浅谈小型机械施工埋石混凝土重力坝

【摘要】通过现场有效的施工管理和质量控制，解决了本工程大型设备无法入场，高仓位混凝土和块石运输及入仓难度大的问题，提高了埋石混凝土施工的机械化程度，提高了埋石率，加快了施工进度，确保了施工质量，节约了施工成本。

【关键词】两会沱 埋石混凝土 运输及入仓 质量控制

一、工程概况

坝体设计：两会沱电站位于长江上游干流左岸一级支流大宁河中上游右岸支流后溪河的上游，是一座以发电和补水为开发任务的四等小（1）型水电站工程，设计装机2MKW。

坝体设计为埋石混凝土重力坝，设计埋石率为30%，坝体长150m，坝体底宽49.61m，顶宽7.0m，从左向右共分9个坝段，其6#、7#坝段为溢流坝段，剩余为非溢流坝段。坝体迎水面采用2.5m～3.5m厚C20W6F100抗渗防冻面板，坝体溢流面采用1.0m厚C25W6F100钢筋砼，坝体其余部位采用C15埋石混凝土。坝体设计为14.7万m3，单仓最大设计量为2530.11 m3。设计坝体高为68.0m，坝顶高程为638.00m。

现场地质：两会沱坝址两岸岸坡陡峻，山体雄厚，山峦叠障，库区岩层走向东西，倾角20～90度，山顶高程多在1500～2000m间，谷底高程200～580m（坝址），属深切割中高山地貌。

二、施工总体规划

2.1 导流方案

坝区导流洞为枯期导流，枯期导流标准为20%，导流流量61.4m3/s，为无压隧洞。坝区汛期20%洪水标准为542m3/s，故汛前坝体混凝土务必浇筑至防汛高层。2013年4月30日（汛前）采用导流洞导流，汛期采用坝体预留导流底孔和坝体溢流缺口进行导流。

2.2混凝土入仓方式选择

本工程受进场道路限制，履带吊、塔机、门机等大型设备无法入场。由于大坝下部坝体混凝土量较大，浇筑速度需满足月均1.2万方的浇筑量。我们分析采用吊装转运的方式进行混凝土浇筑强度较小，不能达到工期计划要求。在坝体后侧安装轨道进行有轨运输不能将混凝土和块石运输至各个坝段，而同一个仓内的混凝土和块石都要经多次转运，生产效率过低且存在很大安全隐患，无法满足生产要求。综合多种因素考虑，确定采用大坝开挖的渣石铺设道路，道路根据现场地势分别设置于左、右岸的上、下游侧，公路道路跟随坝体混凝土不段上升，利用开挖期预留的马道并砌筑M7.5浆砌石加固回填，20吨级双轿汽车直接拉运块石和混凝土入仓，随后采用挖掘机配合人工进行铺料。并采用“台阶法”进行通仓浇筑，坝体从左向右或从右向左整体一层一层推进。

2.3 施工场地规划

2.3.1 钢筋加工厂

钢筋采用统一堆料，集中加工的方式，钢筋棚布置在导流洞出口对岸，建筑面积不小于600m2。

2.3.2 模板加工厂

本工程异型模板按设计尺寸在厂家预制，大体积混凝土采用半县臂模板。

三、施工要点

3.1 混凝土分层分块

3.1.1分层、分块原则

⑴ 根据温控要求，大体积浇筑层厚控制在3m，小体积混凝土控制在2m。

⑵ 根据机械入仓强度，确定单个仓位混凝土的最大浇筑面积。

⑶ 结合建筑物结构体型，尽量避免造成“尖角”。

⑷ 为保证外观质量，采用半悬臂式定型大型模板，浇筑层高为3m。

（5）为保证结束，提高混凝土整体体，同一个坝段同一高程实行通仓浇筑。

3.1.2大坝混凝土分层分块

⑴ 闸墩混凝土

根据闸墩结构拟定为3m一层，其它异型结构根据实际体型合理分层。

⑵坝体混凝土

该结构属大体积混凝土，底部约束区按1.5m一层，其余混凝土浇筑拟定为3cm一层，特异结构可根据实际情况合理划分。

3.2质量控制

3.2.1块石及混凝土要求：用于埋石砼中的块石，必须为湿饱，抗压强度大于300kg/M2，选择新鲜、完整的岩块，无风化剥落层或裂纹，石材表面应冲洗干净，不能留有树根、杂草等污物，所有进仓块石表面应处于湿润状态。所选取的块石粒径在20cm-120 cm之间，且20 cm-50 cm的块石与50-120 cm的块石分开堆放或者分开适时埋入砼中，在满足实际的前提下，尽可能提高埋石率；块石用挖掘机铺设，辅以人工放码。

3.2.2混凝土要求：所用混凝土和各项原材料必须检测合格，包括入仓温度等。过程中严格控制配合比，添加必要的外加剂减少水化热，提高混凝土质量。拌合站生产的混凝土通过塌落度控制在3～6cm内，等测试合格后，在25分钟内运送至浇筑现场。

3.2.3混凝土施工缝处理：

本工程同一坝段采用了通仓浇筑，层间和坝间施工缝面按下列条件进行处理（2）高压冲毛机冲毛：高压冲毛机冲毛压力一般可达400kgf/cm2左右，最高可达500kgf/cm2，冲毛质量需满足混凝土施工规范要求。冲毛的压力水一般为3～5kgf/cm2。冲毛时间一般在混凝土初凝后至终凝前进行。

（3）清洗当仓面模板、钢筋工序按设计完成后，即可进行仓面冲洗，清除仓面杂物，排除施工缝面积水

3.2.4混凝土入仓方式

本工程受进场道路的限制，故采用挖掘机配合自双轿车进行块石和混凝土施工。

（1）铺料方法

①、平铺法②、台阶法

（2）铺料

在靠近模板和钢筋较密的部位用人工平仓，使骨料分布均匀；水平止水、止浆片底部用人工送料填满，严禁直接下料，以免止水、止浆片卷曲及其底部混凝土架空；各种预埋仪器周围用人工平仓，防止位移和损坏

（3）振捣

根据施工规范规定，振捣时间以混凝土不再显著下沉、不出现气泡、开始泛浆为准。采用插入式和软轴式振捣器振捣，移动距离均不超过其有效半径的1.5倍，并插入下层混凝土5～10cm，顺序依次、方向一致，避免漏振。

（4）混凝土铺料间隔时间

混凝土铺料间隔时间均应遵守规范要求。《水工混凝土施工规范》规定，用振捣器振捣30s，振捣棒周围10cm内仍能泛浆且不留孔洞、混凝土还能重塑时，仍可继续浇筑混凝土。否则，作为“冷缝”按施工缝处理后继续浇筑。

（5）混凝土温控

本工程没有设计混凝土冷却系统，砼通过分仓分层施工，减少一次性混凝土浇筑量，通过调整混凝土埋石率，优化混凝土配合比，减少水泥用量。

（6）入仓清洁控制

在坝前50～100m处设置一个冲洗平台，所有上坝前的汽车、挖掘、块石等必须冲洗干净方能入仓。

3.2.6埋石率控制

结合坝体分层结构，确定每仓2.5～3.0m为一个埋石砼浇筑层。在同一个混凝土浇筑层中，当埋石的粒径为100cm左右时，最多可以埋二层块石。当埋石粒径为60cm左右时，可以埋三层块石。经过埋石砼浇筑实施后并通过计算发现，每个浇筑仓位如果只埋设50cm～120cm粒径的块石，其每个浇筑仓位的埋石率只能达到15%～25%，埋石率很难提高。埋石砼浇筑实践证明，在埋石砼浇筑过程中，埋设50cm～120cm粒径块石和埋设20cm～50cm搭配结合，可明显提高埋石砼浇筑的埋石率。

3.2.7养护及保护

砼浇筑12～18小时之内，开始洒水养护，各部位按设计要求的养护期进行养护，溢流面适当延长养护期，养护期内须保持砼面湿润状态。

砼浇筑后，严格控制拆模时间，以不造成砼表面和棱角受损为准。砼外露在低溢式气温鄹变期挂草包保温。

参考文献：

【1】袁人贵，浅谈重力坝埋石混凝土施工 《建筑知识》2012.8