膠凝砂礫料壩基回填技術的應用淺析

閆帥，葛安春

（山東大禹工程建設有限公司，山東濟南250013）

膠凝砂礫料壩基回填技術的應用淺析

閆帥，葛安春

（山東大禹工程建設有限公司，山東濟南250013）

本文以寧陽縣桑安口水庫南支橡膠壩的底板回填工程為實例，探討了膠凝砂礫料橡膠壩基的回填施工技術與質量控制，提出了在特殊的氣候環境條件下和重要部位的施工處理方法。

膠凝砂礫料；（CSG）；橡膠壩；施工技術；VC值

膠凝砂礫料（CSG）是將水泥等具有黏合性的材料與天然的砂礫石混合攪拌而生成的一種新型壩基回填材料。這項新技術在上世紀90年代，由日本工程技術人員研究，并成功應用到筑壩工程中。CSG技術在我國的應用起步較晚，目前多用于圍堰、攔砂壩等工程中，而應用在橡膠壩的壩基回填工程上則較少。為此，本文結合寧陽縣桑安口水庫南支橡膠壩的底板回填實例，探討CSG技術的施工工藝與質量控制。

1　工程概況

寧陽縣桑安口水庫南支橡膠壩位于大汶河干流樁號39+780處，總長為410.5 m、寬69 m，共8跨，每跨50 m。從上游到下游分別為C25混凝土鋪蓋、C25混凝土壩體、C25混凝土消力池、M10漿砌石護坦、賓格網石籠護坦。受雨季影響，水庫下游淤泥堆積，河道內雜草叢生并散發出刺鼻的氣味。本次施工內容為采用換填膠結砂礫料技術，分層壓實下游橡膠壩底板基礎。

2　選用CSG技術施工的原因

1）適用范圍較廣。CSG技術對橡膠壩地基的地質沒有任何限制條件，尤其適用于軟弱地基的回填。膠凝砂礫料中的砂礫石，可直接利用河床開挖出來的砂石或沖積料，而對于建筑廢棄物，則只需滿足強度和粒徑要求，就可以作為拌合材料投入使用，既環保又可降低項目的工程造價。

2）施工質量安全可靠。以砂礫石為骨料，再按照一定的比例，加入具有膠結作用的水泥和粉煤灰，充分攪拌后便制成膠凝砂礫料。將膠凝砂礫料用于橡膠壩基的回填，由平倉攤鋪、振動碾多次分層壓實和養護作業后，其整體膠結成一個堆石體。膠凝砂礫料中，具有膠結作用的水泥和粉煤灰含量較少，在固化過程中產生的水化熱也會很低，這一特性降低了橡膠壩地基出現裂縫、變形或沉降發生的概率。

3）施工進度有保障。橡膠壩基礎采用膠凝砂礫料攤鋪回填的施工方法，首先是開挖并清理第一個工作面，再開挖第二個工作面。與此同時，第二個工作面挖出的砂礫，將作為第一個工作面膠凝砂礫料的骨料，用于壩基的拌合回填。該施工方法采用循環、漸進的流水作業方式，既解決了土方開挖后的存放問題，又降低了施工機械的輾轉費用，提高了施工的效率，保障了施工的進度。

3　CSG壩基回填施工技術

1）施工前準備。施工開始前，要先確定配置膠凝砂礫料的骨料源，其表層淤泥的含量不可偏大。壩基回填工作面在達到設計要求后，才可進行膠凝砂礫料的回填施工。

2）膠凝砂礫石料的拌合與運輸。在拌合膠凝砂礫石料時，先利用裝載機或挖掘機的料斗作為計量器具，將粗骨料和砂料以椎體的形式堆放在拌合地面，其四周開出若干小坑，再加入一定量的水泥和粉煤灰，最后加水并利用挖掘機的料斗攪拌均勻。翻拌6～8次后，目測膠凝砂礫石料的均勻性，并利用手抓細料為“粘聚”，判定攪拌是否合格。運料過程中，裝載機要避免急轉彎或急剎車等情況，其行駛線路更不得經過已經攤鋪的的部位；倉面外拌合時，在拌制完成后再由自卸車輛運至倉面。自卸車輛在運輸過程中，路況要平整，雨季或高溫季節運輸時，要采取防雨、遮陽等防護措施。

3）膠凝砂礫石料的卸料與平倉。為了防止膠凝砂礫石料在卸料時骨料分離，應采取雙點式疊壓卸料法，將膠凝砂礫石料均勻的卸載到攤鋪前沿的臺階上，料堆的最外邊緣與模板的距離要大于1.2 m，再利用推土機或平倉機將膠凝砂礫石料推到臺階下后開始平倉。如果在卸料時，料堆的邊緣出現了骨料分離，則要將其清除倉外，或人工散料處理，以保證壩基的施工質量。膠凝砂礫石料在卸料后要立即進行平倉，確保拌和物從投料到碾壓施工，能夠在設計要求的時間內完成。每層鋪料的厚度以40 cm為宜，超大粒徑或塊體的含量要低于5%。一旦出現局部骨料集中或粒徑超標的情況，可利用反鏟或人工挑揀，再進行二次平倉鋪攤。

4）膠凝砂礫石料的碾壓。每一層膠凝砂礫石料在完成平倉攤鋪后，要立即進行碾壓施工。碾壓的方向按照施工設計的要求，碾壓程序則分為靜壓和振壓。先靜壓2遍，再進行弱振2遍，最后進行一次強振碾壓。振動碾行駛速度要低于2 km/h。振動碾在端頭處的搭接長度，應控制在120～260 cm，條帶間的搭接寬度則應控制在20～40 cm。

5）膠凝砂礫石料的養護。在最上層倉面碾壓完成，并在膠凝砂礫石料終凝后，開始進行灑水養護。灑水的方式可采用噴淋、均勻鋪灑等措施，養護時間不得少于28 d。當壩基回填施工處于炎熱或干燥的季節時，要用塑料薄膜或麻袋等覆蓋倉面最外層，以防水分快速蒸發，保證最外層倉面始終處于濕潤狀態。

4　特殊氣候及部位的施工處理

1）特殊氣候的施工處理。在高溫或寒冷的季節進行膠凝砂礫石料施工時，要做好防高溫、防凍的保護措施。在日平均溫度大于25℃時，要縮短各層施工的時間間隔，防止膠凝砂礫石料在拌制、運輸、平倉及碾壓階段，水分的快速蒸發。同時，還要根據氣候的變化，及時調整倉面碾壓的VC值，并采取噴霧等方法，保證施工質量。

雨季施工，當降雨量大于5 mm/h時，要立即停止施工，并用防雨布等對已完工的倉面進行防護，避免雨水沖刷。雨停后，要間隔30 min以上，才可恢復施工；當降雨量小于5 mm/h時，可在有防雨保護的情況下，繼續施工。但不管是雨停后的復工，還是降雨量較小時的持續施工，都應適當增加倉面碾壓的VC值，并確保膠凝砂礫石料的拌合、運輸設備無積水。而對于那些被雨水嚴重浸入或裸露砂石的倉面，應采用水泥凈漿或砂漿修補。

2）特殊部位的施工處理。（1）主要是碾壓層面處理和層面縫隙處理。碾壓層面的處理。當膠凝砂礫石料的理論初凝時間已過，但施工層面卻還沒有終凝時，要在層面上均勻的散水并鋪上水泥，再攤鋪一層膠凝砂礫石料。這層膠凝砂礫石料在凝固后，應為一個整塊，并確保層間無滲水通道和薄弱面。（2）層面的縫隙處理。層面縫隙處理可采用表面鑿毛法，先清除倉面已松動的骨料和浮砂，再均勻的刮鋪厚度約為1.5 cm、強度等級高于膠凝砂礫石料的砂漿層，最后以膠凝砂礫石料密封。

5　結語

目前，CSG技術主要應用在圍堰和攔砂壩項目上，而用于橡膠壩的壩基回填且可供借鑒的施工項目則十分有限。本文依據寧陽縣桑安口水庫南支橡膠壩底板施工經驗，針對膠凝砂礫石料的配合比、攪拌、運輸、平倉、攤鋪、養護等施工工藝，以及特殊天氣及重要部位的施工方法進行了論述。

［1］賈金生，陳祖坪，馬鋒玲，俞欽，等.膠凝砂礫石壩筑壩材料特性及其對面板防滲體影響的研究［R］.北京：中國水利水電科學研究院，2004.

［2］吳平安.膠凝砂礫石材料力學性能試驗研究［D］.華北水利水電大學，2015.

（責任編輯遲明春）

TV68

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1009-6159（2016）-09-0012-02

2016-03-14

閆帥（1989—），男，助理工程師