堆石混凝土在羅家店水電站中的應(yīng)用

溫國敬

(黑龍江省佳南實(shí)驗(yàn)農(nóng)場水務(wù)局，黑龍江 佳木斯154007)

1 工程概況

東寧縣羅家店水電站行政區(qū)劃隸屬于黑龍江省東寧縣，壩址位于東寧縣羅家店村東偏南9．0km 處的大綏芬河干流上游，距東寧縣公路里程120.0 km，地理坐標(biāo)為E130°28'35″、N43°44'39，壩址以上集水面積2 588 km2。

羅家店水電站水庫總庫容為2170 ×104m3，工程規(guī)模為中型，工程等級為Ⅲ等，主要永久性水工建筑物，主要包括攔河壩、溢流壩、引水隧洞工程級別為3級;水電站總裝機(jī)容量為15 MW，為小型工程，工程等級為Ⅳ等，水電站廠房工程級別為4 級。

2 堆石混凝土在樞紐中的選取

本工程對瀝青混凝土心墻堆石壩、常態(tài)漿砌石重力壩、堆石混凝土壩型進(jìn)行了比選，主要從施工、投資造價(jià)角度對3 種材質(zhì)壩進(jìn)行了分析，最后確定選取堆石混凝土作為筑壩材料［1］。

瀝青混凝土心墻堆石壩及河岸式溢流壩方案，瀝青心墻與壩體同時(shí)施工時(shí)，影響壩體填筑速度，檢查漏水部位比較困難，不易維修。

壩線左岸陡峭，而生產(chǎn)生活區(qū)大部分集中在左岸，對外交通也是從左岸進(jìn)入，因此瀝青混凝土心墻堆石壩與左岸溢流壩同時(shí)施工相互干擾大，影響施工進(jìn)度，將使水電站正常蓄水發(fā)電時(shí)間拖后［2］。

常態(tài)漿砌石重力壩結(jié)合河床式溢流壩方案，施工期間壩體可以漫頂過流，施工渡汛、導(dǎo)流條件好。但漿砌石筑壩要求塊石質(zhì)量、砌筑標(biāo)準(zhǔn)均較高，人工砌筑質(zhì)量難以控制，效率低。

堆石混凝土重力壩結(jié)合河床式溢流壩方案，為目前的新工藝壩型，其壩體材料以堆塊石為主，選取≥20 cm粒徑的碎塊(卵)石，堆石入倉，采用自然堆積即可，使用自密實(shí)混凝土現(xiàn)場直接澆注，填塞塊石縫隙并膠結(jié)，無須振搗即可密實(shí)［3］。每層堆石混凝土的澆注高度≤150 cm，連續(xù)循環(huán)施工澆注。

堆石混凝土壩型的主要優(yōu)點(diǎn)為:

1)堆石混凝土施工過程簡單，最大限度地降低了混凝土倉面的施工人員和機(jī)械工作量。

2)避免了普通混凝土振搗密實(shí)的過程。

3)單位堆石混凝土的水泥含量很少，因此水化溫升小，溫控簡單。

4)具有大塊巖石穩(wěn)定堆積構(gòu)成的骨架，具有優(yōu)良的體積穩(wěn)定性，體積收縮小。

5)可減少或免除鑿毛工序，提高施工速度。

針對瀝青混凝土心墻堆石壩、漿砌石重力壩、堆石混凝土壩等上述3 種壩型在同等的設(shè)計(jì)狀況下所進(jìn)行的工程布置、工程量、施工條件、工期、工程投資等的比較［4］。

該3 種壩型造價(jià)瀝青混凝土心墻為最高，漿砌石混凝土壩與堆石混凝土壩投資接近且較低，最終選定堆石混凝土重力壩作為羅家店水電站選定壩型。

3 堆石混凝土材料要求

壩體堆石料選用塊徑≥30 cm的塊石。石料質(zhì)地應(yīng)堅(jiān)硬、無裂紋，不得使用風(fēng)化石，干密度＞24 kN/m3，堆石料飽和抗壓強(qiáng)度≥40 MPa，軟化系數(shù)≥0.8，含泥量≤0.5%［5］。

水泥宜選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號≥42.5。

粗骨料應(yīng)選用5 ～20 mm粒徑的石子，其性能指標(biāo)應(yīng)符合《水工混凝土施工規(guī)范》。

4 堆石混凝土的溫控和防裂

4.1 堆石混凝土的溫控

一般堆石混凝土中塊石與自密實(shí)混凝土的體積比為0.6∶0.4，則使用自密實(shí)混凝土澆筑的堆石混凝土通過理論計(jì)算及試驗(yàn)觀測，最大溫升約為10℃～15 ℃［6－7］。

由于單位堆石混凝土的水泥含量很少，因此水化溫升小，溫控簡單。施工時(shí)參照混凝土重力壩溫控措施并適當(dāng)簡化即可。專用自密實(shí)混凝土的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)合理減少水泥與用量。

4.2 堆石混凝土的防裂

在壩的重要部位采用常規(guī)混凝土模板澆筑，并根據(jù)需要配置構(gòu)造鋼筋，其他部位避免在氣溫驟變期間拆模［8－9］。

5 堆石混凝土的施工工藝

5.1 堆石的選取

所選取的塊石粒徑≥15 cm，根據(jù)堆石的運(yùn)輸及入倉能力，可選取盡可能大的塊石。

5.2 清理倉面與清洗石塊

塊石及混凝土倉面的處理只需滿足常規(guī)要求，保證泥土含量不超標(biāo)即可，無特殊要求。

5.3 砌筑石墻

本工程堆石混凝土外包常態(tài)混凝土，因此堆石混凝土施工可采用30 cm厚砌石墻替代模板，該方法能有效解決模板的剛度、強(qiáng)度以及密封等問題。

5.4 堆石入倉

堆石入倉形成自然堆積狀態(tài)即可，輔以人工碼放會(huì)使其更加密實(shí)，經(jīng)濟(jì)性更加突出［10］。

5.5 自密實(shí)混凝土的生產(chǎn)與澆注

本工程采用混凝土攪拌車拌制運(yùn)輸自密實(shí)混凝土入倉。

5.6 連續(xù)循環(huán)施工澆注實(shí)現(xiàn)多層澆注

每層堆石混凝土的澆注高度≤1.5 m，但是能夠連續(xù)循環(huán)施工，即在首層堆石混凝土澆注完成后的四個(gè)小時(shí)內(nèi)循環(huán)堆石入倉澆注自密實(shí)混凝土的過程，在堆石入倉能力和混凝土生產(chǎn)能力有保證的情況下，可連續(xù)循環(huán)施工大大提升混凝土的上升高度。

6 結(jié) 論

堆石混凝土在全國已經(jīng)有一些工程實(shí)例，在北方寒冷地區(qū)工程實(shí)例還是較少，各個(gè)施工環(huán)節(jié)和關(guān)鍵工序也會(huì)隨著工程的實(shí)施逐漸得到完善與改進(jìn)，使堆石混凝土在水利行業(yè)發(fā)揮應(yīng)有的作用。

［1］袁明道，李凌，潘展釗，呂文麗，張旭輝. 堆石混凝土壩壩基固結(jié)灌漿質(zhì)量檢驗(yàn)方法及其標(biāo)準(zhǔn)探討［J］. 水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2011(01):47－49.

［2］張磊. 利用堆石混凝土替代漿砌石實(shí)施壩體施工的技術(shù)難點(diǎn)與應(yīng)用前景分析［J］. 水利水電技術(shù)，2010(07):55－58，62.

［3］金峰，安雪暉，石建軍，張楚漢. 堆石混凝土及堆石混凝土大壩［J］. 水利學(xué)報(bào)，2005(11):78－83.

［4］金峰，李樂，周虎，安雪暉. 堆石混凝土絕熱溫升性能初步研究［J］. 水利水電技術(shù)，2008(05):62－66.

［5］史鐵軍. 堆石混凝土施工技術(shù)在清峪水庫中的應(yīng)用［J］.山西水利，2010(01):59－60.

［6］李風(fēng)亮. 堆石混凝土技術(shù)在長坑三級水庫的應(yīng)用［J］. 水科學(xué)與工程技術(shù)，2010(06):87－88.

［7］陳振華，范玲斌，楊祥震，楊勤. 堆石混凝土筑壩施工質(zhì)量控制要點(diǎn)［J］. 水利水電施工，2010(06):29，54.

［8］陳振華. 堆石混凝土施工質(zhì)量控制要點(diǎn)初探［J］. 水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2011(01):81－82.

［9］劉清，周虎. 紅外成像技術(shù)應(yīng)用于堆石混凝土密實(shí)度檢測方法的研究［J］. 工業(yè)建筑，2011(03):118－120，139.

［10］杜志仁，宋濤，李芳. 恒山水庫除險(xiǎn)加固堆石混凝土施工工藝簡述［J］. 山西水利，2010(06):46－47.