軟巖應用于中低堆石混凝土重力壩的質量控制和技術要求

(四川南充水利電力建筑勘察設計研究院，四川 南充,637000)

1 工程概況

某工程項目為小(1)型水庫，工程等別為Ⅳ級，樞紐大壩為堆石混凝土重力壩，工程區內出露地層為白堊系下統蒼溪組地層(K1c)。壩軸線長85.50m，壩頂寬7.0m，最大壩高為36.0m。大壩壩基設2m厚C20常態混凝土，大壩壩體采用C9015堆石混凝土，上游迎水面采用C25(W8)混凝土，均厚1.0m，上游邊坡1∶0.1，下游邊坡1∶0.75。

堆石混凝土中的塊石一般以硬巖為主，軟巖在紅層地區中低堆石混凝土中的應用尚未有已建成的案例，可供借鑒的資料和數據不多。本工程通過大量的前期勘察試驗進行充分論證后，確定將軟巖作為本堆石混凝土重力壩的塊石料。該項目現已施工完成，從施工過程和初步監測資料來看，基本達到了預期的效果，現將質量控制要點和主要技術要求做一總結，以供類似工程參考。

2 主要材料的質量控制

2.1 堆石料質量要求

(1)堆石混凝土所用的堆石材料應新鮮、完整、質地堅硬、不得有剝落層和裂紋。堆石料粒徑不宜小于200mm；堆石料最大粒徑不應超過結構斷面最小邊長的1/4、厚度的1/2，且不超過1.0m，粒徑在200mm～300mm的堆石料不可集中。

(2)堆石材料的飽和抗壓強度不低于25MPa。

(3)堆石料中不允許出現泥塊，其含泥量不大于0.5%。

2.2 高自密實性能混凝土骨料質量要求

骨料的品質除應符合《水工混凝土施工規范》(SL 677)的有關規定外，還應滿足下列要求：粗骨料最大粒徑不超過20mm； 針片狀顆粒含量不超過8%； 人工砂中粒徑小于0.075mm的石粉含量不超過18%；石粉的MB值小于1.4，人工砂的石粉含量每檢驗批次的波動量不超過±2%；骨料取樣與檢驗方法應符合《水工混凝土試驗規程》(SL 352)的有關規定。

2.3 水泥質量要求

(1)凡符合《通用硅酸鹽水泥》(GB 175)、《中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥》(GB 200)的硅酸鹽系列水泥均可用于堆石混凝土大壩。

(2)當膠凝材料中摻入粉煤灰等礦物摻合料時，水泥宜優先選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、中熱或低熱硅酸鹽水泥。

(3)高自密實性能混凝土不應使用快凝水泥。

2.4 摻合料質量要求

高自密實性能混凝土宜使用摻合料，并應進行系統的試配試驗。

高自密實性能混凝土宜使用粉煤灰作為活性摻合料，粉煤灰應符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596)的有關規定，高自密實性能混凝土宜使用Ⅰ級或Ⅱ級粉煤灰。

2.5 外加劑質量要求

(1)高自密實性能混凝土所使用的外加劑均應符合《混凝土外加劑》(GB 8076)的有關規定，并考慮與水泥的相容性。

(2)高自密實性能混凝土應使用以聚羧酸鹽高分子為主要原料的高性能減水劑，其品質除應滿足《混凝土外加劑》(GB 8076)高性能減水劑的基本要求外，還應按附錄B標準自密實砂漿法進行檢測，其性能指標應符合表1的要求。

表1標準自密實砂漿摻用外加劑后的性能指標

3 堆石混凝土質量控制

3.1 一般規定

堆石混凝土原材料、配合比、施工各主要環節及施工后的質量均應進行控制和檢查；堆石混凝土施工過程中，應由專職人員進行質量檢測和質量控制；堆石自密實混凝土的質量控制應符合《水工混凝土施工規范》(SL 677-2014)及《膠結顆粒料筑壩技術導則》(SL 678-2014)中的有關規定。

3.2 原材料質量控制

自密實混凝土不宜使用堿活性骨料。不得不使用時，施工前應檢測原材料的含堿量，控制自密實混凝土中的總堿量不大于3kg/m3。自密實混凝土的專用外加劑應符合《混凝土外加劑》(GB 8076-2008)中第7章的有關規定。

堆石混凝土原材料主要檢測項目、頻次要求和控制標準按表2規定。

表2原材料的主要檢測項目、頻次和控制標準

注：①每批不足最小值時，也應檢測1次。堆石料的單位為m3，表示石料自然堆積的虛方。

高自密實性能混凝土的骨料控制要求：在自密實混凝土開倉前1d內，須對砂石骨料的水洗含粉量、粒徑分布等進行檢測，并以此參數以理論配合比為基礎計算現場實際配合比。在自密實混凝土開倉前2h內，須對砂石骨料的含水率進行檢測，并以此為基礎在理論用水量的基礎上扣除砂石含水；生產過程中每4h應檢測砂石含水量1次，當含水率有顯著變化時，應增加測定次數；砂石料的取樣應深入料堆內部0.5m以上，取樣點不少于3個。

堆石入倉主要檢測項目、頻次要求和控制標準應滿足表3的規定。

表3入倉堆石料主要檢測項目、頻次和控制標準

檢測項目頻次控制標準飽和抗壓強度每2000m3檢測1次①符合設計要求質地入倉全過程無風化層含泥(粉)量每班檢測1次②≤0.5%泥塊含量入倉全過程不允許粒徑③每4h檢測1次粒徑小于200mm的石塊總體積不超過堆石體積的2%插筋、管路等埋設件以及模板的保護每4h檢測1次保護好,符合設計要求堆石底部層面控制堆石料入倉前;堆石料入倉過程中每4h檢測1次;底部層面禁止有泥土、泥水污染現象

注：① 每批不足最小值時，也應檢測1次；②堆石料的檢測在倉面取樣；③堆石粒徑主要采用觀測法進行控制，可按照粒徑小于200mm的石塊數量不超過10塊/m2且不集中的原則進行控制。

3.3 高自密實性能混凝土質量控制

(1)坍落度、坍落擴展度、V漏斗通過時間，開倉前幾盤均需逐盤檢測(出機口檢測)，直至性能合格且穩定，之后每4h應至少抽檢1次(倉面檢測)，倉面取樣高自密實性能混凝土性能指標應滿足表4的標準，所有檢測應拍照、錄像存檔。

表4高自密實性能混凝土生產工作性能控制標準

檢測項目合格標準優良標準坍落擴展度>750mm無>750mm無650mm～750mm>70%650mm～750mm>90%620mm～650mm<30%620mm～650mm<10%<620mm無<620mm無坍落度260mm～280mmV形漏斗7s～25s穩定性檢測≥1h含氣量≤7%

(2)澆筑過程中混凝土狀態若發生較大變化，應及時通知攪拌站暫停生產并對混凝土性能進行檢測分析，同時觀察原材料是否發生明顯變化，找出狀態發生突變的原因并及時調整配合比，調整過程中須逐盤檢測混凝土性能，直至性能合格穩定。

(3)高自密實性能混凝土入倉溫度的測量，每100m2倉面面積應不少于一個測點，每一澆筑層應不少于3個測點。測點應均勻分布在澆筑層面上。

(4)高自密實性能混凝土的質量控制除應符合本細則的有關規定外，還應符合《水工混凝土施工規范》(SL 677)中的相關規定。

4 堆石混凝土檢測

4.1 堆石混凝土密實度檢驗

通過孔內電視、孔內密實度檢測、孔內聲波檢測、挖坑法等方法評價，檢測點由監理工程師隨機選取，檢測頻率為每層每500m2檢測1個孔。

4.2 堆石混凝土的抗壓強度檢驗

采用鉆孔取芯的方法，芯樣直徑不宜小于200mm，每1萬m3混凝土鉆孔取芯數量不少于3個，取芯孔深為檢測層深度。

5 結語

軟巖運用在紅層地區堆石混凝土重力壩施工時，應對堆石料開采方式、爆破控制參數、塊徑控制、自密實混凝土拌合質量控制、大壩施工程序等要點編制成專項施工手冊，確保施工質量與安全。

該項目已施工完成，施工過程較為順利，堆石混凝土鉆芯取樣的完整性較好。后期將會通過芯樣、孔內電視等檢測數據進行匯總分析，以總結更多的經驗供相關工程參考。