混凝土砌石拱壩的施工技術

張雄飛

（貴州省水利機械化實業總公司，貴州 貴陽 550002）

1 清基和備料

拱壩基礎巖石開挖的寬度和深度要滿足設計要求,以控制微風化上限及能保證壩肩穩定為止,壩肩要按拱圈中心線的徑向開挖。徹底清降基巖面松動石塊,如果基巖有光滑面,需人工鑿毛。清基后作以下備料:

(1)條石。標號不低于800號,規格根據設計規定,無風化、不帶水銹且一面光四面平。

(2)塊石。標號不低于800號,規格根據設計規定,無風化不帶水銹,最大塊石重不宜超過500kg,最小塊石重不宜低于20kg。

(3)碎石。宜采用二級配,無風化和碎石灰。

(4)黃砂。砌石用中砂(細度模數為2.5左右),條石勾縫用細砂(細度模數為1.8左右),且無雜質。

(5)水泥。砌筑用水泥標號不低于325號,灌漿用水泥標號不低于425號。

2 壩基處理和放樣

根據地質情況,進行基巖的固結灌漿和帷幕灌漿,孔位、孔深、壓水試驗、灌漿按設計和灌漿規范規定進行。宜采用兩部經緯儀交會法放樣,誤差要在規范規定范圍內。

3 砌石拱壩施工質量控制

3.1 施工隊伍人員素質。工程的實施終究要靠施工承包方來落實。施工單位人員素質如何直接決定著工程的施工質量。

3.2 筑壩地材質量控制。筑壩地材的質量決定著大壩的本質質量。大壩面石、腹石以及粗、細骨料的料場位置、材質、數量、運距、開采的難易應盡早逐項核定,并進行相應的試驗檢測。料場適當儲備一定數量的材料,保證高強度施工時能提供質量合格的地材。毛塊石和片石要"新鮮、干凈、堅硬",毛塊石硬度指標和軟化系數指標要達到設計要求。碎石應重視級配,按5cm-20cm、20cm-40cm分倉堆放。砂的細度模數很大程度上影響著壩體密實防滲效果,根據已建類似工程經驗,宜控制在2.4～2.8范圍內。水泥等其它建材各項指標也要達到規定要求。由于條石現場開采率低,條石外購。塊石料場只有一處,前期監理不很重視。隨著施工倉面的增多,施工強度的增大,塊石供應質量問題驟然突出。監理和施工方經現場踏勘,在現有料場小山溝上游80m處又開采了一處料場。兩處料場互為補充備用,問題得到較好解決。當地河砂屬小河砂,細度模數不穩定,經常偏粗,適當摻細砂。

3..3 水泥砂漿砌條石。水泥砂漿標號按設計規定。條石按設計平面和豎向控制丁順砌筑,平縫寬15～20mm、豎縫寬20～30mm,并及時用水泥砂漿勾上下游面條石縫。

3.4 混凝土砌塊石

(1)混凝土砌塊石一定時間(根據試驗定,在25℃時約5～6h)后,表面采用高壓水(水柱高約30m)沖毛,清除乳皮,使其礫石出露。在砌體混凝土強度未達到2.5MPa前,在砌體接觸面上不得直接進行工作(推車、搬運等),需鋪上厚5mm以上的鋼板(例如150號混凝土在20℃時需2.5天后,強度才可達到2.5MPa,5℃時需6天)。在運輸混凝土或砂漿時,如果有混凝土或砂漿濺到沖毛后的接觸面上,需即時用高壓水沖洗掉,保持接觸面干凈。

(2)鋪塊石座底混凝土。鋪座底混凝土前,接觸面必須是礫石出露、無殘渣、積水且濕潤的干凈面。從砌點沿拱圈方向長8～10m,不得在其面上堆放任何材料。鋪座底混凝土,每次工作面段長1.5～2.0m,鋪混凝土厚10cm。不得將混凝土直接用斗車倒在接觸面上,要先倒在拌和板上,由人工用鋼鍬鏟到接觸面上均勻鋪開。

(3)混凝土砌塊石。從距坡面基巖1m處開始砌,距另一坡面基巖1m處上,層高約1m,分上、下兩小層砌。將符合質量要求的塊石沖洗干凈后,由人工抬到鋪好座底混凝土的接觸面上,砌工將塊石立砌或刀砌,塊石之間只能點接觸不得面接觸,塊石豎縫寬度應大于10cm。砌工在砌塊石時,用手結合撬杠使勁搖動塊石,至塊石下混凝土泛漿止,絕對避免塊石被大骨料架空。在塊石豎縫中充填混凝土,由鏟混凝土工人用鍬將混凝土直接送入豎縫,不得拋運混凝土造成離析,開始應與周圍塊石頂部平齊,振實下沉后,進行上層錯縫砌石,方法同下層,再在上層塊石縫充填混凝土,振實后表層要求大致平整,凸凹不超過10cm。在間斷施工處,留寬0.5m的上下層結合臺階,塊石豎縫中充填混凝土,振實后混凝土保持砌石高度的1/2～2/3,恢復砌筑時再清洗充實。用振動棒振搗塊石豎縫混凝土時,振動棒插入稍快,抽出要慢,以免形成孔洞,棒頭應插入座底混凝土距下層接觸面2～3cm,不可觸及接觸面,振搗時間以20～30s為宜,以達到混凝土不冒氣泡且開始泛漿為適度。絕對要避免豎縫漏振。

(4)封拱。塊石砌體距坡面基巖1m均用混凝土澆筑,封拱時溫度和混凝土標號按設計規定,振搗方法與振塊石豎縫中混凝土相同,層高同相應的塊石砌體。

3.5 砌體養護。砌體外露面在一定的時間(根據砂漿及混凝土的試塊試驗定)后及時養護,在養護期內保持砌體外露面濕潤。養護時間:水泥砂漿砌體一般14天,混凝土砌體一般為21天。溫度控制及渡汛措施,止水設施的型號、位置、尺寸、材料的品種規格及施工,排水孔施工,壩體檢查,均按設計規定進行。

3.6 大壩外觀質量控制。地方中小型水庫大壩建設雖受投資資金等條件的限制,但還應立足于已有的現場條件,盡可能把大壩外觀質量控制好。拱壩面石的水平、豎向弧度、溢流堰段混凝土外觀、壩頂工程的外觀等監理應盡可能把好關。只要參建各方思想重視,在不增加投資的情況下,工程外觀是可以做得更好的。

3.7 施工過程的旁站、跟班。混凝土砌石拱壩施工機械化程度低,施工質量人力因素影響大,筑壩地材材質穩定一致性較難保證,大壩施工質量不確定性較大。為保證施工質量,監理應狠抓施工現場和施工過程。施工現場監理全過程跟班旁站,填寫好施工現場記錄,定期分析整理,留心工人的思想變化;加強進壩進倉的毛塊石、壩體砌筑倉面座漿厚度、混凝土拌合物水泥、砂和碎石質量、拌和下料稱重及拌合時間、混凝土機口和倉面的坍落度等檢測記錄分析,按相應的單元工程歸類整理、存檔。壩體施工要求各工種、工序施工方基本做到人員固定,關鍵工種、工序的施工人員不得隨意調整。

3.8 及時進行質量簽證。監理方的施工質量評定應以現場檢測資料和監理記錄為依據,客觀評定工程質量等級,不受施工方的影響干擾。在監理方的填表欄里如實記錄本單元工程現場檢測主要數據以及是否出現施工質量缺陷、處理辦法和結果。監理欄填寫不完的可以附頁。按單元工程整理好的現場檢測資料和施工質量記錄作備查附件,附在本單元工程質量評定表后。

結語

(1)混凝土砌石拱壩對筑壩材質、施工工序和工藝要求較高,施工機械化程度低,對監理工作要求高,監理應具有較強的業務能力和敬業精神。(2)監理的工作重點應放在施工工序技術,材料質量把關,中間過程的檢測,強化遵守施工規程、規范等方面。(3)加強前期工程勘測深度和工程準備能盡可能避免開工后設計的較大修改、調整。前期工作的好壞直接影響著工程預定的三大控制目標的實現。(4)重視施工安全管理,提高參建各方的安全意識,避免安全事故的發生。(5)地方中小水利工程實行監理是很有必要的。監理能提供較專業的工程建設管理和工程知識技能經驗,能較好地進行工程質量控制,確保工程質量達到設計要求。

[1]陳大松.關于細石混凝土砌石拱壩問題的討論.貴州省水利水電勘測設計研究院，【期刊】貴州水力發電，2003-08-30.

[2]程毅喬.淺談混凝土砌石拱壩的施工.安徽省潛山縣水吼水利水保站.【期刊】中國農村水利水電，2001-02-20.