堆石混凝土施工技术在清峪水库中的应用.pdf

山西 水利 旨 富 再 磊丽 堆石混凝土施工技术在清峪水库中的应用 史铁军 ( 乡宁县水利局 ， 山西 乡宁0 4 2 1 0 0 ) 摘要 通过堆石混凝土施工技术在乡宁县清峪水库中的应用， 介绍了堆石混凝土的施工流程 、 注意事项及优 势， 经过运行试验 ， 可知该技术不仅提高了混凝土的浇筑速度， 降低了混凝土的质量控制难度 ， 减少了工人技 术水平对混凝土浇筑质量的影响， 而且省去了大体积混凝土施工的温控设备 ， 节约了dx - 成本。 关键词 堆石混凝土； 施工技术； 应用 中图分类号 T V 6 4 1 4 文献标识码 C 文章编号 1 0 0 4 7 0 4 2 ( 2 0 1 0 ) 0 1 0 049 0 2 1 工 程概 况 清峪水库位于临汾市乡宁县城西约 1 3 k m处 的 留太沟， 水库枢纽工程由4部分组成。坝址以上流域 面积 4 5 k m 2 ， 最大坝高 4 2 5 m ， 坝顶宽 5 5 m， 坝底最 大宽度 3 2 - 3 1 m， 坝轴线长 2 0 3 m， 总库容 2 3 3万 m， ， 为小 ( 一 ) 型水库。 主要工程量为 ：土方开挖 1 2 0 2 3 m3 ，石方开挖 1 9 5 3 9 m3 ，土 方 回填 8 6 3 7 m 3 ，混 凝 土 浇 筑 量 6 6 3 9 1 m 3 ， 除上游防渗面板和下游溢流坝段面板为普 通混凝土外， 其余部分均采用堆石混凝土。 2 施工技术 2 1 堆 石混 凝土施 工技 术 为 了解决 中小型工程中大体积混凝土 的施工困 难 ， 清华大学发 明了堆石混凝土施工技术 ， 这一技术 已在 实 际工 程 中得 到 了广 泛 推 广 和 应 用 ，并 于 2 0 0 8年 1 2月在乡宁县清峪水库进行 现场试验 ， 2 0 0 9年 3月开始正式施工 。 堆石混凝土施工技术是指将满足一定粒径要求 的大块石、 卵石直接人仓， 形成有空隙的堆石体 ， 然后 在堆石体表面浇注满足特定要求的自密实混凝土， 依 靠 自 重填充堆石空隙， 形成完整、 密实、 低水化热、 满 足强度要求 的混凝土。 采用堆石混凝土技术施工形成 的混凝土可称为堆石混凝土。 2 2 堆石混凝土特点与性能 堆石混凝土作为一种全新的大体积混凝土施工 技术 ， 利用大量的块石作为建筑材料， 充分发挥了低 水化热专用自密实混凝土的性能优势， 除强度、 弹模 等基本力学性能接近普通混凝土外， 还具有低水泥用 量、 低水化热、 高密度、 高强度保证率等特点； 可显著 提高工效、 缩短工期， 降低施工成本 ， 具有优良的体积 稳定性 、 层问抗剪能力强 、 凿毛工序简化 、 技术先进 、 适用面广等优势。另外 ， 由于堆石混凝土技术采用大 量块石和粉煤灰， 减少了水泥用量和大功率的碾压机 械， 可以减少温室气体的排放和能量的消耗， 是一种 环境友好的混凝土。 3 施工方法 堆石的选取 ： 所选取的块 ( 卯) 石粒径原则上不小 于 3 0 0 m m， 根据堆石 的运输及人仓能力 ， 尽可能选取 大的块石。 清理仓面：混凝土仓面的处理只需满足常规要 求 ， 保证结合面的泥土含量不超标即可。 支立模板或砌筑石墙 ： 模板的支立较普通混凝土 更加严格 ， 须保证更好 的稳定性 、 刚度和密闭性 ； 如对 外观无特殊要求， 亦可采用砌石墙替代模板， 该方法 能有效解决模板的刚度、 强度及密封等问题。 堆石入仓 ： 左右坝肩修上坝公路 ， 运石车直接上 坝由挖机辅助堆石 ，堆石入仓形成 自然堆积状态 即 可， 辅以人工码放， 使其更加密实， 经济性更加突出， 表面过多的石渣 由人工剔出。 专用 自 密实混凝土的生产与浇注： 使用拌合楼生 产的专用自密实混凝土运抵现场直接浇注， 无须振捣 即可密实 ， 可直接用混凝土泵车输送 。实践证明 ， 通过 2 0 0 余 m的泵管输送后， 自密实混凝土仍保持很强的 流动性 ， 也可采用吊罐、 挖机等方式直接入仓浇筑 ， 无 需任何振捣。 连续循环施工浇注， 实现多层浇筑： 每层堆石混 凝土的浇注高度一般不宜超过 1 5 0 0 l 8 0 0 m m 。 在施 工能力有保证 的前提下可连续循环施工 ， 即在上层堆 石混凝土浇注完成 4 h 后循环堆石人仓浇注自密实混 凝土。 型 璺 ! 旦 圆 S HA NXI W A TE R R ES O URCE S 4 施工注意事项及处理措施 4 1 模 板 由于 自密实混凝土具有超强的流动性 ， 会对模板 产生较大的侧压力 ， 与普通混凝土相 比， 自密实混凝 土对模板的要求较高， 必须要有很好的稳定性、 刚性 及密闭性。 在模板与基础仓面交界处须用砂浆进行密 封， 否则将会出现跑模、 胀模、 漏浆， 造成模板位移， 从 而导致堆石混凝土表面出现麻面等现象。 采用砌石墙 可较好地解决这些问题。 4 2 堆石及基础仓面 堆石入仓是堆石混凝土施工过程的首要环节 ， 堆 石料的质量直接影响堆石混凝土的浇筑效果 ， 对入仓 的堆石粒径必须严格控制，风化严重的堆石禁止入 仓， 含泥量过高的堆石人仓前必须清洗， 否则会影响 自密实 昆 凝土与堆石的粘结效果。在进行堆石时， 对 碎石过多的石料最好用挖机翻倒再人仓 ， 这样可减少 大量摔碎 的石渣人仓 ， 避免过多的碎石渣堵塞堆石孔 隙， 从而影响浇筑效果。 4 3 专用 自密实混凝土的生产及运输 进行堆石混凝土浇筑 的自密实混凝土受气温、 砂 石料含水率、 级配、 搅拌时间等因素影响较大， 具有很 强的敏感性 ， 混凝土 自密实性能较难控制 ， 所以必须 要由有经验的技术人员进行指导操作才能保证质量。 自 密实混凝土具有很强的黏性， 对搅拌机的要求 较高，在进行搅拌时尽量采用双卧轴强制式搅拌机， 并确保足够的搅拌时间。在采用混凝土泵进行输送 自 ( 上接第 4 8页) 7 林愉 煤柱( C o a l t o g ) 在水力输送管道内的流动性状f J J 南 方冶金学院学报， 1 9 9 7 ， 1 8 ( 1 ) ： l 8 2 3 8 林愉， 陶燕 水平同心型料管道输送的数学模型 J 化工 矿物与加工， 2 0 0 1 ( 1 O ) ： 1 7 2 3 9 林愉 浆体管道内静止圆柱状型料的起动 f J 1 力学与实 践 ， 2 0 0 2 ， 2 4 ( 3 ) ： 2 0 2 3 1 0 林愉， 胡书文， 刘同成 煤浆管道水力输送参数的理论研 究和实验分析 J l _ 矿山机械， 2 0 0 8 ( 9 ) ： 5 8 6 1 1 1 阎庆绂 ， 张晓东 ， 武利生 煤锭管道输送的平均能耗 J 】 水力采煤与管道运输，2 0 0 3 ( 3 ) ： 3 3 3 7 1 2 张晓东， 武利生， 赵轲 ， 等 煤锭管道输送的动力学特性 J 1 _ 水力采煤与管道运输， 2 0 0 3 ( 2 ) ： 9 - 1 2 1 3 赵轲 ， 张晓东 定常管流中煤锭表面压力分布实验研究 山西煤炭， 2 0 0 3 ， 2 3 ( 4 ) ： 1 6 1 8 1 4 林愉 煤柱模压成型的机理和方法 J 】 中国煤 炭 ， 2 0 0 4 ， 3 0 ( 1 2 ) ： 5 1 5 3 1 5 林愉， 黄以细， 林群 洁净煤柱的试验研究和性能分析 fJ 】 中国矿业 ， 2 0 0 6 ， 1 5 ( 6 ) ： 8 4 8 6 密实混凝土时，由于高压会造成流动性增加或降低 ， 所以必须对人仓 时的 自密实混凝土性能按堆石混凝 土要求的技术指标进行严格控制，不符合者严禁人 仓， 以保证人仓时自密实混凝土的质量。 4 - 4 堆石 仓现 场 浇筑方 式 自密实混凝土现场浇筑是整个施工的重要环节 之一 ， 采用“ z ” 型或“ N ” 型浇筑方式 ， 各个浇筑点不宜 超过 2 m， 在有外观要求的模板处 ， 可放慢浇筑速度、 加长浇筑距离、 减小混凝土入仓落差， 并轻微敲打模 板 ， 这样拆模后的混凝土会有较光滑美观的表面。 4 5 表面裂缝预防 高温季节， 在完成的堆石混凝土表面马上要过车 堆石， 不能遮盖养护。在堆石表面堆积过多过厚的自 密实混凝土经过暴晒， 表面水分蒸发， 容易产生细小 裂缝 。堆石混凝土浇筑时 ， 可在 自密实混凝土覆盖较 多的密集地带， 人工扔一些小碎石， 在初凝时洒水养 护以减少并阻断这种裂纹。 5 结语 堆石混凝土技术在乡宁县清峪水库大坝主体工 程应用后， 明显提高了混凝土的浇筑速度， 降低了混 凝土的质量控制难度， 减少了工人技术水平对混凝土 浇筑质量的影响， 节省了大体积混凝土施工的温控设 备， 真正实现了缩短工期， 节约成本。 作者简介 史铁军( 1 9 7 7 一 ) ， 男， 1 9 9 6年毕业于山西省水 利 学校水工建筑专业 ， 助理工程 师。 收稿日期 2 0 0 9 1 1 - 2 3 ； 修回日期 2 0 0 9 1 2 2 6 1 6 林愉，韩普罗 煤柱管道水力输送系统中若干环节的设 计 J 1 南方冶金学院学报， 1 9 9 7 ， 1 8 ( 4 ) ： 3 0 9 3 1 3 。 1 7 林愉， 王福吉 型料输送管道实验系统的设计研究 J 】 流 体机械， 2 0 0 0 ， 2 8 ( 1 2 ) ： 7 - 9 1 8 林愉， 王福吉 型料输送管道系统中注入装置的设计研究 J 】 中国机械工程， 2 0 0 2 ， 1 3 ( 1 ) ： 9 5 0 9 5 2 1 9 林愉 型料输送管道动力驱动装置的设计研究 【 J 1 _ 水泵 技术， 2 0 0 1 ( 2 ) ： 3 - 5 2 0 陶燕， 林愉 型料砂浆管道输送系统的自动控制【 J _ 南方 冶金学院学报， 2 0 0 3 ， 2 4 ( 1 ) ： 6 5 6 9 2 1 张晓东，樊建伟 柱状型煤水力管道输送试验研究系统 J 1 太原理工大学学报， 2 0 0 3 ， 3 4 ( 6 ) ： 6 5 1 - 6 5 7 2 2 林愉， 王福吉 型料输送管道电感间隙仪的设计研究 J J _ 中国仪器仪表， 2 0 0 0 ( 4 ) ： 1 6 一 l 8 2 3 林愉， 陶燕 型料砂浆管道超声波计数器的研究与市场 J 】 机电产品开发与创新 ， 2 0 0 3 ( 3 ) ： 1 3 一 l 5 作者简介 束德方( 1 9 8 4 一 ) ， 男， 太原理工大学水力学及 河流动力学专业在读硕士研究生。 收稿 日期 2 0 0 9 1 2 0 7 ； 修回日期 2 0 1 0 0 1 0 9