堆石混凝土施工技術在清峪水庫中的應用

史鐵軍

（鄉寧縣水利局，山西 鄉寧 042100）

1 工程概況

清峪水庫位于臨汾市鄉寧縣城西約13 km處的留太溝，水庫樞紐工程由4部分組成。壩址以上流域面積45 km2，最大壩高42.5 m，壩頂寬5.5 m，壩底最大寬度32.31 m，壩軸線長203 m，總庫容233萬m3，為?。ㄒ唬┬退畮?。

主要工程量為：土方開挖12 023 m3，石方開挖19 539 m3，土方回填 8 637 m3，混凝土澆筑量66 391 m3，除上游防滲面板和下游溢流壩段面板為普通混凝土外，其余部分均采用堆石混凝土。

2 施工技術

2.1 堆石混凝土施工技術

為了解決中小型工程中大體積混凝土的施工困難，清華大學發明了堆石混凝土施工技術，這一技術已在實際工程中得到了廣泛推廣和應用，并于2008年12月在鄉寧縣清峪水庫進行現場試驗，2009年3月開始正式施工。

堆石混凝土施工技術是指將滿足一定粒徑要求的大塊石、卵石直接入倉，形成有空隙的堆石體，然后在堆石體表面澆注滿足特定要求的自密實混凝土，依靠自重填充堆石空隙，形成完整、密實、低水化熱、滿足強度要求的混凝土。采用堆石混凝土技術施工形成的混凝土可稱為堆石混凝土。

2.2 堆石混凝土特點與性能

堆石混凝土作為一種全新的大體積混凝土施工技術，利用大量的塊石作為建筑材料，充分發揮了低水化熱專用自密實混凝土的性能優勢，除強度、彈模等基本力學性能接近普通混凝土外，還具有低水泥用量、低水化熱、高密度、高強度保證率等特點；可顯著提高工效、縮短工期，降低施工成本，具有優良的體積穩定性、層間抗剪能力強、鑿毛工序簡化、技術先進、適用面廣等優勢。另外，由于堆石混凝土技術采用大量塊石和粉煤灰，減少了水泥用量和大功率的碾壓機械，可以減少溫室氣體的排放和能量的消耗，是一種環境友好的混凝土。

3 施工方法

堆石的選?。核x取的塊（卵）石粒徑原則上不小于300 mm，根據堆石的運輸及入倉能力，盡可能選取大的塊石。

清理倉面：混凝土倉面的處理只需滿足常規要求，保證結合面的泥土含量不超標即可。

支立模板或砌筑石墻：模板的支立較普通混凝土更加嚴格，須保證更好的穩定性、剛度和密閉性；如對外觀無特殊要求，亦可采用砌石墻替代模板，該方法能有效解決模板的剛度、強度及密封等問題。

堆石入倉：左右壩肩修上壩公路，運石車直接上壩由挖機輔助堆石，堆石入倉形成自然堆積狀態即可，輔以人工碼放，使其更加密實，經濟性更加突出，表面過多的石渣由人工剔出。

專用自密實混凝土的生產與澆注：使用拌合樓生產的專用自密實混凝土運抵現場直接澆注，無須振搗即可密實，可直接用混凝土泵車輸送。實踐證明，通過200余m的泵管輸送后，自密實混凝土仍保持很強的流動性，也可采用吊罐、挖機等方式直接入倉澆筑，無需任何振搗。

連續循環施工澆注，實現多層澆筑：每層堆石混凝土的澆注高度一般不宜超過1 500～1 800 mm。在施工能力有保證的前提下可連續循環施工，即在上層堆石混凝土澆注完成4 h后循環堆石入倉澆注自密實混凝土。

4 施工注意事項及處理措施

4.1 模板

由于自密實混凝土具有超強的流動性，會對模板產生較大的側壓力，與普通混凝土相比，自密實混凝土對模板的要求較高，必須要有很好的穩定性、剛性及密閉性。在模板與基礎倉面交界處須用砂漿進行密封，否則將會出現跑模、脹模、漏漿，造成模板位移，從而導致堆石混凝土表面出現麻面等現象。采用砌石墻可較好地解決這些問題。

4.2 堆石及基礎倉面

堆石入倉是堆石混凝土施工過程的首要環節，堆石料的質量直接影響堆石混凝土的澆筑效果，對入倉的堆石粒徑必須嚴格控制，風化嚴重的堆石禁止入倉，含泥量過高的堆石入倉前必須清洗，否則會影響自密實混凝土與堆石的粘結效果。在進行堆石時，對碎石過多的石料最好用挖機翻倒再入倉，這樣可減少大量摔碎的石渣入倉，避免過多的碎石渣堵塞堆石孔隙，從而影響澆筑效果。

4.3 專用自密實混凝土的生產及運輸

進行堆石混凝土澆筑的自密實混凝土受氣溫、砂石料含水率、級配、攪拌時間等因素影響較大，具有很強的敏感性，混凝土自密實性能較難控制，所以必須要由有經驗的技術人員進行指導操作才能保證質量。

自密實混凝土具有很強的黏性，對攪拌機的要求較高，在進行攪拌時盡量采用雙臥軸強制式攪拌機，并確保足夠的攪拌時間。在采用混凝土泵進行輸送自密實混凝土時，由于高壓會造成流動性增加或降低，所以必須對入倉時的自密實混凝土性能按堆石混凝土要求的技術指標進行嚴格控制，不符合者嚴禁入倉，以保證入倉時自密實混凝土的質量。

4.4 堆石倉現場澆筑方式

自密實混凝土現場澆筑是整個施工的重要環節之一，采用“Z”型或“N”型澆筑方式，各個澆筑點不宜超過2 m，在有外觀要求的模板處，可放慢澆筑速度、加長澆筑距離、減小混凝土入倉落差，并輕微敲打模板，這樣拆模后的混凝土會有較光滑美觀的表面。

4.5 表面裂縫預防

高溫季節，在完成的堆石混凝土表面馬上要過車堆石，不能遮蓋養護。在堆石表面堆積過多過厚的自密實混凝土經過暴曬，表面水分蒸發，容易產生細小裂縫。堆石混凝土澆筑時，可在自密實混凝土覆蓋較多的密集地帶，人工扔一些小碎石，在初凝時灑水養護以減少并阻斷這種裂紋。

5 結語

堆石混凝土技術在鄉寧縣清峪水庫大壩主體工程應用后，明顯提高了混凝土的澆筑速度，降低了混凝土的質量控制難度，減少了工人技術水平對混凝土澆筑質量的影響，節省了大體積混凝土施工的溫控設備，真正實現了縮短工期，節約成本。