浅谈砼灌砌块石重力坝施工技术要点

【摘要】砼灌砌块石重力坝施工早就有了成熟的施工工艺可供借鉴，本文浅述以有效保证施工质量为前提，正确选择坝址，合理安排施工程序，严格进行质量控制及检测手段，并在迎水面采用钢筋混凝土防渗面板，在未进行基础灌浆工序处理的情况下，坝体安全运营正常，防渗效果仍然显著。

【关键词】砼灌砌块石重力坝；正确选址；合理施工程序；质量控制；效果显著。

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1、概况

1.1流域自然地理

工程位于淳安县云港溪支流温潭坞，流域面积4.35km2，河道平均坡降13.23%，流域内山岭纵横，属于山高、坡陡、沟深、地少典型山区，河床及河岸石多。流域多年平均降雨量1667mm，多年平均气温在16.9℃左右，属亚热带季风气候区。

1.2年径流量

拦河坝以上集雨面积3.76km2，河槽主源长度为2.02km，多年平均流量为0.12m3/s，经洪峰流量计算，百年一遇洪水流量为46.17m3/s, 二十年一遇洪水流量为35.11m3/s，年径流总量为3784×103m3。

1.3地貌与岩层

地势总体上呈北高南低，一般山地高程在500～1000m之间，属中低山地貌。区内属钱塘江水系，河流呈树枝状发育，曲折婉转，多呈“U”字型，以下切为主，属青～幼年期河谷。

第四系全新统冲～洪积层（a1～p1Q4）：砂卵砾石，主要分布于河床，卵砾石磨圆度，多呈浑圆状，少扁平状和针状。

第四系全新统残～坡积层(e1～d1Q4)：粉质粘土夹碎石，主要分布于左岸山坡。

志留系下统（S1）：石英砂岩，呈青灰色，中～厚层状。

1.4地质构造

区域内出露的地层为中生代侏罗系陆相沉积，河谷阶地零星分布有第四系松散堆积。

大地构造位于扬子准地台东北，钱塘台褶皱带，建筑场地处在该带Ⅲ级构造中的金紫尖～麻车埠拗褶束。区域长期处在相对上升为主，燕山运动后基本处于稳定。

坡陡沟深，沟谷中漂石广布，不稳定岩体由上至下滑落作用仍然存在。但大规模的崩落及滑坡作用不发育。

2、坝址选择

2.1坝址地质参数

石英砂岩：容重γ=25kN/m3。

抗压强度（Rc）：弱风化岩石Rc=60MPa，微风化岩石Rc=80MPa，新鲜岩石Rc=100MPa。

抗剪摩擦系数：f=0.65。

抗剪断参数：弱风化岩石f′=0.7～0.8，c′=0.6～0.7MPa，微风化岩石f′=0.8～0.9，c′=0.7～0.8MPa，新鲜岩石f′=0.9～1.0，c′=0.8～0.9 MPa。

地基承载力[σ]=2000Kpa。

2.2坝址选择

拦河坝设在温潭水电站上游1.7km处，该处河床宽度约40m，相对狭窄，且两岸基岩，岩体完整坚硬，最适该区域内建坝。

2.3坝型选择

鉴于坝址区附近天然砂石多，岩体开采块石率高的因素，施工时就地取材，节省投资，采用C10细骨料砼灌砌块石重力坝，迎水面为钢筋砼防渗面板。

2.4拦河坝结构布置

坝轴线处河床底宽为20m，最大坝高为15.45m，坝顶长56.10m。大坝分三个坝段：溢流段居于河道中央，长20m。两侧为非溢流坝段，左边非溢流坝段顶长15.60m，右边非溢流坝段顶长20.5m；坝顶宽2.5m；迎水面坝坡1:0，下游坝坡为1:0.8，迎水面设钢筋砼防渗面板，厚500mm，防渗面板内设温度钢筋。

3、砼灌砌块石重力坝施工要点

3.1坝址开挖

地基开挖自上而下、先岸坡后河床，以挖至弱分化层为目的。首先将砾石覆盖层挖除，在表层0.3m以下的强风化层采用爆破松动后清除外运，保护层采用风镐撬挖到设计面。坝基开挖成向上游倾斜的坡面，梯级开挖，不允许挖成向下游倾斜的坡面。基面形成后，人工撬除松散岩片、颗粒，清洗洁净。

坝基开挖完毕，经过建设单位、设计、监理部门和地质专家验收合格后进行下道工序施工。

3.3砼灌砌块石重力坝施工要点

砼灌砌块石重力坝施工前，验收清基面，坝基表层浇筑厚500mm厚C15砼底板，上游底板设齿墙底宽1500mm,深1000mm；下流底板设齿墙宽底4500mm,深1500mm。砼灌砌石设200mm柏油浸松木板。上游齿墙设置宽2000mm厚200mm的C15砼护坦，起缓冲保护作用。

机具选择：坝体施工量大，水平运输采用挖掘机和自卸汽车装吊运，作业区内垂直运输采用塔式吊机装运块石与砼料，做到入仓速度快，仓面扰动小。

石料选择：质地坚硬，保证块石强度不低于300号，尽可能利用河床内天然块石，石料越大越好，灌砌时大中小搭配使用，大块石（50～200Kg）占70%；中块石（20～50Kg）占20%；小块石（2.5～20Kg）占10%，减少砌体的空隙，节省砼胶结材料。

胶结材料：砼灌砌块石胶结材料为C10细石砼。细石粒径选择一级细石5～20mm。材料配合比通过水工实验确定，塌落度为50～80mm为宜。

砼灌砌块石重力坝施工最大的难题是质量和速度。质量主要控制指标是块石容重及块石之间的粘结力，抗滑稳定指标与砌体容重、接触面的摩擦系数密切相关，采用分层灌砌，及时清理干净层面，在灌砌后，砼面拉毛处理，确保新老层间能很好地粘结，保证砌体的容重达到设计指标。

砼灌砌石施工的工序流程：砌筑工作面清理材料选择铺垫细石砼块石料安放竖缝灌细石砼振捣质量检查成品养护。分层灌砌采取均衡上升的施工顺序。

灌砌工作面清理是一道关键工作，传统的施工方法以手工为主，工作面上活动人员较多，材料运输主要从工作面上经过，很难保证层面的洁净，因此认真清理才能进行下道灌砌工序。本工程采取场内塔式起吊机进行施工，块石、混凝土、钢筋等材料在作业区内用塔机吊运，施工速度快、人员走动较少、施工层面新鲜、层间结合度好，保证了施工质量和速度。

均匀铺垫细石砼的厚度约80mm左右，保证砼浆液的饱满，安放块石稳固，增加细石砼与底板间缝隙的摩擦阻力，达到防渗效果。石料必须在混凝土初凝前完成安放。细石砼超前铺垫尺度一般不超过1500mm，避免石料安砌完成前混凝土发生凝固。

石料摆放选择洗净湿润的石料，摆正后用铁锤敲击石面，使铺垫的座浆开始溢出为度，并控制块石之间灰缝的宽度。要求石料之间的竖缝宽度为细石砼骨料最大粒径的2～2.5倍，约40～50mm。

竖缝灌砼是保证砌体质量的重要措施，石料安放后，要及时进行竖缝灌砼工序。砌层高度在300mm以下的，可以一次性灌平，超过300mm时应分层灌注。由于块石的不规则性，有的地方竖缝较大，为了节省细石砼用量，在灌砼的竖缝中嵌入小块石，用小型插入式振捣器进行振捣，边振捣边用脚踩小块石，使小块石挤进竖缝中。每层表面应尽量砌平整，可用细石砼和小石块把大石块间的凹陷部位大致填平，以利于下一层施工时砼与块石结合。

灌砌时应注意先从的边行始灌，行列定位的镶面石应选用坚硬、平整的石料。块石经事前试放，不合宜处用四磅锤修凿，保证块石放平座稳。灌砌每层厚度视块石尺寸而定，约为300mm。由于块石大小不一，故应每灌砌三层找平一次。当灌砌工作需要中断时，在间断处宜留平缓的台阶。禁止在已灌砌或细石砼未达到足够强度的砌体上敲击、滚动石块、拖拉重物，以防震动而降低混凝土强度。灌砌体结构尺寸和位置的灌砌允许偏差应符合规范规定。灌砌完成或在间歇时间内应及时进行养护，砼砌体养护时间为21天。

材料上坝及进仓

传统的砼灌砌石坝施工速度慢的主要原因就是上坝及进仓方法落后，仅靠人工抬、架子车运输或采用简易提升设备运输上坝，因而难于提高施工速度。如利用坝肩修筑上坝公路、合理利用坝体断面宽度，采用自卸汽车通过坝面运输虽然可提高施工速度，但地理因素影响大，适用范围很小。

本工程在作业区以外用自卸汽车运输块石或挖机翻运，作业区以内运输机械用塔吊提升石料及砼料进仓，砼搅拌机设在塔吊作业半径较近处拌制细石砼，采用小型插入式振捣器进行石缝砼振捣，保证灌砌密实度。

块石储备是影响施工速度不可忽视的又一重要因素，必须合理规划、统筹安排。对料场较远或者有夜间施工要求的，应在坝址附近设立储备料场，并根据水库蓄水计划及施工期洪水合理布置设立在坝址上、下游。雨季前应储备一定的石料，避免洪水毁坏运输道路导致材料供应中断而影响施工。

塔吊输送块石进仓采用钢丝绳自制的绳网作为吊篮，采用挖机翻挖、自卸车倾倒、人工抬块石搬入钢丝网内，冲洗干净后直接吊装进仓，该方法工效快、进度快、质量有保证。

砼灌砌石坝的主要质量控制有仓面清理、灌砌厚度、坝体分缝。每灌砌一层砌体时，表面的浮碴必须清除，细石砼表面必须凿毛，仓面冲洗干净，排干积水。控制砌体每层的灌砌厚度为300mm左右，防止厚度过大造成漏振和架空。

灌砌质量检查内容主要包括砌体的容重、细石砼是否饱满、灌砌的坝体是否存在漏水通道等。

3.4钢筋砼面板防渗施工要点

钢筋砼面板防渗采用C20砼，面板厚500mm，钢筋纵向布筋￠12@750、横向布筋￠8@300、插筋为￠12纵横间距1000×1500mm布置，止水橡胶P240×140－20，施工工序与方法同常规。

4、施工质量保证措施

开挖清基严禁大炮爆破，坝基开挖使用浅孔爆破，一般每孔装药量应控制在二节以内。同时，边坡打防震孔（即气孔，此孔不放药），减小山体震伤范围。

灌砌坝体的孔隙应尽量减少，每块石头砌放后必须平稳，特别是细石砼块石，孔隙内混凝土必须灌密实。每层灌砌时，应随砌块石随灌混凝土。

砼制作时按设计要求的配比，采用经试验室配合比进行施工，砂及石子必须分筛，禁用统砂。特别是砂应按规定采集，其内含泥和其它杂质不得超过3%。

钢筋制安必须按设计要求施工，采购后经试验合格，方投入使用，严禁偷工减料，禁止采用不合格钢材。

落实质量“三检制”，配备责任心强的质量监督员常驻工地，负责执行施工操作规范。

5、结语

细石砼灌砌石坝施工与浆砌石坝施工大体相致，施工技术相对简单，设备投入不大，适合施工区域内利用块石进行施工的环境条件，工程造价相对较低，建筑材料的丰富，在中小型工程中有较强的生命力，值得推广应用。施工关键为规范施工工艺、确保工程质量、解决材料的上坝及进仓速度。从施工实践总结来看，砼灌砌石干容重达到了2.31t/m3以上，完全满足设计2.2t/m3的要求，而且缩短了工期。从项目运营的角度来看，2008年安全运营至今，坝体没有发生渗漏现象。

参考文献：

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