膠凝砂礫料在泰安唐莊橡膠壩工程的應用

趙勝珠，陳 濤，黃繼峰

（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276000）

膠凝砂礫料主要是利用天然砂礫石料和水泥、粉煤灰等膠凝材料拌和后碾壓施工的一種壩基回填材料,膠凝砂礫料主要是利用水泥的黏合性將砂礫石等骨料固結成為一個整體，用于基礎回填，起到加強地基的作用，在唐莊攔蓄樞紐工程中主要用于橡膠壩底板基礎回填。

1 工程概況

唐莊攔蓄樞紐工程位于泰安市區(qū)東南部，大汶河支流牟汶河中游，〇九公路角峪大橋下游約500 m處。工程包括橡膠壩、調節(jié)閘、引水閘、引水渠、上下游護坡、地方道路、管理設施等。樞紐攔蓄水位144.20 m，底板高程138.00 m，壩高6.30 m。橡膠壩共7孔，每孔凈寬60 m，全長430.5 m。在工程施工中膠凝砂礫料作為一種創(chuàng)新材料用于橡膠壩基礎填筑，總填筑3.08萬m3。由于膠凝砂礫料在我國主要應用于工程圍堰等臨時設施的施工，目前對于橡膠壩基礎回填還沒有系統(tǒng)的規(guī)范和要求，因此施工的技術要求和標準需要根據(jù)實際地質結構，設計要求的地基承載力以及壓實度來確定施工參數(shù)。

首先取用河床內的沖積河砂和經檢驗合格的水泥和粉煤灰經多次實驗確定最大干密度、最佳含水率以及實際碾壓次數(shù)和上料厚度。在工程中采用18 t振動碾先震動2次再靜壓2次的方式來滿足實驗要求的壓實度標準。每層碾壓后都取樣檢驗壓實度，并且及時進行灑水養(yǎng)護，灑水目的在于加速水泥釋放水化熱，加快凝固速度，有利于再次上料以及工作面良好結合。

2 膠凝砂礫料的施工優(yōu)點

2.1 原材料方面

膠凝砂礫料中的砂礫石既可以就地取材，直接利用壩址河床開挖出來除淤泥以外的砂石、風化巖以及河床沖積料等天然材料，又可以采用樞紐建筑物拆除產生的建筑礫石或者破碎后的混凝土以及礦山鐵廠等產生的礦渣等廢料，任何達到強度標準的建筑垃圾都可以作為拌合材料投入使用，擴大了骨料使用的范圍，而且對建筑垃圾的廢棄物再次利用，既經濟又環(huán)保。

2.2 施工速度方面

唐莊攔蓄樞紐工程中采用攤鋪的方式進行膠凝砂礫料的回填，首先清理出一個工作面，然后取用第二個工作面的砂礫料用于第一個工作面的膠凝砂礫料的拌合回填，如此循序漸進，流水作業(yè)，既開挖出下一個工作面，又回填完上一個工作面，節(jié)省了機械來回倒運的費用。而且膠凝材料含量較少，水化熱產生量較小，減少對溫度變形等方面的控制措施，加快施工速度。

2.3 工程質量安全方面

由于水泥及粉煤灰的膠結作用，砂礫石經過振動碾的碾壓后形成的是膠結堆石體，而不是散粒體，因而填筑基礎具有較強的抗沖能力和較高的抗剪、抗壓強度，唐莊攔蓄樞紐工程經過一年多的運行各方面均未出現(xiàn)任何安全問題。經碾壓后的膠凝砂礫料可以允許其上漫水，汛期時可以作為臨時導流渠道，從而降低施工導流的需求和增強了汛期施工的抗風險能力。

2.4 使用范圍方面

膠凝砂礫料作為回填材料對地基的要求較低，既可以用于淤泥地基的換填，也可以直接作用于堅實的基礎上。唐莊攔蓄樞紐工程回水長度4.3 km，蓄水高度6.30 m，總蓄水量670萬m3，該地基為不透水黃泥巖層。經過膠凝砂礫料回填碾壓后，在施工過程中以及在后期運行使用中，均未出現(xiàn)地基沉降、變形、裂縫等現(xiàn)象。因此膠凝砂礫料適合軟弱地基等各種基礎的回填，具有較高的地基適應性和安全性。

2）膠凝砂礫料中的膠凝材料用量少，骨料不能充分裹漿，如果使用挖掘機拌合，需要多次重復拌合，才能保證壩基強度達到試驗標準的要求，若采用攪拌機拌合又增加了來回倒運的機械費用。如何更規(guī)范地拌合以及確保骨料充分裹漿還有待于進一步改進和研究。

3）為保證拌合物的和易性，同時滿足強度要求，砂礫石在拌合之前需要堆放一段時間，以免含水量過大，單位用水量需通過試驗確定，而且需要隨時監(jiān)測粗骨料的含水率，配合比較難控制。

4）河床砂礫石級配不連續(xù)，各類建筑廢棄物強度也不均勻，不同部位粒徑尺寸分布的差異性使得材料強度的離散性高，因此一個工程中應盡量使用同類同源骨料，避免出現(xiàn)強度不均的現(xiàn)象。

3 施工中存在的問題

4 結語

1）由于膠凝砂礫料骨料材料未經沖洗篩分，材料本身強度低，抗?jié)B透性較差，且膠凝材料用量少，并且長期在壓力水滲透作用下。因此，采用膠凝砂礫料作為工程材料時，應避免膠凝砂礫料處于長期的滲透溶蝕中，以盡量減少滲透溶蝕對壩體帶來的長期耐久性問題。

膠凝砂礫料作為探索和實踐相結合的一種新興施工材料，在材料來源，加速施工，保證質量安全以及使用范圍廣泛等多方面具有顯著優(yōu)點。建立一套全面的施工控制技術體系及管理體系，將對膠凝砂礫料的推廣應用產生積極的作用。