山西水利科技 文章编号：１００６—８１３９（２０１３）０４—０２４—０２ ２０１３年１１月 口上水库堆石混凝土大坝施工方案 沈林平 （山西省水利建筑工程局山西太原０３０００６） 摘要：口上水库大坝是堆石混凝土拱形重力坝，坝体结构复杂、坝肩山体陡峭、施工场地狭小、有效施工期短、临建 设施布置困难，通过合理规划施工场地、布置施工道路、确定施工方案和选用施工设备，工程进展顺利。 关键词：堆石混凝土；口上水库；大坝；施工 中图分类号：ＴＶ５４４ 文献标识码：Ｂ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ｔｏ Ｂｕｉｌｄ Ｒｏｃｋ－ｆｉｌｌｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｄａｍ ｆｏｒ Ｋｏｕｓｈａｎｇ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ＳＨＥＮ Ｌｉｎ－ｐｉｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ Ｋｏｕｓｈａｎｇ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ’Ｓ ｄａｍ ｉｓ ａｎ ａｒｃｈ－ｓｈａｐｅｄ ｒｏｃｋ－ｆｉｌｌｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｇｒａｖｉｔｙ ｄａｍ．Ｉｔｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｄａｍ ｂｏｄｙ ｉｓ ｃｏｍｐｌｅｘ．Ｔｈｅ ｍｏｕｎｔａｉｎ ｂｏｄｙ ｏｆ ｄａｍ ａｂｕｔｍｅｎｔ ｉｓ ｖｅｒｙ ｓｔｅｅｐ．Ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｙａｒｄ ｉｓ ｎａｒｒｏｗ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ ｐｅｒｉｏｄ ｉｓ ｓｈｏｒｔ．Ｔｏ ｌａｙｏｕｔ ｔｈｅ ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ．Ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｒｅａｓｏｎａｂｌｙ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｙａｒｄ，ａｒｒａｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｒｏａｄ，ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ａｎｄ ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ ｄａｍ ｗｏｒｋｓ ｈａｖｅ ｐｒｏｃｅｅｄｅｄ ｎｏｒｍａｌｌｙ． ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｏｃｋ－ｆｉｌｌｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ；Ｋｏｕｓｈａｎｇ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ；ｄａｍ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ 全断面围堰枯水期导流５年一遇方案，必须在汛期前大坝浇筑 １工程简述 松溪供水工程口上水库位于山西省昔阳县口上村附近松 溪河下游河道上。水库拦河大坝采用堆石混凝土重力坝，坝顶 长１２０ ｉｎ，坝轴线为曲线。最大坝高５８．４ ｍ，分为六个坝段，坝顶 至地面高程，汛期允许大坝过流且汛期季节性洪水频繁，有效 施工期短。对施工方案中的施工场地布置、临时施工道路的规 划和施工设备的选用，提出了较高的要求。 ３施工总布置 ３．１拌和系统场地布置 大坝混凝土方量较大且施工时间集中，混凝土拌和系统必 须保证生产强度和储备一定数量原材料的要求。因此布置在坝 宽６ ｍ，大坝中部布置溢流表孔泄洪，共５孔，每孔宽８ ｍ，设平 板检修门和弧形工作门控制。溢流表孔下部坝体内布置泄流冲 砂底孑Ｌ，进口设平板检修门，孔口尺寸８ ｍｘ５．５ ｉｎ（宽×高），坝体 空腔内部设底孔弧形工作门和启闭机系统。 ２工程特点 工程位于松溪河峡谷出口部位，河谷狭窄，大坝两岸是陡 壁峡谷，坝址河床宽度仅ｉ十余米，坝址下游河谷平均宽度也 址下游８０ ｍ河道处。拌和系统布置在河道左侧回填２ ｍ高的 狭长地形上，河道右侧自然成为大坝施工道路，在汛期洪水从 大坝过流时作为临时泄洪通道。 拌和系统场地上游布置ＪＳ１５００型强制搅拌机一台，下游 仅为五十余米，坝体河床以上高４１ ｍ，河床以下开挖１ ７．４ ｍ。右 坝肩无法攀登，左坝肩在高于河床２９ ｍ处有一条通往库区的 临时道路。 布置ＪＳ１０００型强制搅拌机一台。两台拌和站之间砌筑浆砌石 四格骨料仓。ＪＳ１５００型搅拌机配备一台ＰＬＤ２４００型配料机、两 个８０ ｔ水泥罐和一个８０ ｔ粉煤灰罐；ＪＳ１０００型搅拌机配备一 台ＰＬＤ２０００型配料机、两个６０ ｔ水泥罐和一个６０ ｔ粉煤灰罐。 拌和系统采用电子控制系统并配有自动化计量装置，可实现生 产过程的自动控制，满足配料精度和浇筑强度的要求，浇筑堆 口上水库大坝为堆石混凝土拱形重力坝，设计工程量为： 坝基和坝肩石方开挖约７．２万ｍｓ，普通混凝土约４．５万ｍ，，堆 石混凝土约为５．４万ｉｎｓ，钢筋制安总量１ ６００ ｔ。坝体结构复杂， 坝肩山体陡峭，施工场地狭窄，临建设施难以布置。导流标准为 收稿日期：２０１３—０７—２９ 石混凝土中的自密实混凝土时，可以将混凝土输送泵布置在 作者简介：沈林平（１９７７－），男，２００９年毕业于武汉理工大学，助理工程师。 第４期（总第１９０期） 沈林平：口上水库堆石混凝土大坝施工方案 实混凝土（Ｓｅｌｆ－Ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ，简称ＳＣＣ）充填堆石空隙 形成完整密实的混凝土，大量使用工程机械，不需要人工振捣， 工艺较简便、施工强度高、块石占据堆石混凝土一半以上体积， 充分利用了大坝开挖工程中产生的块石，相比普通混凝土最大 ＪＳ１５ＯＯ型强制搅拌机下，从拌和系统直接泵送人仓。 ３．２上坝施工道路和混凝土入仓 根据现场地形要求，原河床高程以下的块石和常态混凝土 通过坝基开挖时形成的临时施工道路由自卸汽车运输上坝，施 工道路按照大坝每次浇筑１．８ ｍ高度进行逐层回填。 河床高程以上的大坝坝面因为底孔的分割，分为三个坝 限度地降低了胶凝材料用量，水化热低，不需要采用温控措施， 加快工程进度且降低施工成本。因此堆石混凝土技术是一种非 常适合大坝工程的混凝土施工方法。 ４．３．１施工缝处理 块，车辆不能在坝面横向通行，因此采用模板封闭底孔出口后， 在大坝下游全断面回填上坝施工道路，块石和常态混凝土由自 卸汽车运输。但是综合其他设施布置要求和经济等因素，上坝 在基岩接触面需要把基岩上的松动岩石进行撬挖，并将浮 道路仅修筑至高于河床高程８ ｍ。 大坝浇筑高于河床高程８ ｍ后，在大坝上游坝０—０１０位 置，底孔之间安装一台１０ｔ塔吊和下游配备一台５０ ｔ履带吊， 负责大坝常态混凝土、块石和钢筋、模板等工序的垂直运输。 因为河床高程以上大坝混凝土分块较多，模板工程量很大，为 满足施工强度要求，配置一台４ ｔ汽吊，４ ｔ汽吊放置于大坝仓 面，负责坝面的模板安拆等工作，由履带吊和塔吊转运于不同 的坝段。 大坝全部堆石混凝土中的自密实混凝土均由布置在 ＪＳ１５００型强制搅拌机下的ＨＢＴ６０混凝土输送泵从拌和系统直 接泵送入仓。 ４主体工程施工 ４．１坝基开挖工程施工 大坝坝肩石方开挖采用深孔微差控制爆破、周边预裂以及 保护层一次性开挖相互结合的方法，自上而下按照设计开挖分 段高程分层开挖。为保证开挖尺寸及边坡稳定以及开挖质量， 开挖爆破时的周边孔采用预裂爆破。 河床覆盖层用挖掘机开挖，坝基石方明挖采用履带潜孔钻 钻孔，局部配合采用ＹＴ２８手风钻钻孔。坝基采用浅孔爆破开 挖，边坡采用深孔预裂爆破一次成型，隔断坝基多次爆破对坝 基边坡的损伤，保证坝基边坡质量。建基面处采用保护层开挖 方式开挖。底部２ ｍ岩石开挖采用保护层一次性爆除法开挖。 爆破石渣采用反铲挖机装自卸汽车后运往大坝下游的弃渣 场，经过筛选后，大于３０ ｅｍ的石块用于大坝堆石，小于３０ ｃｍ的 石块用于混凝土骨料生产，其余废弃物回填施工道路。 ４．２坝体常态混凝土工程施工 大坝坝体常态混凝土主要包括面板混凝土、底孔混凝土、 抗冲磨混凝土、闸墩混凝土等，施工时各部位混凝土同时进行， 同步上升浇筑。各坝段坝体混凝土均分层跳仓进行浇筑，每层 混凝土浇筑高度控制在１．８ ｍ左右。上下层浇筑时间间隔控制 在５～７ ｄ。 以高于河床８ ｍ的高程为界，下部的坝体混凝土由自卸汽 车通过施工道路运输至浇筑部位相邻坝段。卸人料斗内，由挖 机挖运入仓；上部的坝体混凝土由塔吊或履带吊吊运吊罐入 仓，仓内人工摊铺，分层分条带的浇筑，８０高频振捣棒振捣密 实。 ４．３堆石混凝土施工 堆石混凝土（Ｒｏｃｋ—Ｆｉｌｌｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ，简称ＲＦＣ）是利用自密 石虚渣清除，最后用冲毛机将表面冲洗干净，先浇筑混凝土垫 层然后再堆石。 堆石混凝土层间接触面按照普通混凝土标准采用高压冲 毛机进行冲毛，无乳皮，微露粗砂。由于自密实混凝土浇筑时低 于自然堆放的块石顶面５￣２０ｃｍ，浇筑顶面留有块石棱角，堆石 混凝土层间结合要好于普通混凝土。 ４．３．２堆石用料 将新鲜完整、质地坚硬、无剥落层和裂纹的块石经过大于 ３０ ｃｍ、小于１Ｏ０ ｃｍ粒径的筛网筛分后，采用挖掘机装运２０ ｔ 自卸汽车，自卸汽车运输石料入仓前在冲洗平台上将石料冲洗 干净，在大坝人仓口的施工道路铺设３０ ｃｍ厚的砂砾料并用流 水冲洗，可以清洗运输机械的轮胎，不将泥土带人仓面，块石由 自卸汽车运送至仓面，自然堆积，辅以反铲挖掘机摆放，在仓面 形成１．８ ｍ高堆石体。 大坝浇筑至高于河床８ ｍ高程时，在大坝下游设置硬化且 排水畅通的堆放块石料场，自卸汽车将冲洗干净的石料运输至 堆放块石平台，用挖掘机装入特制吊斗，由塔吊或履带吊吊运 人仓。 ４．３．３自密实混凝土的浇筑 自密实混凝土的浇筑是整个堆石混凝土施工过程中的最 后一个环节，在其他工序完成并通过验收后方可进行。自密 实混凝土浇筑采用设置在拌和站下方的混凝士输送泵泵送 入仓。泵送时先浇筑１～５ ｍ 的自密实砂浆，把输送泵管润滑 通畅，然后泵送自密实混凝土人仓。堆石混凝土浇筑仓面一 般较大，要垂直于浇筑仓面的对角线“ｚ”字形布置浇筑点，从 距离输送泵最远的浇筑点向输送泵方向“Ｚ”字单向顺序浇 筑。一个浇筑点控制范围一般不大于９ ｍ ，自密实混凝土灌 满浇筑点后方可拆卸混凝土输送管移至下一个浇筑点，以保 证堆石内混凝土的密实。依靠自密实混凝土的自重流动，均 匀地完全填充堆石体的空隙，自密实混凝土的浇筑保持连续 性，避免出现冷缝。并且控制自密实混凝土的浇筑高度低于 堆石面５～１５ ｃｍ，这样更利于和上层堆石混凝土的粘结。堆石 混凝土的浇筑见图１。 图１堆石混凝土浇筑示意图（下转第３４页） 董会强：水工砼冬季施工措施 大。５）在砼当中添加引气剂引气剂不但可以改善砼陛能并节省 水泥用量，而且掺入后在砼内部形成大量均匀分布的密闭气 ２０１３年１１月 沤河水库溢洪道施工当中就采用这种方法。在溢洪道设计范围 周围用钢管搭设大棚，其距离建筑物边沿１ ｍ左右，以便于支 模人员工作，再用彩胶布包裹密封，大棚搭设牢固、不透风，上 覆盖草席。棚内采用燃煤取暖炉加热，每４００ ｍ 生一个炉子。养 护期间派专人定时间向火炉加煤，以保证暖棚内温度，使砼在 正常温度下达到设计强度。在停止加热前１２ ｈ不可对砼面进 泡，减少砼冻膨胀力，从而提高砼的抗冻性。６）掺加各种外加剂 的用量不能超过水泥用量的５％～７％。掺加时可直接撒在水泥 上面和水泥同时投入，也可在配制溶液时加入。７）搅拌时要先 投入骨料和水搅拌均匀，再加水泥，以免水泥与热水直接接触， 另外要对砼进行充分搅拌，搅拌时间不能低于２ ｍｉｎ。 在浍河水库泄洪洞施工时正值冬季，当时就是把搅拌站置 于一大暖棚之中，内生炉火两个，并且对水进行加热来确保拌 和物的出机温度。投入原材料时的顺序是石子一砂子一水一水泥 （外加剂）。 行洒水，使其缓慢降温。另外还将炉的排气管引出棚外，防止一 氧化碳中毒及防止突爆事故。保证暖棚内底部温度不会低于 ５℃，当低于５℃时采取增加煤炉的办法。 ２）暖棚测温要专人测量，从１１月１５日就要开始测，每天４ 次，分别为４：００、１０：００、１６：００和２２：００，一直测到工程竣工或 第二年３月１５日。测温后将最低、最高气温和平均气温用不同 颜色的笔绘制在坐标纸上，形成大气温度曲线图，这样可以直 观看到整个施工期的气温变化，便于调整养护措施。另外测温 孔这样布置：现浇砼的测温孔垂直插入钢管预留位置；梁测温 孔每３ ｍ长设置１个，每跨至少设置２个，孔深为１／３已浇筑砼 ３砼的运输 １）由于怕砼在运输过程当中热量损失，所以在砼运输过程 当中，要尽量缩短运输时间和运输距离，这样就要求砼搅拌站 应尽量靠近施工地点，还要为运输容器进行保温，做到万无一 失。 梁的高度；板每１５ｍ２设置１个，孔深１／２板厚。 ３）暖棚中养护采用的草包、草帘等保温材料保持干燥，不 露天堆放，以免受潮。覆盖时可先覆盖塑料薄膜，上部再覆草 ２）浇筑砼之前，还要修整好搅拌站和浇筑面之间的道路， 避免因道路不畅延长运输时间。 七一渠道防渗冬季施工时，前期先将渠堤坑洼不平的地方 袋、麻袋等保温材料。保温材料的铺设厚度为：一般情况下Ｏ℃ 以上铺一层；０。ｃ以下铺二层或三层。大体积砼覆盖层数可适当 减少，因为其内部水化热较大。在风口处要加强覆盖，防止风吹 进行平整，采用小型罐车快速运送，同时加大人力用较短时间 完成工程量以确保其质量。 造成失水产生裂缝，在负温情况下不浇水养护，也不让人在上 面随便走动。拆模后的砼及时覆盖保温材料，以防砼表面温 ４砼的浇筑 １）砼浇筑前，要先清除模板和钢筋上以及新老砼交接处的 冰雪、污渍和垃圾。在浇筑砼时，只有前一层的温度高于２℃时， 才可以浇筑上一层。 ２）砼进行分层连续浇筑时，分层厚度不小于２０ ｃｍ。 度的骤降而产生裂缝。拆模时砼表面温度和自然温度之差不能 超过２Ｏ℃。当砼与外界温差大于２０℃时，拆模后的砼表面应临 时覆盖，使其缓慢冷却。 ４）冬季施工中，最易受冻的部位是浇筑块的顶面、四周、棱 角及新旧砼的接合面，因此，对这些部位的养护覆盖尤为重要。 冬季养护时间不小于２８ ｄ，同时拆模时间适当延长。 ３）新老砼结合时，在新砼浇筑前要对结合面进行加热使结 合面有５℃以上的温度，浇筑完成后，要及时加热养护使新老砼 结合面保持在０℃以上，一直到砼达到规定的抗冻强度。 ４）对较大体积的砼进行施工时，可以在砼中适当抛石，可 是当外界气温低于０℃时不能抛石，因为这样将使砼温度低于 ０ ，凝固强度无法增大。 ６结束语 在水工砼冬季施工中，不但要加强管理，而且施工工艺要 环环相扣、协调组织，才能生产出合格的水工产品。总之，水工 砼冬季施工措施是个永恒的话题，随着社会的进步，科学技术 的不断发展，相信会总结出更多的施工经验、方法来解决水工 砼冬季施工这一难题。 ５砼的养护 １）暖棚是冬季砼施工保温保养的重要措施之一，在尧都区 ．； ．；ＩＬ ．；屯．址舢．址 （上接第２５页） 制，施工效率高等特点组织施工，目前已按照合同进度要求浇 ５结语 口上水库堆石混凝土大坝工程量大，有效施工期短，充分 筑大坝超出河床高程５ ｍ，满足工程度汛要求。堆石混凝土仅 采取常规温控措施，没有发现温度裂缝。在工程质量、安全、进 利用堆石混凝土施工工艺简单，水化温升低，易于现场质量控 度等方面取得了良好的效果。