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摘要：最近几年以来，我国新型了一种既节能又环保的施工手段，那就是堆石混凝土技术。它具有生态环境保护与节约资源的优势，这与我国可持续发展的相关要求相符。本文笔者将针对该项技术所形成的效益展开进一步分析。
关键词：施工工艺；堆石混凝土；效益
最近几年以来，随着使用时间的增加，混凝土慢慢老化，裂缝随之增多，混凝土抗疲劳能力与安全性能减弱、表层侵蚀厉害。因此，对于当前及未来的水利水电工程建设而言，其必须处理好怎样优质、高效、迅速修复上述水利工程是至关重要的。唯有处理好上述问题才能确保当前工程的完好率。
1 堆石混凝土施工程序与技术要求
1.1 施工程序
堆石混凝土技术的施工程序：首先要对仓面进行处理，然后稳固支立模板，以不跑模为准绳；紧接着择出粒径在30cm至1m之间的石块入仓，一旦仓面达到15cm至2m的时候，着手对专用自密实混凝土进行浇筑，知道浇筑仓面不流动为止。
1.2关键技术施工要求
（1）入仓堆石要求。①依据饱和抗压强度将堆石材料分成六级，也就是不超过70MPa、50MPa、80MPa、60MPa、和40MPa。②堆石混凝土使用的堆石材料需为完整、新鲜、没有裂纹与剥落层、质地坚硬的堆石材料。一般而言，堆石材料的粒径不应超过30cm，一旦选用粒径在15cm至30cm间的堆石材料，应对其加以论证；堆石料的粒径最大不得大于结构断面的厚度的一半、最小边长的四分之一。
（2）堆石混凝土仓面浇筑要求。①对于无防渗部位，应进行简单拉毛处理，清洗干净确保其没有杂物存在；对于普通层面，应用许多块石对自密实混凝土浇筑直至其比浇筑面高出5cm到15cm为止，加大层面结合力度；对于有防渗部位，为防止其出现乳皮成毛线与杂物，应进行凿毛处理，并将表面清洗干净使其无积水存在。②基岩面要求将杂物、松动的块石、泥土等清除干净，并确保没有积水存在。③封顶要求以高压水枪冲毛、以风砂枪或风镐草帽、以钢钉耙拉毛或以钢钎凿毛等等。
（3）仓面养护规定。①施工过程中，仓面应保持湿润，光照强烈或大风干燥时，应进行喷雾或表面水分补偿，保持表面不发白。②施工完毕后，仓面应防止外来水流入。
2工程应用
某水电站位于县河干流上，是以发电、城市生活和工业供水为主，兼顾生态旅游等综合性水利工程。2009年10月，堆石混凝土浇筑工作开始，2010年9月，主坝浇筑完成。水电站坝型原设计为浆砌石重力坝，由溢流坝段、非溢流坝段及冲沙闸段组成，水库最大设计坝高59m。因浆砌石施工速度慢，不能保证施工质量，为了加快大坝施工进度，提高工程质量，大坝坝体由浆砌石改为C15堆石混凝土。通过调研，结合工程材料价格情况分析，堆石混凝土方案成本与原方案相比增加很少，大大提高了施工进度，减少了人工施工带来的质量隐患，并保证了工程质量，原来计划近百人的施工队伍精简到20多人，施工速度反而提高4倍，因此，堆石混凝土技术开始在电站应用。
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2.1堆石混凝土施工工艺
堆石混凝土施工技术主要由堆石人仓和浇筑自密实混凝土两道工序组成：（1）通过自卸汽车、装载机或挖掘机等机械将粒径在30 cm以上的块石自然堆放人仓，必要时可使用人工辅助；（2）将自密实混凝土从拌和楼运至现场，采用泵送方式直接从堆石体表面倒人浇筑，利用自密实混凝土在堆石体中的良好流动性能，使其能很好地填充堆石体间的空隙，形成致密的堆石混凝土。
2.2工程效益分析
2.2.1经济效益
（1）材料单价效益分析。C20常态混凝土（二级配）材料费为204.76元/耐，专用自密实混凝土材料费为329.98元/m3。由于堆石混凝土是由廉价的块石和专用自密实混凝土组成的，块石的大量使用降低了工程造价，产生巨大的经济效益。堆石混凝土材料费估算公式如下：
堆石混凝土材料费二专用自密实混凝土材料费×堆石孔隙率+石块材料费×堆石堆积率。根据堆石混凝土设计方案，堆石堆积率为60 %，堆石孔隙率为40 %，石块材料费为54.35元/m3，计算得到的堆石混凝土材料费为164.60元/厅。在计取专利费用后，堆石混凝土材料费可视为174.60元/ m3。本工程混凝土总量为40 698.8 m3，常态混凝土材料总费用为833.35万元，堆石混凝土材料总费用为710.60万元，总计节约材料费用122.75万元。
（2）材料社会效益分析。常态C20混凝土二级配水泥用量为340 kg/ m3，三级配每立方水泥用量为280 kg/ m3；专用自密实混凝土水泥用量为217 kg/ m3，粉煤灰用量为308t，总胶凝材料用量为525 kg/ m3，
折算到堆石混凝土中，每方胶凝材料用量计算公式为：堆石混凝土胶凝材料用量=专用自密实混凝土胶凝材料用量×堆石孔隙率。计算得到堆石混凝土胶凝材料用量仅为210 kg/ m3。水泥及胶凝材料用量的减少降低了社会高能耗基础建筑材料的使用，降低了社会生产建设过程中的能耗总量。
2.2.2温控节能
由于堆石混凝土单位体积的水泥含量少，且采用大量的块石作为原材料，因此其水化温升较常态混凝土小，施工所需浇筑温度可相应提高，因而骨料预冷要求降低，混凝土制备所需能耗也相应大幅减少。
由于堆石混凝土绝热温升低，与常态混凝土相比，可降低10℃左右，在不采取任何温控措施情况下，拱向、竖向拉应力小于2.00 MPa，满足温控标准。常态混凝土即使进行一期水冷，也只能降低4 - 5 ℃，分别降低夏季浇筑区拱向和竖向拉应力0.40 MPa和0.90 MPa，但夏季浇筑的混凝土拉应力仍较大，局部区域拉应力超过2.5 MPa。因此，较常态混凝土，坝体后期温度控制所需冷却部位与冷却时段大为减少，冷却用水总量大幅减少，其制备所需能源消耗得到有效降低。
综上所述，采用堆石混凝土可降低温控标准，减少坝体冷却部位与冷却时段，进而大幅减少由骨料预冷、坝体混凝土通水冷却等温控措施产生的能源消耗。
2.2.3技术优势
堆石混凝土施工过程简单，最大限度地降低了混凝土仓面施工人员和机械的工作量，现场控制管理更加简便易行，专用自密实混凝土生产工艺简单，使用当地原料易得，其主要特性为流动性强，不离析。主要优势表现在以下几方面：（1）堆石混凝土避免了混凝土振捣密实的过程，消除了人为的不利干扰，施工质量和稳定性更容易保证；（2）堆石混凝土施工工艺简单，能大幅地提高大仓面素混凝土的施工效率，有效缩短工期；（3）堆石混凝土使用了大量的块石作为原材料，大大降低了综合成本；（4）堆石混凝土由大块岩石稳定堆积构成骨架，具有优良的稳定性，体积收缩小；（5）堆石混凝土可减少或免除凿毛工序，提高施工速度。
3总结
统而言之，堆石混凝土施工技术集聚对环境影响小、施工成本少、施工便捷等优势于一身，特别是在石料资源充沛的区域，堆石混凝土有着十分宽广的发展空间与运用价值。
论文作者:沈海锋
论文发表刊物:《基层建设》2015年7期
论文发表时间:2016/9/1
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