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摘要：本文主要从堆石混凝土技能的简介、应用优势、堆石混凝土原材料选用以及质量要求等方面详细介绍了堆石混凝土技术在水库除险加固工程中的应用。
关键词：堆石混凝土；水库；加固
一、堆石混凝土的特点
水沟口二库坝体加固工程中，堆石混凝土中堆石的体积比例可以达到55%，而且能够充分利用就近开采的石料，在最大限度降低胶凝材料用量的同时还在骨料破碎、混凝土生产浇筑等环节极大限度地节约了资源，减少了对当地环境的污染，因此堆石混凝土技术是一种新型低碳环保的混凝土施工方法。堆石混凝土技术用于大体积混凝土施工还具有以下四方面特点：
1.低水泥用量与低水化热。 堆石混凝土可以充分利用粉煤灰、石粉等活性或惰性掺和料，降低水泥的用量。水沟口二库坝体加固工程中C20等级堆石混凝土中的水泥含量不超过117.5kg/m3，经过现场工艺试验以及专家的反复论证，大体积混凝土内、外温差不超过10℃，因而也就取消了温控方面的措施。
2.工艺简便，施工快捷。 堆石混凝土施工主要包括两道工序：①堆石入仓；②专用自密实混凝土的生产浇筑。通过合理的施工组织，两道工序均可以通过大规模的机械化施工来完成，尽可能地避免人为因素的干扰。
3.能够显著降低施工成本。 堆石混凝土的综合成本可以在相同条件下较常态混凝土降低10%～20%，主要通过三个方面实现：①大量使用堆石而减少胶凝材料用量，材料成本较常态混凝土有所降低；②专用自密实混凝土的用量为45%，所以在混凝土生产、运输以及浇筑等工序中施工成本显著降低；③简化或消除了温控措施，浇筑过程省去了振捣工序的同时减少了人工的投入。
4.综合性能稳定，安全系数高。 堆石混凝土是由相互搭接的堆石骨架和用于胶结堆石的专用自密实混凝土构成的。堆石骨架在提高材料抗压、抗剪强度，抑制干缩变形，提高结构稳定性等方面都有着显著的效果；同时自密实混凝土独特的设计工艺，使其具有卓越的流动性、充填性和抗离析性，在浇注过程中不离析、不泌水。这既保证了自密实混凝土的充填均匀性，又避免了混凝土与骨料胶结面过渡区薄弱层的产生。
二、堆石混凝土技术在水库除险加固方面的施工工艺
1、表面处理
表面处理包括开挖基础处理和混凝土表面处理,降低混凝土表面处理之间的粘合。要求:
(一)开挖基础表面,开挖表面新鲜基岩,撬开在地面的基岩松岩,将浮石渣干净,最后用高压风将吹干净的表面。(二)将混凝土表面去除水、使表面平滑,表面面积大于0.5平方米平面的要修理一下。
2、测量放线
基础表面处理合格后，应选派专业的测量人员用全站仪对结构的尺寸、位置以及高程进行放线,确定模板的安装位置。
3、模板安装
依此进行测量放线、模板安装。模板主要采用钢模板、单片,标准尺寸是0.6m×1.2m。部分大坝以及大坝两侧的连接部分,应选用自制的木模板和普通小钢模板进行补充。其中木模板主要用于屋顶结构。由于是高流动性的自密实混凝土,同时考虑到木模板密封性差等客观因素,因此应该在模板接缝粘贴密封条,如粘贴2cm宽的双面胶带等等。
4、填石
（一）在填石前,首先应对进场的每一批石头进行全面的质量检验。譬如石头的块径以及抗风化系数等质量的检测，确保进场石头质量合格。块石的块径应根据浇筑的混凝土厚度进行筛选，通常为1.0 ~1.5m。(二)检验合格后的石头,坝底或大坝下游块石采用装载机装，20t的自卸汽车直接运至仓面;大坝上游的块石采用自制的篮子装载机承载,再由现场在30 t龙门起重机转运到仓面卸料,石头可随机堆积。(三)在浇筑时辅以人工平仓平仓过程应尽可能采用平仓机具,局部辅以人工。目前对于大面积仓面,可根据铺料方法采用平仓机、平仓振捣机、振捣器等机械进行平仓。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于靠近模板和钢筋密集的地方,止水、止浆片底部,空间狭小地带要人工送料填满,以免发生混凝土架空现象。
5、堆石混凝土搅拌
堆石混凝土搅拌装置的关键是混凝土的搅拌,搅拌质量的好坏,直接关系到混凝土的浇筑质量。因此,必须控制好堆石混凝土搅拌这个环节。
(一) 堆石混凝土拌合之前,应首先对所使用的原材料进行全面的质量检查,包括水泥的凝结时间、安定性、胶砂强度，砂子的细度模数、砂子的含水率以及粗细骨料的碱含量等多个检测项目，确保所使用的原材料质量合格。(二)原材料检验合格后,应根据试验出具的混凝土配合比，进行混凝土的拌和。(三)采用强制式混凝土搅拌机进行搅拌,搅拌强度大,质量保证率高。混凝土搅拌结束后应在出机口进行自密实混凝土塌落度和扩散度测试,检测合格后方可允许出厂。
三、堆石混凝土原材料的基本要求
原材料除应满足国家和行业的相关规范标准外，还应满足堆石混凝土自身特点要求。
1.水泥。水泥本身复杂的矿物组成和化学成分极易引发与外加剂的不相容，易引发自密实混凝土外加剂参量高、流动性损失快等质量问题。所以在选择水泥品种时应优先选用普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥。同时所选用的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其质量指标应满足《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）中的相关规定，同时水泥强度不应低于42.5Mpa。
2.掺合料专用自密实混凝土的掺合料包括粉煤灰、矿渣粉、硅粉等活性掺合料。一般粉煤灰的使用较为普遍，粉煤灰原则上应满足Ⅱ级及以上标准。
3.骨料用于配制自密实混凝土的细骨料应首选中砂或中粗砂，宜优先选用级配良好的河砂，在不具备条件时应按照河砂、人工砂、细砂、粗砂的优先次序选择，其性能指标应符合《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）中的相关规定。粗骨料应选用5～20mm粒径的石子，超径率不得超过 +3%，逊径率不得超过-2%，其余性能指标应符合《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）中的相关规定。
4.专用外加剂在堆石混凝土施工中，对自密实混凝土的工作性能要求很高，不仅要具有卓越的流动性、抗离析性和强充填性，而且要具有较长时间的自密实性能保持时间。在水沟口二库坝体加固工程中，由于胶凝材料的地区差异性较大，针对该工程选用的水泥、粉煤灰等胶凝材料进行专用外加剂配方设计，以便满足施工要求。
四、堆石混凝土技术在水库除险加固应用优势
堆石混凝土已在大体积混凝土工程、衬砌工程、病险水库加固、水下混凝土工程、复杂地质条件下的基础处理、地质灾害防治等领域形成了系统的解决方案, 较常规混凝土施工突显出卓越的成本优势和社会效益。
水化热对大体积混凝土来说是一个关键性问题。实验研究和工程检测都表明, 堆石混凝土温升情况较常规混凝土有了很大改善, 一般情况下大体积堆石混凝土实际温升峰值都在10 ℃ 左右, 能够有效抑制混凝土内部裂缝的产生, 因此使用堆石混凝土施工时可减少, 甚至取消温控措施。
2.机械化程度高, 质量易于控制
相比常规的混凝土技术, 堆石混凝土施工可根据合理的组织设计, 使各道工序可通过大规模的机械化施工来完成。同时, 堆石混凝土施工简化消除了温控措施、混凝土生产运输减半且无需振捣，并简化或免除凿毛工序, 有效减少了人工的收入, 使施工质量不再依赖于工人技术的熟练程度, 施工质量更易于控制。
3.综合性能提高
堆石混凝土是由相互搭接的堆石骨架和用于胶结堆石的专用自密实混凝土构建的。堆石骨架在提高材料抗压、抗剪强度, 抑制干缩变形, 增强结构体积稳定性等方面都有着显著的效果。而自密实混凝土以其独特的设计与工艺, 使其具有卓越的流动性能、充填性能和抗离析性能，并在浇筑过程中不离析、不泌水, 既保证了专用自密实混凝土的充填均匀性, 又避免了混凝土与骨料胶结面过渡区薄弱层的产生。试验研究和工程检测表明: 堆石混凝土容重通常可以达到2 50 0 kg/m3以上；各项力学性能均能满足设计要求, 特别是在抗压、抗剪强度方面有足够的安全富余系数； 在抑制收缩、抵抗开裂方面,堆石混凝土在工程应用中也表现出了优异的性能。
通过上述对堆石混凝土技术在水库除险加固工程应用方面质量因素的分析，并提出了相应的控制措施，为今后同类工程的质量控制提供参考。随着社会经济的发展和科学技术的不断进步，堆石混凝土技术在水库除险加固工程中的应用也会进一步得到完善。
参考文献：
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[3]胶结颗粒料筑坝技术导则.北京华实水木科技有限公司，2012年12月.
论文作者:张根召
论文发表刊物:《基层建设》2016年8期
论文发表时间:2016/7/5
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