混凝土砌毛石壩施工技術分析

查仕林

【摘要】當前我國水利工程建設規模不斷擴大，壩型也多種多樣，施工工藝差異性顯著。混凝土砌毛石壩是水庫中最為常見的壩型之一，工藝簡單，質量可控性高。但是在重力壩砌筑過程中，毛石砌筑質量對于大壩整體質量影響較大。為此，在施工過程需全面監控施工過程，嚴格按照現行標準操作，確保后期工程運行安全。本文結合實例就混凝土砌毛石壩施工工藝進行分析，首先闡述了工程實例，其次總結了工程布置方案，然后詳細論述了該工程混凝土砌毛石壩施工技術要點，以供參考。

【關鍵詞】水庫大壩；混凝土砌筑；毛石

1、引言

所謂混凝土砌石就是將混凝土作為膠凝材料，將天然毛石作為砌筑石料，通過人工或者是機械施工方法，是水利工程建設的主要工藝。該工藝的實施優勢體現在操作便捷、工藝要求低、工程造價低、材料可就地取材，有效解決了材料上壩、進倉的問題。

2、工程實例概述

木浪河水庫位于興義市境內，大壩距興義市城區38KM，距清水河鎮5KM，在南昆鐵路品甸火車站旁，地理坐標東經104°44′～104°49′，北緯25°20′～25°24′，壩址以上集雨面積309km2，多年平均徑流量1.89億m3。因近些年興義市經濟發展迅速，為了滿足供水需求，需對原大壩進行升級改造，改造內容主要為在原有壩面上加高、加厚，建設重力壩，在保證發電規模維持不變的同時，擴大城鎮供水和灌溉規模。大壩為C15混凝土砌毛石壩，壩頂高程1244.2m，最大壩高92.2m，總庫容9910萬m3。木浪河水庫擴建后工程主要任務為農田灌溉，向興義市城鎮及電廠供水，工程設計灌溉面積9.35萬畝（新增灌溉面積3.19萬畝），灌溉供水量4780萬m3/d，向興義市城鎮供水3800萬m3/d，壩后電站裝機2×1.25MN，多年平均發電量513萬KW.h，下游河道環境水量1900萬m3/d。

3、工程布置方案

擋水建筑：C15砼砌毛石重力壩，最大壩高92.2m，壩頂高程1244.2m，壩頂寬度5m，壩頂總長151.74m。溢流堰頂高程1233.00m，閘孔尺寸2×5.8×9（m），閘門形式為露頂式平面鋼閘門，消能方式為挑流消能，啟閉機數量2臺，設計泄洪流量630m3/s，校核泄洪流量815m3/s。

引水建筑物：采用DN2800mm有壓鋼管取水，管道底板工程1191.718m，閘門形式為平面定輪鋼閘。

沖沙放空底孔：檢修閘門形式為平面定輪鋼閘門，工作閘門為潛孔式弧形鋼閘門，底板工程1181m，取水口尺寸3×3.5（m）。

輸水建筑物：DN700夾砂玻璃鋼管和球墨鑄鐵鋼管，總長度24.5km，設計流量0.55m3/s。

灌區建筑物：灌溉干管為夾砂玻璃鋼管15.32km，其中DN800mm的5.42km，DN1000mm的9.9km。灌溉支管為13.56km夾砂玻璃鋼管，其中DN600mm的1.02km，DN400mm的12.54km。月亮田泵站設計流量0.15m3/s，揚程46m，水泵安裝高程1151.93m，灑貢泵站設計流量0.15m3/s，水泵安裝高程1148.7m，揚程130m。

工程建設的主要內容：C15砼砌毛石加寬加高為重力壩、新增城區供水主管道24.5km、灌區引水管道31.2km、泵站2座及管網建設、改建興義至盤縣的跨庫大橋一座。

4、混凝土砌毛石壩施工技術分析

4.1材料選用

用水。該工程將河水作為施工用水，需檢測水質，必須符合規范要求。第二，水泥。施工現場水泥需依據品種和標號的不同分開放置，施工時需按照進場批次投入使用。現場庫房墊起地面高度不得小于30cm[1]。為保證材料質量，需根據階段的施工量合理編制材料采購與使用計劃，在進場前，需進行抽檢，按照質量抽樣檢測規定100～200t取樣并進行檢測。第三，砂。該工程使用的是機制砂，粒徑需控制在0.15～5mm，細度模數為2.5～3.0mm。第四，毛石。飽和抗壓強度≥ 40MPa。無一定規格形狀，單塊重量宜大于25kg，中部或局部厚度不宜小于20cm；毛石最大邊長（長、寬、高）不宜大于100cm。第五，膠凝材料。該工程使用的膠結材料為一級配C15砼，膠凝材料拌和時需嚴格按照設計方案稱量配料，誤差要求為：水泥±2%，砂±3%，水±1%。膠凝材料人工拌和不得少于3遍，后濕拌直至色澤均勻。

4.2施工技術

4.2.1墊層砼澆筑

澆筑壩基砼墊層前，應先沖洗基巖面干凈，濕潤基巖表面，再澆筑墊層混凝土。墊層混凝土抗壓強度達到5.0Mpa后，才允許進行上層砌石工作。壩體與岸坡連接部位的墊層混凝土施工前，應用壓力水沖洗，清除石渣和積水，并將基面濕潤，經驗收合格后，澆筑墊層混凝土[2]。

4.2.2壩體砌筑

砌石壩體作分縫處理，采用分塊逐層砌筑，交替上升的施工方法，在砌筑施工前注意預設錨桿，埋設新老壩體間灌漿管及止漿片，做好新老壩體間接縫灌漿的準備工作。當最低氣溫在0℃～5℃時，砌筑作業應注意表面保護，最低氣溫在-5℃以下時，應停止砌筑。在高溫季節施工時應在規范要求的范圍內進行施工。

4.2.3砌石施工

砌壩材料質量須滿足規范要求，為有利于石料與膠結材料的結合，石料上壩前在壩外沖洗干凈，表面不含泥，砌筑時應呈飽和而不帶水狀態；砌石一般先鋪漿后安放石塊再灌注砼，采用機械振搗方法，用振搗器搗實，使膠凝砼飽滿。鋪漿厚度一般2～3cm，細骨料混凝土鋪5～10cm；石料放置平穩后要用鐵錘敲擊，豎縫灌滿漿后在縫隙間填塞小塊石并稍加敲擊，達到縫隙滿漿和結合緊密的要求；砌體灰縫應相互錯開至少10cm以上，避免形成通縫，砌石之間應犬牙交錯，盡可能縮小縫隙[3]；安排砌石進度時，最好是連續不斷的逐層砌筑上去，否則在混凝土終凝前應將砌體表面清掃干凈，以免時間過長清理困難。對停砌已久的老砌體，表面要作特殊處理（鑿毛、清除松動的石塊、沖洗等）才能繼續安砌；面砌要丁砌順砌相間，并力求與內部同時上升。

壩體上升的層面盡量保持向上游大致呈1：30～1：20的傾斜坡，即迎水面比背水面略低。分段砌筑的高差不宜過大，一般控制在1～1.5m，斷面相接以斜面為好。

砌體砌漿處于初凝至終凝之間的砌體不允許擾動，嚴禁石塊直接接觸，座漿及豎縫砂漿填塞應飽滿密實，鋪漿應均勻。

砌筑前應對砌塊進行外觀檢查，清除砌塊表面污物及黏土，砌筑時應做到橫平豎直、表面清潔、錯縫搭接、砂漿飽滿，不得出現瞎縫、透明縫，層間座漿均勻平整，砌塊就位后采用C15一級配混凝土灌縫，之后不得撬動砌塊，否則必須重新鋪砌。

4.2.4混凝土防滲面板

澆筑防滲面板時，利用壩體作為內側模板，防滲面板與砌體的連接采用壩體預留錨筋。防滲面板不大于20m設一條伸縮縫，縫上游25cm處設橡膠止水。防滲面板澆筑層高度不得大于1.5m，工作縫及層面須鑿毛。

澆筑防滲墻混凝土時的最高氣溫不得超過28℃，最低氣溫不得低于-5℃，當最高氣溫高于28℃時，應采取措施降低骨料溫度。

4.3養護

壩體在砌筑過程中應及時做好防暑、防凍、防雨、防沖等工作；新砌體的防震、保溫、保濕等養護工作，可參照混凝土的要求進行。養護期一般不少于28天。上游面防滲砼與下游面護坡砼參照執行。

4.4質量控制與檢查

4.4.1質量檢查

砌石體質量主要體現在砌石體密實度和強度兩個方面。密實度的檢查，一般在現場進行，方法有：1）敲擊聽聲。用鐵錘敲打砌石表面，如座漿不滿則聲音空響，但立縫灌漿不滿則敲聽不出。2）抽樣撬開。在石料砌好后尚未完全初凝前，選擇有代表的地點，撬開直接觀察。3）砌體抽樣掘坑，壩體每砌筑10m高，挖試坑一組。在砌好的壩體中掘試坑檢查并作容重測驗，容重需大于2200kg/m3，計算石塊與膠結材料的比例。試坑面積一般為1.0m×1.0m，深1m。經過放樣布置鉆孔（邊線上的防震孔間距10cm，中間的開挖孔作梅花形布置），然后用風鉆打眼，石工開砌，取出全部試樣，（下轉第頁）

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回填標準砂進行測驗計算。4）砌體密實性檢查。每新砌一層，均需進行簡易試驗（如插釬灌水試驗）。有防滲要求的砌石部位，需進行鉆孔分段壓水試驗，測定單位吸水量ω值。同時也可以從鉆取的巖芯上直接觀察砌體的密實程度和膠結情況。

對砌體質量的評價，砌體的孔隙率不大于3%，單位吸水量ω值不大于0.03L/min·m·m，即為基本密實、膠結良好。

4.4.2質量控制

經檢查，砌筑質量不合格的，須采取處理措施，或返工重砌，或灌漿補強。

5、結束語

綜上，大壩樞紐工程已于2015年按設計建設完成，2016年試蓄水至1233米高程程，未發現大壩存在漏水現象，各項設備運行正常，待蓄水安全驗收后正式下閘蓄水。由此可知該工程混凝土砌毛石壩施工方案可行，施工效果良好。在實際施工時需注意前期現場調查，依據工程實際情況采取適宜的管控措施，對施工過程進行全面監控，對重要工序的施工工藝進行優化和調整，確保工程施工質量，提升工程綜合效益。

參考文獻：

[1]崔翔暉.東焦河水電站樞紐工程大壩砌石的施工方案[J].山西建筑，2012，38（13）：244-245.

[2]漆煥然，李守義，張曉飛，等.某碾壓混凝土重力壩施工溫控措施研究[J].水資源與水工程學報，2016，27（6）：146-152.

[3]李琦，李紹輝，鄭昌瑩，等.豐滿水電站重建工程碾壓混凝土重力壩施工溫度控制[J].水利水電技術，2016，47（6）：33-36.