中国水利水电第十一工程局有限公司 河南郑州 450001
摘要：藏木水电站为西藏目前在建和已建项目中最大的水电站，也是国家十一五规划重点项目。地处海拔3260米，其所在的高原地区环境恶劣、交通状况差且资源匮乏。为加快西藏偏远地区发展建设，现依托藏木水电站消力池部位开展堆石混凝土施工关键技术研究，以探索在西藏高原寒冷偏远地区应用堆石混凝土进行主体工程施工的可行性。
关键词：高寒偏远；堆石混凝土；关键技术
1 概述
西藏高原寒冷偏远地区工程建设开发中，国内早期仅停留在规划与勘探方面，因交通条件差且资源匮乏，混凝土所需的水泥、粉煤灰等胶凝材料均需自区外采购，运输线路较长、成本较大，一定程度上制约了工程建设。堆石混凝土施工所需人员、设备较少，工艺简单，可大大提高施工效率。堆石混凝土施工主要采用堆石作为原材料，减少了水泥、粉煤灰等胶凝材料用量，可解决西藏偏远地区因交通不便，导致胶凝材料运输困难限制工程建设难题。
消力池底板混凝土分区为：顶部0.6m范围内采用HF抗冲耐磨混凝土，以下7.4m为常态混凝土，河床中部挖除覆盖层采用堆石混凝土回填。
2 研究背景及研究内容
近年来随着西藏等偏远地区经济迅速的发展，西藏众多水能资源也已加快了开发步伐，但制约各工程建设和增加投资的主要因素是混凝土工程，在混凝土工程中胶凝材料的供应是主要影响因素。西藏地区工程建设所需胶凝材料主要来自山南华新水泥厂、拉萨高争水泥厂，而华新水泥厂和高争水泥厂年生产能力低，且冬季还受缺电影响而停产，从区外外购水泥和粉煤灰，运距远、交通条件差，且冬季运输困难，混凝土等胶凝材料的供应很大程度制约西藏地区工程建设。
堆石混凝土是利用自密实混凝土的高流动、抗分离性能好以及自流动的特点，在粒径较大的块石内随机充填自密实混凝土而形成的混凝土堆石体。它具有水泥用量少、水化温升小、综合成本低、施工速度快、良好的体积稳定性、层间抗剪能力强等优点，迄今已应用于内地部分工程且取得初步成效，但目前在西藏偏远地区堆石混凝土在实际工程应用中还没有可供借鉴的先例。因而研究西藏偏远地区堆石混凝土施工的可行性，就显得尤其迫切。
3 主要技术原理
经检测藏木水电站砂含水为6%，石子含水为1%，砂含粉2.19%，根据经验，配合比调整时砂含粉按6%计算。
自密实混凝土配合比详细参数
堆石混凝土施工技术作为一种全新的大体积混凝土施工技术，利用了大量的块石作为建筑材料，并且充分发挥了低水化热专用自密实混凝土性能优势，除强度、弹模等基本力学性能与普通大体积混凝土相近以外，还具有以下特点和性能优势。
（1）低水泥用量与低水化热
常规的C15~C25混凝土一般需要150~280kg的水泥，而C15~C25堆石混凝土只需要70~100kg的水泥；其单方水泥用量与碾压混凝土相当，与常规混凝土相比减少了约60％左右。其原因在于堆石混凝土使用了大量的块石（约55％）作为主要建筑材料，只需要使用45％的专用自密实混凝土进行空隙的充填。由于胶凝材料使用量较少，水化升温量较低，在大体积混凝土施工过程中可以减少，甚至取消温控措施。
（2）显著提高工效，缩短工期
堆石混凝土施工所使用的机械设备均为常规设备，减少了混凝土的生产和浇筑量，免除了混凝土振捣工序，减少和消除了温控措施和层面处理措施，施工工艺简单，明显缩短了工期。
（3）显著降低施工成本
堆石混凝土技术通过大量块石的使用、低水泥用量、工艺的简化、工效的提高，使其施工成本与其他大体积混凝土施工技术相比有显著降低。
（4）良好的体积稳定性
堆石混凝土具有大块石稳定堆积构成的骨架，因而具有优良的体积稳定性，体积收缩小，具有较强的抗裂能力。
（5）层间抗剪能力强，简化凿毛工序
堆石混凝土施工工艺保证施工层面大量的块石棱角裸露，增加了层间混凝土的结合面，通过混凝土与块石棱角的咬合可提高堆石混凝土层间的抗剪能力，可以免除或者简化层间结合面的凿毛工序。
4 关键技术和技术创新点
从堆石料筛分选取、专用自密实混凝土拌制、堆石入仓、混凝土浇筑等关键技术研究施工，通过施工过程中取样检测及养护完成后的各项质量检查（包括外观检查、钻孔取芯、孔内摄像和压水试验）验证堆石混凝土在西藏高海拔偏远地区的可行性。
（1）堆石料筛分选取：堆石料需新鲜、完整、质地坚硬、不得有剥落层和裂纹，堆石料粒径不小于30cm，饱和抗压强度满足规定要求。
（2）专用自密实混凝土拌制：自密实混凝土在满足设计强度要求前提下要保证其高流动性、抗分离性能满足规定要求。
（3）堆石料入仓、自密实混凝土浇筑、仓面养护等施工工艺研究。
5 主要工艺流程及质量控制要点
将一定粒径的堆石直接入仓，形成有空隙的堆石体，然后在堆石上方浇筑自密实混凝土，利用其自身流动性将堆石空隙充满，形成完整、密实、有较高强度的混凝土，主要施工程序为：基础面处理→模板安装→堆石→自密实混凝土拌合→混凝土运输→自密实混凝土浇筑→堆石混凝土养护→下一循环。
（1）原材料控制。堆石混凝土用于永久工程，其自密实混凝土不得使用减活性骨料，施工前要检测原材料含碱量，控制自密实混凝土中总碱含量不大于3kg/m3。
（2）自密实混凝土控制。专用自密实混凝土的坍落度、坍落扩展度、V型漏斗通过时间每4h检测不少于1次，出泵口自密实性能指标必须满足标准要求。
（3）在高温季节采取骨料遮阳、冷水拌合、仓面喷雾等常规温控措施保证混凝土入仓温度低于23℃。
6 混凝土取样检测
经对消力池堆石混凝土2个仓号进行检测，其抗压强度检测结果和性能检测结果均满足相关要求，设计强度为C9010W4F100（一级配），检测8组，最大值37.4MPa，最小值29.9MPa，平均值33.7MPa；混凝土取样性能检测结果为用水量为114Kg，AD用量5.27，SCC温度16-20℃，搅拌时间为120S，扩展度630*700，Ｖ漏斗7-13，坍落度250-275mm。
7 外观质量检查及钻孔取芯检测情况
经检查，堆石混凝土外观面较好，无裂痕、蜂窝、麻面现象，仅有少量不集中气泡。
从钻孔取芯和孔内摄像显示其表面光滑、致密，无气泡，且混凝土与块石间胶结情况良好；从压水试验结果看，5个质量检查孔最大透水率为2.04Lu，最小透水率为0Lu。
8 成果总结
该项目成果可适用于各种临建及永久工程大体积混凝土部位，尤其适用于偏远地区交通条件不便的地区。西藏偏远地区工程采用堆石混凝土施工，既能够减少由于交通不便所增加的材料运输成本及对工程建设的制约，又可以简化高原地区由于温差较大所采取的各项温控措施，可作为一项新技术大力推广。
参考文献：
[1]建筑施工手册编写组建筑施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，Z010.
[2]贺尔富.建筑混凝土施工技术的探索[J].城市建设，2010.
[3]秦振刚.浅谈建筑混凝土施工技术[J].山西建筑，2009.
论文作者:尹高云
论文发表刊物:《基层建设》2016年30期
论文发表时间:2017/1/13
标签：混凝土论文; 密实论文; 西藏论文; 偏远论文; 地区论文; 体积论文; 工程建设论文; 《基层建设》2016年30期论文;