四沟水库堆石混凝土施工质量控制浅析.pdf

S HANXI WAT ER RE S OUR CE S 四沟水库堆石混凝土施工质量控制浅析 裴增科 ( 山西省 水利 建筑 工程局 ， 山西太原0 3 0 0 0 6 ) 摘要 堆石混凝土是一种快速施工方案， 目前已广泛应用在水利水电工程主体建设中， 在水利工程中发挥着 重要作 用， 以四沟水库 为例 ， 分别从原材料质量控制 、 配比控制 以及施工过程质量控制等方 面分析堆石混凝土 施工质量控制措施， 通过声波检测密实度可知， 浇筑质量满足设计要求。 关键词 堆石混凝土； 质量控制； 声波检测； 四沟水库 中图分类号 T V 4 3 1 文献标识码 c 文章编号 1 0 0 4 7 0 4 2 ( 2 0 1 5 ) 0 9 0 0 3 8 0 1 1 工 程概述 四沟水库位于临汾市蒲县薛关镇西北 1 0 k m的 西河沟 ， 属小 ( 一 ) 型水库 。总库容 2 6 2 7万 m ， 坝高 4 1 i n ，坝顶长 1 3 3 5 i n ，普通混 凝土及 钢筋 混凝 土 5 2 7万 m ， 堆石混凝土 4 9 6万 m 。 枢纽工程 由非溢流 坝段、 泄洪排沙洞坝段 、 灌溉洞坝段等建筑物组成 。 2 堆石混凝土施工原材料控制 该水库为堆石混凝土坝 ， 堆石混凝土 占混凝土总 量的 4 8 ， 堆石混凝土采用专用 自密实混凝土充填石 体空隙 ， 施工工艺与普通混凝土存 在一定差异 ， 在原 材料质量控制 中， 严格遵循 自密实混凝土应用技术 规程 中混凝土材料要求。 堆石料要求选用相对完整、 新鲜的风化剥落层 ， 如块石、 粗料石等 ， 在堆石料选取 中， 要求石块中部厚度超过 3 0 e m， 施工中粒径应小于 1 0 m， 堆石料的饱和抗压强度超过 4 0 MP a 。 水泥是堆石混凝土施工不可缺少的部分 ， 在该工 程 中没有特殊要求 ， 依照 通用硅酸盐水泥 规定 ， 可 以采用普通硅酸盐水泥 ， 标号要求大于 4 2 5 ， 在该 工 程施工 中水 泥采用普通硅酸盐水 泥 ，经检查凝结时 间、 抗压强度等均符合 通用硅酸盐水泥 要求。该工 程要求粉煤灰应符合 I 级粉煤灰技术性能标准。粗 骨料优先选用粒径 5 2 0 m m石子 ，最大粒径应小于 2 0 m m， 没有复杂形状等要求， 粗骨料最大公称粒径应 小于 1 6 mm。细骨料优先级配 区中砂 ， 泥块含量小 于 0 5 。 外加剂采用 H J S X A聚羧酸高性能减水剂 。 3 堆石混凝土配比控制 依 照该 工程 施工 质量 要求 ，混 凝 土强 度等 级 C1 5 、 抗冻等级 F 5 0 。在配 比控制 中， 分别测试混凝土 的 自密实度性能和强度测试 ， 采用不 同水胶 比、 砂率 试验确定合理的水胶 比和砂率 ， 并确定凝胶材料外加 剂型号， 合理调整粗骨料和外加剂使用量， 优化试验 调整配合 比参数 ， 得到优化配合 比参数 。 采用 H J W一 6 0型单卧轴强制式搅拌机搅拌称量 好的石子、 砂 和水泥 ， 搅拌 1 5 s ， 倒人称量好 的水和外 加剂， 继续搅拌 2 m in ， 测量扩散度、 坍落度， 得出最佳 混凝土试验配合 比。 对该配合 比的混凝土进行质量检 测 ， 抗压强度 、 抗冻能力均符合设计要求。 试验所得出 的配合 比处于干燥状态下 ， 在使用过程 中还需根据实 际情况进行调整 ， 满足性能要求 。 堆石混凝土施工前 ，在现场进行 自密实稳定性 试验。现场试验数据为 ：坍落度 2 7 0 mm ( 第一次 ) ， 2 7 2 m m( 第二次 ) ； 扩展 度 6 8 0 mm( 第一次 ) ， 6 8 5 mm ( 第 二次 ) ； V型漏斗通过 时间 2 3 S ( 第一次 ) ， 2 2 S ( 第 二次) ， 试验数据均满足设计要求 。 4 施工过程质量控制 自密实混凝土流动性较强 ， 会对模板产生较大的 侧压力， 计算时一般按照水压的2 5 倍计算， 因此实际 施工过程中要求工程模板以及支护系统具有足够强 的刚度 、 稳定性 以及承载力 ， 以保证满足堆石混凝土 施工产生的侧压力。 该工程严格依照审核的堆石混凝 土模板支护方案开展施工 ，模板采用大块钢模板 ， 与 支撑系统紧密连接， 稳定性更高， 侧压力满足设计要 求 ， 能够有效承担施工产生 的压力 ， 保证混凝土整体 质量 ， 同时能够重复使用 ， 降低成本 。 堆石混凝土施工时要严格控制混凝土施工裂缝 ， 堆石人仓前 ， 先处理已经硬化 的混凝土表面 ， 清理干净 软弱混凝土层 、 乳皮及石子等 ， 并进行凿毛处理 ， 保证 基础创面的整洁性 。 ( 下转第 4 0页) 从北 向南延伸 ， 平面呈弧形 ， 将莲花泉 、 葫芦泉 、 洗脸 盆泉等几个较大的泉眼围挡在水库库区外， 隔绝库水 回灌通道。设计土堤长约 8 7 5 m， 堤顶高程 4 4 8 0 m高 于正常蓄水位 4 4 7 5 m约 0 5 m， 最大堤高 7 5 m， 堤顶 宽 3 m， 上游坡度 1 ： 2 5 ， 混凝 土预制块护坡 ， 坡面结构 自下而上分别为坝体土、 复合土工布、 粗沙垫层、 砂卵 石垫层、 C1 5混凝土预制块 。 下游坡度 1 ： 2 5 ， 坡面为三 维植被网草皮护坡 ， 上游坝脚设 M7 5 浆砌石齿脚 。 堤 顶设宽 3 0 r n ， 厚 0 1 8 m的 C 2 0素混凝土路面， 满足通 行要求。在 围挡防护堤桩号 D 0 + 4 1 7设分洪闸 1 处。 围挡防护堤基础处理 ： 基础清基厚度 1 0 m， 碾压 后开始土堤回填 ， 土堤设计施工严格执行 碾压式土 石坝设计规范 ， 回填土压实度不小于 0 9 7 。 4 2 库 区防渗 库区防渗指 围护结构库 区以内局部可能发生渗 漏 的区域 ，设计采用土工膜和黏土的水平防渗措施 。 将库区渗漏范围线以内的覆盖层较厚出露不明显的 泉眼和岩石裂隙等采用复合土工膜覆盖， 减少水库渗 漏量， 范围为土堤上游坡面至库区渗漏范围线之间的 面积， 约 2 6 7 万 m 。为保护复合土工膜不受破坏， 铺 设在地面以下 0 8 m位置处 ，铺设复合土工布时土层 表面平整碾压或夯实处理 ， 无尖锐物 。库区防渗复合 土工膜与围挡防护堤护坡防渗复合土工膜采用二布 一 膜 ， 焊缝搭接 。 4 _ 3分 洪 闸 分洪闸位于 围挡防护堤桩号 D 0 + 4 1 7位置 ，为倒 式钢平板钢闸门， 由进 口渐变段 、 闸室段 、 出口渐变段 三部分组 成 。进 口段 平面 为喇叭 口形 ，中心线 长 1 4 8 m， 底板为 C 2 5钢筋混凝土结构 ， 厚 0 3 0 5 m。 边 墙采用钢筋 昆 凝土悬臂式挡土墙结构 ， 顶宽 0 - 3 m， 边 墙顶高程高于同断面坝面高程 0 5 m。 闸室段为平底宽顶堰 ， 长 6 5 m， 倒式钢平板钢闸 门 ， 共 2孔 ， 每孔净宽 2 0 m， 底板厚度 0 5 5 0 8 m， 闸 底板高程 4 4 4 - 3 m， 边墩厚 0 8 m， 中墩厚 1 1 m， 闸墩 下游侧设宽 3 0 m， 厚 0 2 m的交通桥 ， 闸墩上游游侧 设宽 1 8 m， 厚 0 2 m的工作桥 ， 闸门为倒式平板钢闸 门， 手动卷扬机启 闭。 出 口段平面为喇叭 口形 ， 中心线长 1 8 2 m， 底板 为 C 2 5钢筋混凝土结构 ， 厚 0 3 0 5 m。边墙采用钢筋 混凝土悬臂式挡土墙结构 ， 顶宽 0 3 m， 边墙顶高程高 于同断面坝面高程 0 5 m。 闸门运行原则 ： 非汛期 闸门关闭挡水 ， 正常挡水 位 4 4 7 5 m；汛期水库水位降至汛限水位 4 4 4 3 m以 下 ， 闸门开启 ( 卧倒 ) ， 满足汛期水 库左岸泽掌村西侧 流域区域洪水入库 ， 保护周边村庄及公路安全。 作者简介 史虹艳( 1 9 8 0 一 ) ， 女， 太原理工大学水利工程 专业硕 士研 究生在读。 【 收稿日期 2 o 1 5 0 7 1 1 - 修回日期 2 o 1 5 0 8 2 0 ( 上接 第 3 8页 ) 施工中需预先处理进场堆石料， 筛选出符合粒径 要求的石块， 基础仓混凝土强度要求超过 2 5 M P a ， 利 用大型 自卸汽车送到指定位置 ， 然后大型挖掘机进行 压实 。堆石人仓 中避免混凝土受到过大 的冲击力 ， 导 致混凝土 内部 出现微小裂缝 。 在堆石人仓 中需将粒径 大的堆石置于中下部 ，粒径小的堆石放置在上部 ， 并 保证混凝土创面露出 ， 便 于后期混凝土施工 。混凝土 浇筑 时 ，采用输送泵输送混凝土浇筑 ，向泵车加人 0 5 1 0 m 砂浆 ， 并清洁管道 ， 浇筑时使用要求水泥砂 浆统一配合比， 保证泵送的连续性。浇筑施工中发现 混凝土和易性较差 ，应经监理师确定后掺加外加剂 ， 或重新搅拌 ， 各个浇筑点间距应小于 3 c m。浇筑混凝 土中需留有块石棱角， 以便与下一仓结合。 堆石人仓应 在高于 1 5 C 环境下施工 ，混凝 土浇筑 2 4 h后才能受 压 ， 抗压强度在超过 2 5 MP a 后才能堆石人仓 。 5 质量检测验收 堆石混凝土浇筑施工完成后必须进行质量检测 ， 依照 水工混凝土试验规程 检测方法 ， 采用超声仪对 堆石混凝土进行全面检查 ， 钻孔超声波测试工作采用 S R R C T 型智能声波检测仪 ， 井下探头为单发双收超 声波换能器 ， 其接收换能器间距为 0 2 m。检测过程执 行 水利水电工程物探规程 自孔底向上逐点测试， 测 点间距 0 2 m， 在孔 口自动计数器控制 ， 测试记录点为 两接收换能器的中点 。 波速测试主要检测堆石混凝土 密实度 、 是否存在空洞等 ， 经检测 ， 堆石混凝土密实度 满足要求 ， 未出现内部缺陷。 强度检测采用取芯检测 ， 依照 钻芯法检测混凝 土强度技术规程 要求 ， 取 芯直径大于 2 1 9 c m， 统计 堆石混凝土表面缺陷和强度 ， 并测试堆石混凝土抗压 强度等 ， 从取样分析 ， 平均强度在 3 6 7 4 MP a ， 表面平 整度在 3 e m， 表面未出现麻面 、 漏筋等情况 ， 满足设 计要求 。 综上所述 ，对 四沟水库采取堆石混凝土施工后 ， 经施工单位和监理单位质量检验 ， 符合设计要求 。 作者简介 裴增科( 1 9 8 2 一 ) ， 男， 2 0 0 9年毕业于河北工程 大学水利水电工程 专业 ， 助理工程 师。 收稿 日期 2 0 1 5 0 7 0 9 _ 修回 日期 2 0 1 5 0 8 1 5