楊會(huì)峰

（山西省水利建筑工程局，太原 030006）

1 工程概況

恒山水庫坐落在山西省渾源縣桑干河上游渾河支流唐峪河上，總庫容1 158萬m3，是一座以防洪為主，兼顧灌溉等綜合利用的中型水庫。水庫樞紐工程由大壩、泄洪隧洞、溢洪道等組成。大壩為混凝土雙曲薄拱壩，最大壩高69m，壩頂寬度2m，壩底寬度15.0m，壩頂長146.2m。

由于水庫建成后經(jīng)過40多年的運(yùn)行，壩體應(yīng)力已不能滿足現(xiàn)行的規(guī)范要求。為使壩體應(yīng)力滿足規(guī)范要求并減少拱座推力，擬對(duì)大壩進(jìn)行加固處理。具體加固措施為：對(duì)原壩體采用自密實(shí)堆石混凝土在壩后進(jìn)行加固處理。最大加固高度為69m，最大加固厚度為11.4m，最小為2m，加固后壩底最大底寬為25m，壩頂寬度為4m，壩體下游面設(shè)兩層棧橋。

2 堆石混凝土原材料選用及質(zhì)量要求

自密實(shí)堆石混凝土的原材料主要包括：堆石料、水泥、粗骨料、細(xì)骨料、外加劑等。各種原材料的質(zhì)量要求具體如下：

（1）堆石料質(zhì)量要求：①堆石料應(yīng)新鮮、完整，質(zhì)地堅(jiān)硬，不得有剝落層和裂紋；②堆石料可以使用毛石、塊石、粗料石和卵石，其中部或局部厚度不宜小于30cm，最大粒徑以運(yùn)輸、入倉方便為限，且不宜超過1.0m；③允許使用少量片石但其重量不得超過堆石料總重的10%；④堆石料的飽和抗壓強(qiáng)度（Rs）不得小于 50MPa。

（2）水泥質(zhì)量要求：宜選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，其質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，標(biāo)號(hào)不低于42.5。

（3）粗骨料質(zhì)量要求：應(yīng)選用5～20mm粒徑的石子作為粗骨料，超徑率不得超過5%，其余性能指標(biāo)應(yīng)符合《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144-2001）中的相關(guān)規(guī)定。

（4）細(xì)骨料質(zhì)量要求：宜優(yōu)選級(jí)配良好的中粗河砂，在不具備條件時(shí)應(yīng)按照河砂、人工砂，細(xì)砂、粗砂的優(yōu)先次序選擇，其余性能指標(biāo)應(yīng)符合《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144-2001）中的相關(guān)規(guī)定。

（5）外加劑質(zhì)量要求：由北京華實(shí)水木科技有限公司提供堆石混凝土專用外加劑，其性能指標(biāo)應(yīng)符合《混凝土外加劑》（GB/T8076-2008）和《水工混凝土外加劑技術(shù)規(guī)程》（DL/T5100-1999）中的相關(guān)規(guī)定。

3 堆石混凝土施工工藝流程

結(jié)合本工程的具體情況，自密實(shí)堆石混凝土的施工內(nèi)容和工藝流程為：原壩面鑿毛→與原壩體結(jié)合面錨筋及鋼筋網(wǎng)安裝→基礎(chǔ)面處理→測量放線→模板安裝→堆石料填筑→堆石倉平倉整理→自密實(shí)混凝土澆筑→混凝土收倉、養(yǎng)護(hù)。

在基礎(chǔ)面處理和堆石倉平倉整理完成后均需經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下一道工序的施工。

如為新建大壩，無原壩面鑿毛和錨筋、鋼筋網(wǎng)的安裝這兩道工序。

4 現(xiàn)場垂直運(yùn)輸設(shè)備的選型和布置

根據(jù)壩體加固的高度，最大為69m，為解決上部壩體塊石的垂直運(yùn)輸，結(jié)合大壩施工特點(diǎn)和現(xiàn)場的實(shí)際地形條件，上部壩體的塊石主要采用30t門機(jī)吊運(yùn)入倉。根據(jù)現(xiàn)場條件及混凝土施工強(qiáng)度，為充分發(fā)揮門機(jī)的優(yōu)勢，使其工作狀態(tài)盡量合理和覆蓋范圍最大化，待大壩混凝土施工至22m高度時(shí)，在大壩下游臨時(shí)填筑門機(jī)安裝平臺(tái)，在平臺(tái)上安裝30t門機(jī)和軌道，門機(jī)可在主河槽段順垂直于水流的方向水平移動(dòng)，平移范圍約為55m。該門機(jī)起吊幅度范圍為16～45m，最大起吊重量為30t，最小為10t。

5 堆石混凝土的具體施工方法

5.1 基礎(chǔ)面處理

基礎(chǔ)面的處理包括開始施工時(shí)的開挖面基礎(chǔ)處理和上、下層混凝土之間的結(jié)合面處理。

（1）對(duì)于開挖基礎(chǔ)面，應(yīng)開挖至新鮮的基巖面，將基巖面上的松動(dòng)巖石撬挖掉，并將浮石虛渣清除干凈，最后用高壓風(fēng)將表面吹干凈。

（2）上、下層混凝土結(jié)合面要清除表面積水、乳皮，對(duì)于表面積大于0.5m2的平整面要進(jìn)行鑿毛。

5.2 測量放線

基礎(chǔ)面處理完成并經(jīng)驗(yàn)收合格后，用全站儀測出結(jié)構(gòu)物位置、輪廓線及其高程，以確定模板的安裝位置。

5.3 模板安裝

按照測量放線所提供的位置，進(jìn)行模板安裝。模板主要采用定型鋼模板，單塊標(biāo)準(zhǔn)尺寸為0.6m×1.2m，局部壩體與兩岸連接部位采用自制木模板和普通小鋼模板補(bǔ)充。模板加固采用內(nèi)拉外頂式結(jié)構(gòu)。由于自密實(shí)混凝土流動(dòng)性高，模板的密封性要好，為此，應(yīng)在模板接縫處粘貼密封條，比如粘貼2cm寬的雙面膠帶等。

在新建大壩工程中，堆石混凝土模板也可使用漿砌塊石墻替代，漿砌塊石墻模板可作為結(jié)構(gòu)的一部分。漿砌塊石墻可采用水泥砂漿或細(xì)石混凝土砌筑，采用水泥砂漿砌筑，砂漿標(biāo)號(hào)不低于M10；采用細(xì)石混凝土砌筑的混凝土強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不低于堆石混凝土強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，施工技術(shù)要求按漿砌塊石施工技術(shù)要求執(zhí)行，漿砌塊石墻的厚度應(yīng)不小于30cm。

5.4 堆石料填筑

（1）在塊石入倉前，首先對(duì)該批塊石的質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，對(duì)粒徑小于30cm的塊石要清出場外，對(duì)于個(gè)別粒徑過大的塊石要在現(xiàn)場將其破裂成符合規(guī)定的塊石。

（2）塊石檢查合格后，壩體下部采用10t以上自卸汽車或3.0m3裝載機(jī)直接入倉；壩體上部的塊石先采用裝載機(jī)裝在自制吊斗里，再由現(xiàn)場的30t門機(jī)吊至倉內(nèi)卸料，塊石隨機(jī)堆放即可。在模板附近堆石時(shí)，盡量選用粒徑小的塊石，而且需離開模板30～50cm。

（3）塊石入倉后，隨即采用人工對(duì)倉面進(jìn)行平倉整理，如果條件允許可以用挖掘機(jī)在倉內(nèi)進(jìn)行平倉，對(duì)倉內(nèi)的不合格料進(jìn)行清理，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行自密實(shí)混凝土的澆筑。

（4）根據(jù)混凝土的澆筑厚度，每層堆石的層厚一般為1.0～1.5m。

5.5 自密實(shí)混凝土的拌和

自密實(shí)混凝土拌和是堆石混凝土施工的關(guān)鍵程序，拌和質(zhì)量的好壞，直接影響堆石混凝土的施工質(zhì)量，因此，必須把握好自密實(shí)混凝土拌和這道關(guān)口。

（1）在自密實(shí)混凝土拌和之前，首先要對(duì)場內(nèi)的原材料進(jìn)行全面檢查，其中要對(duì)粗細(xì)骨料的含水率、含泥量進(jìn)行測定，另外還需要檢查水泥、外加劑和摻和料的質(zhì)量。

（2）原材料檢測完成后，根據(jù)配合比設(shè)計(jì)報(bào)告推薦的配合比，出具配料單，再根據(jù)配料單進(jìn)行混凝土的拌和。

（3）混凝土采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行拌和，其拌和強(qiáng)度高，質(zhì)量有保證。混凝土拌和好后，在攪拌機(jī)出口要進(jìn)行自密實(shí)混凝土流動(dòng)度和擴(kuò)散度的測試，符合要求時(shí)方可卸料運(yùn)輸。

5.6 自密實(shí)混凝土的運(yùn)輸

自密實(shí)混凝土采用4～6m3混凝土罐車進(jìn)行水平運(yùn)輸，由于自密實(shí)混凝土的流動(dòng)性對(duì)于澆筑時(shí)的效果有很大的影響，因此混凝土出機(jī)后的30min內(nèi)必須澆筑完成?；炷吝\(yùn)輸時(shí)的具體要求如下：

（1）運(yùn)輸前要清洗混凝土罐車內(nèi)的殘留其他品種的混凝土，并將車內(nèi)的積水排盡。

（2）運(yùn)輸過程中嚴(yán)禁向車內(nèi)的混凝土加水。

（3）根據(jù)運(yùn)輸距離配備足夠的運(yùn)輸設(shè)備，以保證自密實(shí)混凝土的連續(xù)澆筑。

5.7 自密實(shí)混凝土的澆筑

自密實(shí)混凝土的澆筑是整個(gè)堆石混凝土施工過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，在其它工序完成，并通過驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，新筑加厚壩體共分為8個(gè)壩段，結(jié)合分層澆筑高度，共可分為153個(gè)澆筑塊，采用分塊跳倉的方法澆筑。

（1）根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際施工條件，自密實(shí)混凝土主要采用混凝土輸送泵入倉，局部可輔助門機(jī)吊混凝土吊罐入倉。采用泵送澆筑時(shí)，應(yīng)先澆筑1～5m3的自密實(shí)砂漿，待輸送泵管潤滑通暢后，再泵送自密實(shí)混凝土入倉。

（2）不合格的自密實(shí)混凝土嚴(yán)禁入倉，已入倉的不合格自密實(shí)混凝土必須清理出澆筑倉，并按監(jiān)理工程師指定地點(diǎn)棄置。

（3）澆筑自密實(shí)混凝土?xí)r，嚴(yán)禁在倉內(nèi)加水。如發(fā)現(xiàn)混凝土和易性較差，應(yīng)采取加強(qiáng)措施（如添加外加劑、重新拌和等），以保證質(zhì)量。

（4）在澆筑倉面較大時(shí)，應(yīng)采取多點(diǎn)澆筑的方法，一般采取約9m2布置一個(gè)澆筑點(diǎn)，澆筑點(diǎn)間距不大于3m，并且澆筑點(diǎn)應(yīng)連續(xù)布置，以保證堆石內(nèi)混凝土的密實(shí)。

（5）在堆石下方混凝土密實(shí)后，澆筑至倉面表層時(shí)，應(yīng)控制澆筑的高度，一般情況下混凝土面低于堆石面10～20cm，以利于上、下兩層混凝土之間的結(jié)合。待下層混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，方可進(jìn)行上層混凝土的澆筑。

5.8 堆石混凝土養(yǎng)護(hù)

在每塊堆石混凝土澆筑完畢6～18h內(nèi)開始灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)前應(yīng)避免太陽曝曬，并應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。養(yǎng)護(hù)期內(nèi)應(yīng)始終保持混凝土表面的濕潤。混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不宜少于28d，有特殊要求的部位宜適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

6 應(yīng)用效果與結(jié)論

恒山水庫除險(xiǎn)加固工程共需澆筑自密實(shí)堆石混凝土39 761m3，其中需塊石（堆方）39 761m3，自密實(shí)混凝土 15 904m3。通過對(duì)自密實(shí)堆石混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用，不僅有效保證了工程質(zhì)量、加快了施工進(jìn)度，而且降低了施工成本，可為工程降低直接費(fèi)約130萬元，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。該項(xiàng)技術(shù)所產(chǎn)生的效果受到了建設(shè)、監(jiān)理和設(shè)計(jì)等單位的高度評(píng)價(jià)和關(guān)注，有廣闊的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

另外，在施工中積累了較為豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，并總結(jié)出一套具有科學(xué)性、指導(dǎo)性、操作性強(qiáng)的施工工藝，為今后同類工程的施工奠定了良好的基礎(chǔ)。