雷山縣西江水庫工程上游圍堰膠凝砂礫石筑壩施工技術

胡 波

（貴州省水利水電勘測設計研究院有限公司,貴州 貴陽 550002）

0 引言

膠凝砂礫石筑壩的主要特征是把少量膠凝材料、水混合到砂礫石當中,結合水利工程實際進行針對性的配比計算,最終拌和制作而成[1]。膠凝砂礫石筑壩能夠同時兼顧碾壓混凝土壩、面板壩的優勢,同時本身的施工更為便捷,在有效縮小壩體斷面的同時,能夠針對成本進行有效的控制[2]。此外,由于膠凝砂礫石筑壩能夠實現就地取材的目標,基本達成了零棄料的要求,能夠有效減少水利工程對環境造成的負面影響,已經成為當前水利工程研究的焦點技術之一[3]。因此,深入研究膠凝砂礫石筑壩施工技術,對水利工程成本控制、環境保護均具有重要的現實意義。

1 雷山縣西江水庫工程概況

雷山縣西江水庫工程位于黔東南州雷山縣西江鎮境內,壩址距西江鎮2.0 km,距雷山縣城36 km,距凱里市城區44 km,工程位置見圖1。

圖1 工程區位置圖

上游圍堰擋水設計洪水標準按枯水期P=20%的頻率流量進行設計,相應的導流時段10 月~次年3 月的導流流量為35.2 m3/s。上游圍堰布置于大壩迎水面坡腳上游側40 m 處。堰體采用膠凝砂礫石C1808 W4F50,軸線長55.37 m,堰頂高程863.50 m,堰基高程856.00 m,最大堰高7.5 m,堰頂寬6.7 m,最大底寬10.9 m,迎水坡鉛直,背水坡呈臺階狀,高1.0 m,寬0.7 m。圍堰上游側、堰頂采用70 cm厚富漿膠凝砂礫石C18015 W4F50 防滲。基礎墊層采用C10 混凝土找平。

2 雷山縣西江水庫工程上游圍堰材料選擇

2.1 膠凝砂礫石原材料

2.1.1 水泥

應按各建筑物部位設計文件的膠凝砂礫石強度等級要求,配置所需水泥,膠凝砂礫石所用水泥為P·O 42.5普通硅酸鹽水泥,水泥的各項性能指標均符合國標《通用硅酸鹽水泥》（GB 175-2007）的要求,并滿足表1技術指標要求。

表1 普通硅酸鹽水泥的技術指標要求

2.1.2 利用料

可使用的利用料有西江旅游公路開挖棄料A料（飽和抗壓強度大于30 MPa）,大壩河床及壩肩開挖A料（飽和抗壓強度為30 MPa~40 MPa）、B料（飽和抗壓強度為15 MPa~30 MPa）、C料（飽和抗壓強度為7 MPa~15 MPa）共四種。圍堰膠凝砂礫石澆筑筑骨料在高程860.5 m以下利用大壩河床及岸坡開挖的A料,高程860.5 m~863.5 m共3 m高度的堰體用作大壩膠凝砂礫石生產性碾壓試驗,根據擬定的碾壓試驗方案主要用西江旅游公路開挖棄料A料、河床及岸坡開挖A、B、C料共五種組合。

2.1.3 粉煤灰

（1）粉煤灰應采用II級以上（包含II級）粉煤灰。

（2）粉煤灰的品質、驗收、保管必須符合《水工混凝土摻用粉煤灰技術規范》（DL/T 5055-2007）的要求。

2.1.4 外加劑

外加劑的使用應符合《水工混凝土外加劑技術規程》（DL/T 5100-2014）的要求,其摻量必須通過試驗確定。

2.1.5 水

拌和與養護混凝土或膠凝砂礫石用水的指標要求見表2。

表2 拌和與養護膠凝砂礫石用水的指標要求

2.2 膠凝砂礫石配合比

圍堰膠凝砂礫石等級及主要設計指標見表3。

表3 膠凝砂礫石強度等級及室內試驗推薦配合比

3 膠凝砂礫石筑壩施工技術

3.1 碾壓

（1）振動碾機型的選擇,應考慮碾壓效率,激振力,滾筒尺寸,振動頻率,振幅,行走速度,維護要求和運行的可靠性。參考類似工程,振動碾機型可選擇三一重工SSR260 單鋼輪振動碾或者類似振動碾。

對于大型振動碾不能操作的部位,宜用小型振動碾或振動夯板等機具壓實,其允許壓實厚度初擬為45 cm、50 cm、55 cm碾壓遍數初擬為6 遍、8 遍、10 遍,最終選定壓實厚度及碾壓遍數應經試驗確定。

（2）碾壓作業程序及主要參數應根據配置的碾壓機械進行現場試驗確定,且要根據不同氣候條件制定出不同膠凝砂礫石的工作度（VC值）,如要調整機口VC值,需征得監理工程師同意。

（3）本膠凝砂礫石采用平層碾壓施工,未經論證研究不得采用斜層碾壓施工。

3.2 層間縫面處理

（1）堰基采用C10 墊層混凝土找平至設計高程后進行上部膠凝砂礫石施工,墊層混凝土初凝前進行上部膠凝砂礫石施工可直接澆筑,如初凝后必須采取沖毛、鋪設砂漿后再進行膠凝砂礫石施工。水泥砂漿強度應比膠凝砂礫石等級高一級,攤鋪面積應與澆筑能力相適應,從砂漿攤鋪至膠凝砂礫石覆蓋不宜超過15 min。

（2）連續上升鋪筑的膠凝砂礫石,各碾壓層面和施工縫面必須進行控制和處理：連續上升鋪筑時,層間間隔時間應控制在直接鋪筑允許時間以內。超過直接鋪筑允許時間的層面應加墊層,超過加墊層鋪筑允許時間的層面即為冷縫。直接鋪筑允許時間和加墊層鋪筑允許時間,應根據工程要求,由現場貫入阻力試驗確定。

（3）施工縫及冷縫經監理工程師檢查確認處理合格后,方能繼續施工。

（4）除按以上要求鋪設水泥砂漿墊層外,還應對下列層面進行鋪設：上游防滲過渡區內（富漿膠凝砂礫石范圍內）每個碾壓層面；監理工程師指定的其它部位。

（5）砂漿的配合比及從拌和完畢到被覆蓋的時間應通過試驗確定,并應通過監理工程師的批準,以保證膠結效果和質量。

（6）高壓水沖毛時間及壓力應通過試驗確定,未經監理工程師批準,不得提前沖毛。

（7）已處理好的層面和縫面,在澆筑過程中應保持潔凈和濕潤,不得有污染、干燥區和積水區。

（8）碾壓層在收倉時要基本達到同一高程或預定的層面形狀,因故造成施工中斷時,應及時對已入倉的膠凝砂礫石進行攤鋪和碾壓,停止鋪筑處宜碾壓成不陡于1∶4的斜坡面,并將坡腳處厚度小于15 cm的部分切除。

3.3 富漿膠凝砂礫石

（1）富漿膠凝砂礫石應隨著膠凝砂礫石澆筑逐層施工,富漿膠凝砂礫石鋪層厚度應與平倉厚度相同。在有富漿膠凝砂礫石的部位,膠凝砂礫石鋪筑完畢后,按設計圖紙規定的范圍,在膠凝砂礫石內注水泥摻合料漿（摻量根據現場試驗確定）,用插入式Φ100 高頻振搗器振搗密實。加漿方式及用漿量應經現場碾壓試驗確定,并經監理工程師批準。

（2）富漿膠凝砂礫石需用強力振搗器將膠凝砂礫石和漿液的混合物振搗均勻密實。振搗器應深入下層富漿膠凝砂礫石內5 cm~10 cm,振搗器應緩慢拔出,膠凝砂礫石表面不得留有孔洞。

（3）富漿膠凝砂礫石與膠凝砂礫石結合部位,應專門進行碾壓密實,碾壓搭接寬度應大于20 cm。

（4）水泥摻合料漿攤鋪的速度應與膠凝砂礫石的攤鋪速度相適應；在漿液攤鋪的過程中,應對漿液進行不停地攪拌,以保證漿液均勻混合。

3.4 加漿振搗施工加漿振搗膠結砂礫石施工工藝

造孔→注漿（底部、中部注漿）→振搗。同一個碾壓層應先施工加漿振搗部位后施工振動碾壓部位。

4 結語

綜上所述,膠凝砂礫石筑壩施工技術在雷山縣西江水庫工程上游圍堰的應用,有效滿足了圍堰設計需求,在保障圍堰質量的同時,又能夠充分發揮安全環保、施工便捷、成本低等諸多優勢,為水利工程后續施工奠定了良好的基礎。