堆石混凝土在羅家店水電站中的應用

溫國敬

(黑龍江省佳南實驗農場水務局，黑龍江 佳木斯154007)

1 工程概況

東寧縣羅家店水電站行政區劃隸屬于黑龍江省東寧縣，壩址位于東寧縣羅家店村東偏南9．0km 處的大綏芬河干流上游，距東寧縣公路里程120.0 km，地理坐標為E130°28'35″、N43°44'39，壩址以上集水面積2 588 km2。

羅家店水電站水庫總庫容為2170 ×104m3，工程規模為中型，工程等級為Ⅲ等，主要永久性水工建筑物，主要包括攔河壩、溢流壩、引水隧洞工程級別為3級;水電站總裝機容量為15 MW，為小型工程，工程等級為Ⅳ等，水電站廠房工程級別為4 級。

2 堆石混凝土在樞紐中的選取

本工程對瀝青混凝土心墻堆石壩、常態漿砌石重力壩、堆石混凝土壩型進行了比選，主要從施工、投資造價角度對3 種材質壩進行了分析，最后確定選取堆石混凝土作為筑壩材料［1］。

瀝青混凝土心墻堆石壩及河岸式溢流壩方案，瀝青心墻與壩體同時施工時，影響壩體填筑速度，檢查漏水部位比較困難，不易維修。

壩線左岸陡峭，而生產生活區大部分集中在左岸，對外交通也是從左岸進入，因此瀝青混凝土心墻堆石壩與左岸溢流壩同時施工相互干擾大，影響施工進度，將使水電站正常蓄水發電時間拖后［2］。

常態漿砌石重力壩結合河床式溢流壩方案，施工期間壩體可以漫頂過流，施工渡汛、導流條件好。但漿砌石筑壩要求塊石質量、砌筑標準均較高，人工砌筑質量難以控制，效率低。

堆石混凝土重力壩結合河床式溢流壩方案，為目前的新工藝壩型，其壩體材料以堆塊石為主，選取≥20 cm粒徑的碎塊(卵)石，堆石入倉，采用自然堆積即可，使用自密實混凝土現場直接澆注，填塞塊石縫隙并膠結，無須振搗即可密實［3］。每層堆石混凝土的澆注高度≤150 cm，連續循環施工澆注。

堆石混凝土壩型的主要優點為:

1)堆石混凝土施工過程簡單，最大限度地降低了混凝土倉面的施工人員和機械工作量。

2)避免了普通混凝土振搗密實的過程。

3)單位堆石混凝土的水泥含量很少，因此水化溫升小，溫控簡單。

4)具有大塊巖石穩定堆積構成的骨架，具有優良的體積穩定性，體積收縮小。

5)可減少或免除鑿毛工序，提高施工速度。

針對瀝青混凝土心墻堆石壩、漿砌石重力壩、堆石混凝土壩等上述3 種壩型在同等的設計狀況下所進行的工程布置、工程量、施工條件、工期、工程投資等的比較［4］。

該3 種壩型造價瀝青混凝土心墻為最高，漿砌石混凝土壩與堆石混凝土壩投資接近且較低，最終選定堆石混凝土重力壩作為羅家店水電站選定壩型。

3 堆石混凝土材料要求

壩體堆石料選用塊徑≥30 cm的塊石。石料質地應堅硬、無裂紋，不得使用風化石，干密度＞24 kN/m3，堆石料飽和抗壓強度≥40 MPa，軟化系數≥0.8，含泥量≤0.5%［5］。

水泥宜選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，標號≥42.5。

粗骨料應選用5 ～20 mm粒徑的石子，其性能指標應符合《水工混凝土施工規范》。

4 堆石混凝土的溫控和防裂

4.1 堆石混凝土的溫控

一般堆石混凝土中塊石與自密實混凝土的體積比為0.6∶0.4，則使用自密實混凝土澆筑的堆石混凝土通過理論計算及試驗觀測，最大溫升約為10℃～15 ℃［6－7］。

由于單位堆石混凝土的水泥含量很少，因此水化溫升小，溫控簡單。施工時參照混凝土重力壩溫控措施并適當簡化即可。專用自密實混凝土的配合比設計應合理減少水泥與用量。

4.2 堆石混凝土的防裂

在壩的重要部位采用常規混凝土模板澆筑，并根據需要配置構造鋼筋，其他部位避免在氣溫驟變期間拆模［8－9］。

5 堆石混凝土的施工工藝

5.1 堆石的選取

所選取的塊石粒徑≥15 cm，根據堆石的運輸及入倉能力，可選取盡可能大的塊石。

5.2 清理倉面與清洗石塊

塊石及混凝土倉面的處理只需滿足常規要求，保證泥土含量不超標即可，無特殊要求。

5.3 砌筑石墻

本工程堆石混凝土外包常態混凝土，因此堆石混凝土施工可采用30 cm厚砌石墻替代模板，該方法能有效解決模板的剛度、強度以及密封等問題。

5.4 堆石入倉

堆石入倉形成自然堆積狀態即可，輔以人工碼放會使其更加密實，經濟性更加突出［10］。

5.5 自密實混凝土的生產與澆注

本工程采用混凝土攪拌車拌制運輸自密實混凝土入倉。

5.6 連續循環施工澆注實現多層澆注

每層堆石混凝土的澆注高度≤1.5 m，但是能夠連續循環施工，即在首層堆石混凝土澆注完成后的四個小時內循環堆石入倉澆注自密實混凝土的過程，在堆石入倉能力和混凝土生產能力有保證的情況下，可連續循環施工大大提升混凝土的上升高度。

6 結 論

堆石混凝土在全國已經有一些工程實例，在北方寒冷地區工程實例還是較少，各個施工環節和關鍵工序也會隨著工程的實施逐漸得到完善與改進，使堆石混凝土在水利行業發揮應有的作用。

［1］袁明道，李凌，潘展釗，呂文麗，張旭輝. 堆石混凝土壩壩基固結灌漿質量檢驗方法及其標準探討［J］. 水利規劃與設計，2011(01):47－49.

［2］張磊. 利用堆石混凝土替代漿砌石實施壩體施工的技術難點與應用前景分析［J］. 水利水電技術，2010(07):55－58，62.

［3］金峰，安雪暉，石建軍，張楚漢. 堆石混凝土及堆石混凝土大壩［J］. 水利學報，2005(11):78－83.

［4］金峰，李樂，周虎，安雪暉. 堆石混凝土絕熱溫升性能初步研究［J］. 水利水電技術，2008(05):62－66.

［5］史鐵軍. 堆石混凝土施工技術在清峪水庫中的應用［J］.山西水利，2010(01):59－60.

［6］李風亮. 堆石混凝土技術在長坑三級水庫的應用［J］. 水科學與工程技術，2010(06):87－88.

［7］陳振華，范玲斌，楊祥震，楊勤. 堆石混凝土筑壩施工質量控制要點［J］. 水利水電施工，2010(06):29，54.

［8］陳振華. 堆石混凝土施工質量控制要點初探［J］. 水利規劃與設計，2011(01):81－82.

［9］劉清，周虎. 紅外成像技術應用于堆石混凝土密實度檢測方法的研究［J］. 工業建筑，2011(03):118－120，139.

［10］杜志仁，宋濤，李芳. 恒山水庫除險加固堆石混凝土施工工藝簡述［J］. 山西水利，2010(06):46－47.