郑庆喜
（明溪县水利局，福建三明 365200）
【摘要】 混凝土堆石重力坝因其耐久性好、安全可靠等诸多优点被广泛应用于各类水工建筑物拦水大坝中，本文以某水库大坝为例，从材料选择到施工重点详细分析了坝体施工中大体积混凝土现浇受温度和收缩影响较大而需要注意的问题，同时通过施工介绍更直接地阐述了堆石坝的技术优越性、
【关键词】 堆石混凝土；重力坝；水库；温度控制
中图分类号：TV52文章编号：1005-4774( 2016) 03-0030-03
自密实混凝土起源于20世纪80年代，由日本东京大学岗村甫教授提出并研制成功。2003年由清华大学金峰和安雪晖提出堆石自密实混凝土技术并于2005年正式在水利工程中成功应用。福建省的武夷山洋庄防护堤工程采用了自密实混凝土，三明防洪堤工程中对自密实混凝土做了试验。自密实混凝土的特点主要包括：a高流动性；b不离析均匀性；c依靠自重流动无需振捣而达到密实；d水泥用量少，水化温升小，施工进度快。自密实混凝土虽然在多处成功使用，但每个地方的施工条件、原材料等都有着或大或小的差异，黄沙坑水库是福建省第一个使用自密实混凝土坝的大坝，因此结合实际工程开展堆石混凝土技术研究非常必要。
1 工程介绍
明溪县黄沙坑水库是福建省“十二五”规划的重点工程，水库位于明溪县盖洋镇姜坊村境内，距明溪县城24km，总库容1717万m3，属中型水库，是一座灌溉为主、供水为辅的综合利用型水库，其主要建筑物有主坝、副坝、引水隧洞，主坝高44. 2m，坝顶长198m，宽5m; 副坝高20m，坝顶长86m，宽5m;隧洞总长10984m。主、副坝设计均采用C20自密实混凝土堆石重力坝，C20自密实混凝土堆石工程量约为9.26万m3。
2堆石混凝土施工原材料选择
原材料的使用主要包括水泥、粉煤灰、砂、石子和堆石料，与常规混凝土基本一致，结合其自身特点另有以下特殊要求。
2.1水泥
工程选用散装普通硅酸盐水泥P．0 42.5。在施工前对水泥的基本性能进行检测，满足要求方可入场。在对水泥进行存放时，要根据水泥的标号和种类分别存放，优先使用先到施工现场的水泥。
2.2砂、石子
现场所用的砂是由隧洞支洞开挖产生的洞渣生产，偏红色。砂的细度模数是2.7~3.3，为二区中粗砂，含粉率为5. 5%，表观密度为2.66 g/cm3。石子和砂由同一生产线生产，粒径为5~ 20mm的一级配石子，表观密度为2. 67 g/cm3。
2.3粉煤灰
粉煤灰选用Ⅱ级灰，标准为细度不大于25%，需水量比不大于105%，烧失量不大于8%。现场测试结果细度为13. 5%，需水量比为104%，烧失量为5.15%，完全满足要求。
2.4堆石料
堆石料由关塘料场提供，距工地现场约4km，堆石料为花岗岩，石料新鲜、无风化、质地坚硬且干净易冲洗，可以满足堆石混凝土的施工要求，入仓堆石料直径应大于300mm，抗压强度不小于40MPa。仓面采用挖掘机平仓，由人工清理石渣等杂物及强度不合格块石。
块石间的空隙较大时，采用人工填小块石以增加单位体积的块石量。堆石的高度为1. 5m。
3 堆石混凝土现场实验
由于该水库是福建省第一个应用堆石混凝土技术的水利项目，为确保堆石混凝土技术在工程中的成功应用，施工前制作试验仓进行技术的可行性、可靠性实验纠。试验仓尺寸为5m×5m×1.5m，位于坝左0+11.1 m-坝左0+16. 1m处，垂直于坝轴线方向的中部（坝左、坝右的分界线是导流底孔的中线），距上游面约14m、下游面约12m，底部高程为410. 4m。
3.1 混凝土配合比的没计
工程使用的混凝土应严格控制配合比，要求有高流动性、抗离析性和稳定性。配合比要根据现场原材料检测结果，结合以往工程经验按单位体积法确定。经过多组配合比试验，结果为粗骨料240L、砂率45%、水胶比0. 95、水泥与粉煤灰比3:7、外加剂按水泥与粉煤灰量1. 3%。拌和混凝土材料时，严格配料，禁止随意对材料配比进行改动，严格控制称量误差，本次浇筑试验仓的自密实混凝土配合比为现场试拌得出，如表1、表2所列。外加剂为堆石混凝土专用外加剂，工程全过程由同一企业提供。
对于试验仓的抗压强度检测，根据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》( CECS03：2007)中的规定进行钻孔取芯，芯样直径10cm。检测结果如表3所列，从表3可以看出其强度高于C20混凝土的等级要求，完全满足工程技术指标。
4 自密实混凝土堆石的施工
水库大坝设计基础压层为C20常规混凝土，厚度1．0m，常规混凝土上面是自密实混凝土堆石，施工的顺序：仓面处理、立模、堆石、自密实混凝土浇筑、养护。
4.1 仓面的处理
因第一仓自密实混凝土浇筑时是在常规的混凝土上，故仓面需要凿毛，以增加层面黏结力，防止产生施工冷缝。第二层浇筑是在自密实混凝土堆石上有块石露出浇筑面5~ 15cm，仓面只需冲毛处理。
4.2 立模
大坝采用钢模板，尺寸为1.0m×1.5m（宽×高），自密实混凝土硬化之前对模板的侧压力比较大，要求模板牢固，不爆模，在浇筑自密实混凝土时预埋上一层模板的锚筋，采用连接筋将钢模与锚筋连接加固。模板与仓面之间的缝隙用水泥砂浆封补，以防漏浆。
4、3堆翁
堆石料经检测强度达40~85MPa，为增加堆石量，块径可放宽到20cm，但20cm的仓面数量控制在每平方米不超过10块，堆石量每立方米自密实混凝土堆石中占到0.5~0. 55。堆石采用自卸车直接进仓，挖掘机平仓。块石在料场装车前冲洗干净，自卸车的车轮在进仓前冲洗干净，不能有泥或泥浆带入仓内。上下仓间隔要在上仓混凝土抗压强度达2. 5MPa之后才能准备下一仓的工作，现场经试块检测3d强度可达10MPa以上。
4.4 一密实混凝土的浇筑
浇筑前检查模板、堆石并进行验收，根据现场的粗细骨料含水率进行配合比试验调整，检查水泥、粉煤灰、外加剂量是否满足浇筑量的要求，检查搅拌机械设备是否正常，泵送管道是否通畅，确保混凝土浇筑的连续性。浇筑采用两台立式搅拌机搅拌，送入混凝土输送泵，由输送泵用管道送至布料机，布料机控制浇筑点，原则上浇筑点间距不超过3m（实验块实验时最长点是7m），施工时浇筑点间距控制在2.5m。布料机高度4. 7m（不超过5m），控制范围半径为15m或18m，38m x33m（长×宽）仓面，布料机安置在中心点位置即可全面覆盖浇筑点。每一浇筑点要一次性浇满，单一逐点浇筑，不可重复。浇筑高度一般控制在2m内，大坝施工时每仓浇筑高度为1. 5m。
4.5养护
自密实混凝土浇筑6h后进行养护，主要是采取覆盖保水措施，防止混凝土失水过快收缩而产生裂缝。
5 自密实混凝土堆石的应用
大坝采用自密实混凝土堆石，施工方法简单，进度快，质量不因人为因素而下降，省电省工，减少噪音。但自密实混凝土的配合比相对复杂，是施工中的重点和难点。对原材料要求要相对稳定，一旦确定，水泥、粉煤灰厂家、标号、级别不宜变更，砂、石子的质地要相对稳定，因为专用外加剂对粉煤灰、砂、石子的变化很敏感。同时，砂、石子的质地变化对自密实混凝土的配合比影响较大。为控制自密实混凝土的配合比，保证混凝土的稳定性，施工中需注意以下几点：
a．如果前后仓原材料砂、石子质地及粉煤灰、水泥的生产厂家有变化时，配合比需重新试验确定。
b．如果前后仓原材料无变化，只要对前一仓的配合比进行微调。
每仓浇筑前，对现场的砂、石子含水率进行测定，调整水胶比（以前一仓的配合比为准）；试拌自密实混凝土进行坍落度、扩展度、V形漏斗通过时间试验。按规范规定自密实混凝土的坍落度为260~ 280mm、扩展度650~ 750mm、V漏斗通过时间7～25s，现场试验得出各项指标在规定范围内，即可确定配合比，计算各料用量，调整电子称，进入浇筑程序。对自密实混凝土的配合比，有质地稳定的粗细骨料，固定的水泥及粉煤灰，通过现场多次配合比试验，总结配合比中各原材料对自密实混凝土的扩展度、V形漏斗通过时间的影响，确保自密实混凝土的稳定性。
6 总 结
在混凝土施工完成后，严格按照设计要求进行养护，并针对混凝土的施工特点采用减少混凝土发热量、降低混凝土入仓温度、合理安排浇筑顺序和间歇时间以及高温时段在坝体内埋设冷水管等措施进行温度控制，取得了良好的施工效果。可以看出采用堆石混凝土施工，虽然其基本力学性能接近普通混凝土，但在水化热温升、施工速度、造价等方面有较大优势，值得总结推广。
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