恒山水庫除險加固堆石混凝土施工工藝簡述

杜志仁，宋 濤，李 芳

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 工程概況

恒山水庫地處渾源縣城南5km處，東坊城鄉唐家莊村附近，位于海河流域永定河系桑干河上游渾河支流唐峪河上，控制流域面積164km2。

恒山水庫于1958年興建，1966年1月蓄水運行，總庫容1158萬m3，是一座以防洪為主，兼顧灌溉等綜合利用的中型水庫。工程等級為Ⅲ等，主要建筑物為3級。水庫設計防洪標準為100年一遇，校核洪水標準500年一遇。大壩為混凝土雙曲薄拱壩，是我國第一座實驗性拱壩，最大壩高69m，壩底高程1186.3m，壩頂高程1255.3m，壩頂寬度2.5m，壩底寬度15.0m，壩頂軸線長146.2m。設1.3m高的防浪墻。

此次除險加固主體項目為原有水庫壩身加固，壩體應滿足規范和設計要求，減少拱座推力。水庫除險加固高度69m，壩頂長135.27m，壩底加固厚度11.4m，壩頂加固厚度2m，壩體加固采用堆石混凝土施工工藝。壩體加固共分8個壩段，各壩段之間設25mm寬永久縫，填縫材料為瀝青模板。

2 堆石混凝土施工工藝

2.1 基礎面及施工縫處理

基礎面包括基巖面、砂礫石、土質及混凝土基礎等。

第一，撬挖基巖上的松動巖石，并將浮石虛渣清除，最后用高壓風將表面吹干凈，倉內積水要排凈，如有地下涌水要制定引排措施和方法。在基巖面上可直接進行堆石，也可先澆筑混凝土墊層再堆石。

第二，砂礫石及土質基礎要在開挖完成后進行碾壓或夯實，經實驗取樣合格后，再澆筑混凝土墊層，待混凝土達到5MPa以上且表面鑿毛后再堆石。

第三，由于澆筑頂面留有塊石棱角，其高出堆石混凝土頂面5～20cm，因此堆石混凝土施工縫一般不需要鑿毛，只需清除表面積水及渣滓即可，但對表面積大于0.5m2的堆石混凝土應對平整面進行鑿毛，揭去乳皮。

2.2 模板安裝

堆石混凝土模板可采用鋼模板和木模板，鋼模板通常采用Q235鋼和16Mn鋼，面板厚度不小于4mm；木模板面板材質不宜低于Ⅱ等材，面板厚度不小于4cm。

模板安裝前先進行測量放線，按照測量放線所提供的位置進行模板安裝，模板支撐形式與普通混凝土一樣，根據建筑物結構形式采用相應的支撐，通常采用內拉外頂的形式。由于自密實混凝土流動性高，模板必須密封性好，在模板接縫處粘貼密封條，如雙面膠帶等。

2.3 堆石

塊石進倉前，首先對該批進倉塊石進行全面檢查，塊石材質要新鮮完整，質地堅硬無剝落層和裂紋，對少量粒徑小于30cm的塊石要分開運輸、分散堆放。對粒徑過大的塊石要將其破裂成符合規定的塊石或放置倉面中部。對石料表面附著的泥土必須清洗干凈，堆放塊石的料場須硬化且排水暢通，以免堆石入倉時將泥土帶入堆石倉面。

對于檢查合格的塊石批，可以使用裝載機裝在吊斗或其他容器里，再由塔吊等吊運設備吊至倉內卸料，如果條件允許可以使用裝載機直接入倉，塊石隨機堆放，但對于基礎混凝土接觸面大的堆石應進行調整，以保證新舊混凝土的粘結。堆石入倉時帶進的泥土必須及時清除。在模板附近堆石時，盡量選用粒徑小的塊石，且需離開模板20～50cm。

塊石入倉完成后需進行人工平倉，也可用挖掘機進行平倉，倉內的塊石體積應“下大上小、中大外小”。對倉內的不合格料進行清理，經質檢員檢查、監理工程師驗收后，完成堆石工序。

2.4 自密實混凝土拌和

自密實混凝土拌和是堆石混凝土的關鍵程序，拌和質量的好壞直接影響堆石混凝土質量，因此，必須把握好自密實混凝土拌和關口。

自密實混凝土拌和的依據是配合比，使用現場材料通過實驗室試配得到的配合比為自密實混凝土理論配合比，還應根據施工現場生產系統的實際情況進行調整修正，得到最終配合比，但水膠比變化不得超過-0.02～0.01。

自密實混凝土拌和前，首先要對場內原材料進行全面檢測，根據骨料含水率的變化情況隨時調節用水量。若自密實混凝土生產過程中天氣變化較大或取料部位發生變化時，應及時對骨料含水率進行重新測定，調整實際用水量。

原材料檢測完成后，用水清洗攪拌機并清除內部積水。拌和自密實混凝土必須采用雙臥軸強制式攪拌機。所用拌和設備應滿足高峰期澆筑強度要求，所有的稱量、指示、記錄及控制設備都應有防塵措施，稱量設備要確保精度，每倉自密實混凝土澆筑前要認真核對稱量設備的精度。根據最終施工配合比出具配料單，配料單是自密實混凝土拌和的唯一依據。

自密實混凝土拌和時要按順序上料，首先將稱量好的骨料和膠凝材料分別投入攪拌機干拌，加入水和外加劑后繼續攪拌1min，并派專業人員進行跟蹤拌和，待自密實混凝土工作性能達到要求時方可出機。

在攪拌機出口進行自密實混凝土流動度和擴散度測試，符合要求方可運輸。

2.5 自密實混凝土的運輸

自密實混凝土的運輸采用混凝土罐車，由于自密實混凝土的流動性對于澆筑效果有很大影響，因此混凝土出倉后30min內必須澆筑完成。根據運輸距離配備足夠的運輸設備，以保證自密實混凝土連續澆筑。

在混凝土罐車裝料前，要清洗罐車內殘留的其他品種的混凝土，并將車內的積水排盡。運輸過程中嚴禁向車內的混凝土加水。

卸料前將混凝土罐車高速旋轉1min以上，如果對自密實混凝土擴展度進行調整時，加入外加劑后將混凝土運輸罐車高速旋轉3min，使自密實混凝土均勻一致，經檢測合格后方可卸料。外加劑的種類、摻量應根據實驗確定。

2.6 自密實混凝土的澆筑

自密實混凝土的澆筑采用泵送、挖掘機挖斗、溜槽及吊罐等方式入倉。采用泵送入倉時，泵送前應檢查泵管和各截泵管接頭處加密封圈連接是否緊密，保證整個管路不漏氣、不漏漿。連接前，泵管內不得有雜物及未清理的的混凝土，以保證泵管管壁光滑。泵送自密實混凝土應按照以下順序操作：首先向內輸送0.5～0.8m3清水潤濕和清潔泵管；其次在灌注自密實混凝土之前，使用同配比水泥砂漿潤泵；最后再泵送自密實混凝土。

不合格的自密實混凝土嚴禁入倉，已入倉的不合格自密實混凝土必須清理出澆筑倉，并按監理工程師指定的地點棄置。

澆筑自密實混凝土時嚴禁在倉內加水。如發現混凝土和易性較差，應采取如添加外加劑、重新拌和等措施來保證質量。

澆筑倉面較大時，應采取多點澆筑法。一般9m2布置一個澆筑點，澆筑點間距不大于3m，在每個澆筑點必須使自密實混凝土灌滿后方可移至相鄰的澆筑點，且澆筑點應連續布置，以保證堆石混凝土密實。澆筑順序應做到單向順序，不可在倉面上往返澆筑。

在堆石下方密實后，混凝土到達倉面時，應控制澆筑高度，一般情況下混凝土面低于堆石面10～20cm，這樣更利于下個倉面的粘結。整個澆筑完成后，待自密實混凝土達到一定強度時，即可進行下層澆筑。

2.7 堆石混凝土的養護

堆石混凝土在澆筑完6～18h開始灑水養護，養護前避免太陽暴曬。

混凝土應連續養護，養護期內應保證混凝土表面保持濕潤。養護時間不宜少于28d，有特殊要求的部位宜適當延長養護時間。

3 結語

恒山水庫除險加固工程壩體加固采用堆石混凝土施工工藝，取得了較好的效果，積累了豐富的施工經驗，為同類工程施工奠定了良好的基礎。