淺談堆石混凝土技術在水利工程中的應用

王文祥

(甕安縣骨干水源工程建設服務中心， 貴州 甕安 550400）

近年來，中國大力發展水利事業，水利工程數量逐年增加，質量水平逐步提高。 但是，在水利工程的施工中通常使用大量的混凝土，因此在施工過程中難以使混凝土的水化熱最小化。目前，堆石混凝土施工技術是一種新型的大體積混凝土施工技術，它具有制作簡單，工期短，成本價格低，實用性強的特點，值得在水庫建設中推廣應用。

堆石混凝土 (Rock Filled Concrete，簡稱RFC) 是利用了自密實混凝土的高流動性，阻力和自流性的良好分離的特性，隨機填充自密實的混凝土，形成完整，致密，高強度的混凝土堆石體，具有水泥消耗低，施工速度快，質量保證，節能環保，環境友好的優點。因此在水利行業的應用越來越受到關注。目前，堆石混凝土技術已成功應用于30 多個水利工程中。龍海市九九坑水庫大壩，山西省臨汾清峪水庫大壩等水利工程都有成功的應用經驗。

1 堆石混凝土的種類和施工的工藝

與傳統混凝土相比，堆石混凝土具有水化熱低，成本低，施工速度快的特點。 根據施工過程，堆石混凝土主要分為兩類：普通型堆石混凝土和拋石型堆石混凝土。

普通堆石混凝土的施工過程如下：用工程機械填充工作倉庫和堆石表面以滿足設計粒度要求，然后在工作倉面頂部澆筑專用自密實混凝土，這樣自密實混凝土可以依靠自重填充來預先在倉庫的工作面上填滿工作倉面堆石體的空隙，從而形成完整的密實和高強度的混凝土。普通堆石混凝土如圖1 所示，施工過程如圖2 所示。

拋石型堆石混凝土是先將自密實混凝土倒入筒倉，然后將石材均勻倒入特殊的自密實混凝土中，使其自然堆積而不會產生振動形成的完整密實的混凝土，適用于深部大體積混凝土的施工，例如抗滑樁，擋土墻等部位的回填。拋石型堆石混凝土如圖3 所示，施工過程如圖4 所示。

2 在水庫建設中應用堆石混凝土技術的優點

水庫中的堆石混凝土技術施工主要是指通過技術手段將滿足一定粒徑的要求的塊石填在倉面，將專用的自密實混凝土倒入堆石體的表面，不需要振動，僅依靠其自身重量填充空的巖石填充體，然后形成致密而完整的混凝土。 與其他建筑技術相比，堆石混凝土技術具有以下幾個明顯優點：

1） 節能，低碳，環保。由于堆石混凝土的原料是石頭，因此減少了沙子和石頭堆場的工作量。與普通的混凝土相比，單方堆石混凝土僅需占自密實混凝土總體積的一半以下，并且單位體積的水泥消耗量大大減少。 同時，天然石材和舊壩拆除固體廢棄物均可作為堆石料，具有能耗低，環境負荷低，節能，低碳，綠色環保的特點；2） 此過程簡單有效。由于簡化了堆石混凝土的施工過程，其主要過程僅是堆石和自密實混凝土的澆筑即可實現機械化操作，大大提高了普通混凝土在大倉面素混凝土的施工效率，縮短了工期；3）質量易于控制且體積穩定。在堆石混凝土的施工中，減少了倉庫施工人員和機械的工作量，消除了混凝土的振動過程，消除了不利的干擾。單位體積的具體含量小，水化溫升小，溫度控制措施簡單，現場質量控制管理更簡單可行，因為大塊石形成骨架，整體收縮小，且體積穩定性好；4） 節省投資，降低投資組合成本。由于大量的塊石被用作堆石混凝土的原料，因此單位體積的水泥消耗明顯減少，綜合成本降低。同時取消了混凝土的振動過程，減少了施工人員和倉面的機械工作量，與普通混凝土相比節省了約20%的成本。

3 堆石混凝土的養護措施

碎石混凝土的施工應在養護后的12 小時內開始，連續養護時間不得少于28 天，在夏季施工重要部位的養護時間應延長，并且碎石混凝土的表面應在養護期間保持濕潤狀態。 對于新澆混凝土表面，在混凝土能夠抵抗水的損害后，應通過覆蓋草編袋的保水材料進行固化。

4 堆石混凝土技術在水庫建設的應用

貴州省甕安縣勝土水庫工程于2016 年1 月10 日開工建設，總庫容515 萬m3，規模為小（1） 型，最大壩高45.5m，壩頂寬度6m，壩頂長214m，年供水量為570.4 萬m3，1.5萬m3/天，壩體采用普通的填石混凝土技術。目前，勝土水庫工程已完成現場三通一平、取水兼導流洞施工，完成取水塔1145.5m 以下混凝土澆筑，基本完成溢洪道消力池及泄槽段施工，完成帷幕灌漿12000m，完成大壩及溢洪道基礎開挖23 萬m3，完成大壩回填22 萬m3，已通過水庫導（截）流階段驗收、1124m 高程以下庫底清理及驗收，通過大壩及溢洪道基礎驗收，目前已投以使用。2020 年是全面建成小康社會和“十三五”規劃的收官之年，甕安縣將開工建設4 座水庫，其中廣山水庫的壩址位于后壩河的中上游河段，屬長江流域烏江水系，總庫容109 萬m3，屬于?。?） 型水庫。水庫建成后將解決建中鎮鳳凰社區和太文村等2 個行政村的1200 畝旱地和600 水田農灌用水問題，同時解決灌區1700余人的農村人口和1500 余頭大小牲畜的飲水問題。

5 結語

結合堆石混凝土技術在水庫建造工程中的應用，證明了其在質量保證，簡化施工程序，節約成本，節能環保方面的優勢，傳統混凝土相比，堆石混凝土技術大大減少了水泥等膠凝材料的用量，并有效降低了水利工程混凝土施工過程中的能耗和碳排放。通過技術優勢和工程效益分析，該技術符合國家產業技術政策，具有良好的結構效益和經濟效益，可以為中國類似項目提供可靠的建設經驗。