗的控制时间要在8～24s，且稳定性要满足1h，水灰比的设计比例不能超过0.65，水泥的原材料需要选择固定厂家生产的商品，以确保整个施工过程的自密实混凝土的整体稳定性。自密实混凝土的技术要求如表1所示。

表1 自密实混凝土设计技术要求

2.2 堆石料开采

堆石料的来源需要依据水库工程的具体情况来确定。以某水库建设工程为例，其工程构成有拦河坝、饮水系统、消能箱等，采用C15堆石混凝土，总量为38.7万m3，自密实性能混凝土使用量为堆石混凝土方量的45%。大坝标段的堆石料是从坝体右岸上游进行开采，采用坝础开挖或洞挖方式选择合格石料，如石料的粒径、清洁度均需符合设计要求，针对不符合标准的石料需进行预处理。在坝体下设置堆石料处理场地，同时要建设石料运输道路，配置粗筛设备等，主要运用于石料堆放、过筛和运输。堆石料场的布置图及粗筛设备如图1所示，利用装载机将堆石料运到弹簧钢轨筛处，通过该设备能分层筛选出粒径小于150mm、150～300mm、大于300mm的不同石料，然后通过破碎机将其破碎后加入混凝土粗骨料中。

图1 堆石料场的布置图及粗筛设备

2.3 原材料质量和性能的控制

在水库堆石坝建设施工中，运用自密实混凝土的技术要求施工单位必须严格依照相关设计要求施工，并严格规范施工流程，控制好原材料的质量。例如使用粗细骨料过程中，要综合考虑水库的实际建设状况，遵循因地制宜的原则，选取符合设计要求的原材料，以此减少施工成本，通常要求细骨料质量指标控制在2.8～3.4，粗骨料粒径为6～20mm。在选择水泥这一原材料时，需要考虑多种影响因素，如材料与外加剂的配合比、凝结速度等。基于此，通常会选择使用硅酸盐类型的水泥，对于外加剂或其他掺和料需要结合施工的实际需求来确定。

2.4 自密实混凝土施工的技术要点

（1）堆石坝的基础施工工艺。在对堆石坝进行基础施工过程中，需要施工单位必须严格遵循设计要求进行开挖，直至挖到新鲜基岩层，接着对基岩进行清洗，使用高压水枪将松动的岩块或掉落的石渣进行冲洗，为接下来的混凝土浇筑作业做好准备。在冲洗完成后，还要把混凝土结合面遗留的积水、浮渣完全清理掉，同时观察仓面是否有裂缝、乳皮等，如有以上缺陷应及时采取有效措施进行处理，并对其凿毛，对缺陷处处理完毕后，再次对表面外露的杂质进行清洗。

（2）混凝土配料与拌和技术要点。在混凝土配料与拌和过程中，施工单位应依据设计的混凝土配料方案进行配料和拌和，确保其黏稠度、泌水性、凝结时间等符合设计指标。其详细的配料数据需要依据水库堆石坝现场施工详细情况、混凝土特点等对其进行相关检验，并依据检验结构对混凝土配料和相关参数进行调整。进行拌和时，投入的各种原材料要严格控制使用量，如粉剂的使用量误差不能超过1%，各类骨料的使用量误差不能超出2%。同时要重点关注混凝土混合料的含水量问题，要及时对含水量进行检测，不能超出合理的设计范围。拌和过程中，配料的投入顺序为先投入粉剂、骨料，在干燥的状态下进行搅拌，接着投入合适用量的外加剂、水并进行搅拌，搅拌时间一般可保持在2～3min，要确保混合料充分搅拌均匀。

（3）混凝土输送施工的质量控制。在水库堆石坝施工中，拌和站的位置选择也是有一定限制的，这样能够有效确保混凝土在输送过程中的质量控制。另外，在混凝土输送时，要使用毡垫等材料，以及吊具、支架等设备对其加强保护，防止挂篮与钢筋和混凝土模板产生碰撞或接触。在输送管路出口处，应安装软管或锥形管，同时将输送泵安装在搅拌设备的出口处，为输送混凝土做好准备，接着将自密实混凝土压入运输仓内。这样的设计方案会让输送管路加长，但其优势是减少了第二次运输，最大限度地保障了混凝土的质量性能，实现了对混凝土输送施工的质量控制。

（4）混凝土浇筑的施工要点。首先，通过泵送作业将混凝土输送入仓。浇筑施工时使用连续设置浇筑点、多点浇筑（各浇筑点距离控制在2m左右）的方法，施工人员在施工过程中应在完成一个浇筑点施工后，再进行下一个浇筑点的施工。针对堆石坝顶部位置进行浇筑施工时，需要将混凝土浇筑面控制在距堆石下方50～200mm处，方便形成突出的块石，促使上下层面能够相互结合起来。其次，在浇筑施工过程中，切忌不能对仓内的混凝土材料再加水，若是发现混凝土的和易性能下降时，就需要及时依据现场情况对混凝土拌和进行调整。还要合理控制浇筑的速度，尽量防止空气进入，以免影响混凝土施工质量。在浇筑的最后阶段，施工人员应关注浇筑施工的高度，要适当提高浇筑高度，以防止混凝土出现沉降现象。混凝土施工结束后可能会发生因气泡溢出而发生浇筑表面塌陷现象，因此必须在浇筑的后期增加标高高度，并在混凝土初凝前及时进行补充浇筑，以保障浇筑高度符合设计要求。若浇筑表面出现较小范围的低凹问题，此时可以使用小石块开填补。

（5）针对缺陷处的修补处理措施。自密实混凝土浇筑施工作业中如果遇到客观因素影响，需要立即停止施工，停工时间若大于4h，在恢复施工作业后应首先使用与之前施工相同配比的混凝土进行浇筑，同时要全面覆盖已经失去流动性的混凝土结构，然后才能继续进行浇筑施工。若堆石坝体内部已硬化的位置有严重的缺陷问题，需对缺陷处进行水泥浆灌注补救。若浇筑施工作业使用的是立膜浇筑法，需要在拆除膜1d后检验其是否有缺陷，如果有缺陷应及时进行修补。

（6）混凝土施工质量控制。自密实混凝土施工技术在使用过程中，需要相关的施工人员对混凝土拌和的均匀程度、拌和时间等进行监测，还要定期安排人员检验称量设备或仪器是否精确，减少测量中产生的误差问题，并对混凝土配料成分的称量信息进行详细检查，每间隔2～3h对混凝土坍落度相关指标进行监测，确保能够及时发现问题，以便快速做出调整。在混凝土养护施工结束后，施工单位要对混凝土的强度、密实度、抗渗能力等进行检测，确保自密实混凝土的所有指标均符合设计要求。

3 结束语

综上所述，较之普通的混凝土，堆石坝自密实混凝土的优势十分明显，增加胶凝材料应用量的目的在于降低水胶比，同时其自身具有自密实的特性，可以增强水泥和混合料之间的结合度，且可不进行振捣作业，能够有效避免振捣可能引发的界面离析问题，不仅减少了施工噪声污染，提高了施工效率，而且增强了混凝土结构的强度和密实度，降低了劳动强度。由此可见，在水库堆石坝建设中，运用自密实混凝土施工技术对于推动我国的水利建设事业发展具有重要意义和价值。