石碴填芯混凝土工藝在水利工程中的應用

何春起

（沂南縣水利局，山東 沂南 276300）

水利工程建設需要大量的工程材料，特別是大中型水利工程，除了大量的土石方外，一般還需要大量的混凝土。因對環境保護要求的不斷提高，材料費、人工費價格不斷上漲，造成了水利工程的造價不斷加大。在很多小型河道護岸治理、攔河蓄水壩體建設、漫水橋涵等水利工程中，因為指標資金較少，如果按照以往實體混凝土工藝進行設計和施工，雖然能夠保證施工質量，但工程投資較大。因此，在充分進行受力分析，保證穩定性和功能性的前提下，減少混凝土的用量，用單價較低的材料進行“填芯”處理，成為解決難題的有效途徑。

1 石碴填芯混凝土工藝應考慮因素

在一些碾壓混凝土大壩施工中，為了降低工程造價，使用了“金包銀”的施工工藝，即外部用強度等級較高的混凝土，內部用強度等級較低的混凝土，進行壓茬碾壓?！敖鸢~”石碴填芯混凝土工藝是在“金包銀”工藝的基礎上，進一步擴大內部材料的范圍，探索由強度等級較低的混凝土直接改為石碴、級配碎石、夯實黏土和級配砂石料等。內部填芯料如果采用級配碎石、夯實黏土級和配砂料，一般需要夯實、碾壓或者配合包裹土工布等工程措施。本文根據應用實踐，以填筑石碴為主要討論方向。

采用“金包銅”石碴填芯混凝土工藝，主要是基于以下幾個方面的考慮：

1）工程資金指標不能滿足工程量的需要，需要改進工藝，降低造價。

2）采用填芯工藝的水利工程規模有限，在施工后可以達到設計的穩定性和功能性，保證工程質量，達到工程目的。

3）滿足工程質量要求前提下，填芯材料可以就地取材。

2 石碴填芯混凝土工藝的做法和特點

采用“金包銅”石碴填芯混凝土工藝，主要是做法是借鑒“金包銀”工藝的做法，在迎水面、背水面和臨水面等外部采用混凝土或者鋼筋混凝土結構，不直接受水力作用的內部采用石碴材料進行回填，有必要時進行碾壓或者夯實，上部采用混凝土或者鋼筋混凝土結構覆蓋，形成“金包銅”閉合結構，達到工程密實、整體性好，增加實體重量，滿足行業要求等目的。

“金包銅”石碴填芯混凝土工藝的主要特點和要求如下：

1）外部和內部的工程材料和工藝做法不同，外部的材料要求較高，一般使用混凝土或者鋼筋混凝土結構；內部材料主要起到回填和支撐的作用，對質量要求較低，可以采用石碴等廉價材料。

2）外部“金”結構可以根據實際需要采用直立式、重力式墻或壩的形式，但要形成閉合，對內部材料起到防沖刷、防坍塌、防泄露和防流失的目的。

3）填芯“銅”材料可以就地取材，但是要求有一定級配，而且粉砂等細顆粒含量不能太高，以防細顆粒流失而導致沉降或沉陷。在內部料回填時，應將淤泥等不符合要求的原基礎進行清理。

4）在施工中，如果回填厚度較大，有沉降值的要求，應分層回填或在回填料沉降值滿足設計要求時，再進行上部覆蓋施工。

3 石碴填芯混凝土工藝的典型應用

“金包銅”石碴填芯混凝土工藝在沂南縣大中型水庫移民后期扶持項目中得到了實際應用。該項目為某河道上的漫水橋工程，因資金有限，不滿足建設漿砌石或現澆混凝土實體漫水橋的預算要求。經實地勘察和討論研究，建設單位和設計單位的技術人員創新提出了“金包銅”石碴填芯混凝土工藝建設漫水橋的方案。

該方案在上下游下部采用混凝土重力式壩體結構，上部采用混凝土直立墻，頂部用混凝土面板覆蓋，在盡量節省混凝土的基礎上形成外部閉合，保證整體性和穩定性和達到防滲要求。內部采用當地石碴回填，在混凝土達到強度要求后進行回填夯實，保證密實度；在過水管涵附近采用素混凝土進行了保護，以防回填時破壞和汛期過水造成的水土流失。

該工程建設完成后，不但滿足了建設立項時的交通要求，還拓寬了橋面寬度；減少混凝土的體積和方量，在降低工程造價的同時，有效避免了大體積混凝土容易出現的裂縫通?。辉摴こ滩捎玫捻斆婵v斷面弧形結構，在石碴回填后很容易實現，可以達到汛期漫水的效果，有效規避了普通漫水橋過水面不足的弊病。該工程的結構設計達到了外觀美麗大方的效果，是一次比較成功的工藝創新和應用實踐。

4 結語

“金包銅”填芯工藝在以往的水利工程中也會偶爾應用，但目前還不成熟或者沒有進行系統總結。國內的中小型水利工程投資在水利工程中占比很高，但是很多工程因為缺乏資金導致不能實施，甚至減小工程規模以降低工程投資。因此，應鼓勵技術人員在材料、工藝等方面進行探索和創新，將“金包銅”填芯混凝土等新工藝應用到河道護岸、攔水閘壩、新修河堤代路等項目中，更好地做好水利民生工程，讓更多群眾受益。