摘要：随着水利施工技术的进步，诸多新技术、新工艺、新材料开始在我国水利工程建设领域崭露头角，其中细石混凝土砌石重力坝以其高密实性、高强度性的优势得到了广泛的认可。细石混凝土砌石重力坝有效结合了防渗混凝土同浆砌石的优势，从防渗、抗震方面提高了水利大坝的综合性能。细石混凝土流动性、密实性比较好，细石混凝土砌石工艺可以有效降低、吸收混凝土的水化热，避免产生裂缝，确保工程质量，提高了大坝的安全性和稳定性。针对此砌石工艺，文章主要针对该工艺的施工技术层面进行简要的分析。
关键词：细石混凝土 砌石重力坝 施工技术
引言
坝体施工是水利工程中的重点也是难点，而细石混凝土砌石重力坝施工技术在水利大坝施工中展现出了巨大的优势，细石混凝土砌石坝是浆砌石坝的改进型，施工技术相对简单，工程造价相对较低，建筑材料容易解决。文章以某水利工程为例展开分析，该工程坝体内部为C15细石混凝土砌石，防渗面板采用C20W6混凝土，坝顶设计高程为 240.8m，坝顶长度238米，最大坝高 66.1m。溢洪道采用坝顶表孔溢流，堰顶高程为231.5m，堰顶净宽10米。
1 细石混凝土砌石的定义
细石混凝土指以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、细石子（石子粒径在0.5-2厘米之间），必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材，细石混凝土主要划分为两个阶段与状态：凝结硬化前的塑性状态，即新拌混凝土或混凝土拌合物；硬化之后的坚硬状态，即硬化混凝土。
细石混凝土砌石，就是用细石混凝土作为胶结材料，用天然毛石作为砌筑石料，用人工或机械方法，将二者有机地结合在一起，成为坚实整体的一种砌筑方法。
2 细石混凝土及其配料的技术要求
为获得抗拉强度高、极限拉伸大、收缩小、高流动性的混凝土，对细石混凝土所用的砂料、细石、水泥和常态混凝土必须符合《水工混凝土施工规范》（SDJ207-82）的要求，及选择合理的配合比。混凝土配合比必须通过实验确定，且必须满足设计强度及施工和易性要求。混凝土的塌落度宜为5-8厘米。
2.1水泥
采用品质指标符合GB175--1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》的相关技术要求。
2.2 粉煤灰
粉煤灰的品质指标应满足DL／T5055-2007《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》中Ⅱ级粉煤灰的相关技术指标。
2.3 缓凝高效减水剂
各项性能指标应满足DL／T5100-1999《水工混凝土外加剂技术规范》相关技术要求。
2.4 泵送剂
应满足DL／T5100-1999《水工混凝土外加剂技术规程》对泵送剂的技术要求。
2.5细骨料
应满足DL／T5144-2001《水工混凝土施工规范》对天然砂的各项技术要求。
2.6 粗骨料
应满足DL／T5144-2001《水工混凝土施工规范》对人工碎石的技术要求。
2.7 混凝土技术要求
混凝土的设计指标应符合DL／T《水工混凝土配合比设计规程》的相关要求。
2.8 混凝土的配合比设计原则
混凝土的配合比设计应满足工程设计对混凝土强度、变形、热学和耐久性能的要求，并充分注意到经济性和满足施工和易性的要求。配合比设计应经济合理地选择水泥品种和强度等级，在水泥品种确定的情况下，优先采用优质的掺和料和外加剂，在满足施工和易性的条件下，力求最小的单位用水量，最大的粗骨料粒径和最大的骨料用量，选择最佳的骨料级配和砂率。
2.9砂率和单位用水量
混凝土用水量与粗细骨料粒型、级配、石粉含量、外加剂用量等因素有关，在以上条件确定的情况下，主要取决于砂率和掺和料种类及掺量。最优砂率是指在保证混凝土拌和物具有良好的粘聚性，并达到要求的工作性能时，用水量最小的砂率。合理的砂率不仅可以使混凝土拌和物获得良好的和易性，并能使硬化混凝土获得优良的综合性能。
首先确定不同的级配混凝土的最优砂率及单位用水量，其次确定粉煤灰对混凝土最优砂率和单位用水量的影响，然后根据水胶比和混合材掺量，确定不同的混凝土配合比的最佳砂率及单位用水量。
2.10 在实际施工时，应根据工地原材料的变化和现场施工试验，对配合比进行适当调整，以满足工程的实际需要。
3 技术应用
3.1 测量放样
坝体施工测量人员应当具相关专业知识及工作经验，且上岗工作应当取得相应工作资质。实际的测量放样工作需要严格依照规定程序，使用合理的测量工具进行。在水利施工中，常用的测量工具有全站仪、水准仪。完成测量后，测量人员应当依照测量的设计坐标尺寸，结合实际测量结果进行放样，并且需要注意综合考虑施工现场的实际情况，对控制点误差进行降低。并且测量中还应当对基准点、基准线进行保护，从而避免客观原因、主观原因等造成的测量防线误差，降低损失率。
3.2 基础开挖
严格依照施工设计，配合使用人工开挖和机械开挖的方式进行坝基开挖，确保坝基开挖到达完整岩石层面。完成坝基开挖作业后还应当对开挖造成的破碎带以及自然破碎带进行清理，一般破碎带的处理采用人工开挖的方式。并确定坝基中心轴线，挖出齿槽，齿槽位置应当以坝轴线±0.3米为界，在新鲜岩石层面 0.5米 深处。完成齿槽开挖后进行冲洗清理，并对岩石层表面进行浸润。完成上述步骤后，铺设C15水泥砂浆，保证铺设厚度为3- 5厘米。有相关质量检验单位对开挖基础进行检验，待检验合格后可以在水泥砂浆上铺设 C25混凝土，为了保证坝体稳定，混凝土厚度应当不小于 50厘米，且齿槽部分铺设混凝土厚度为 1米。
3.3 坝体砌筑
铺浆法是坝体砌筑施工中常用的施工方式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先进行坡度架的架设，坡度架应当沿着墙面线，继而确定基准线。沿边线进行第一批石块的砌筑，后面砌筑石块均沿基准线进行。在坝体第一批、转角、交接以及沉降缝等位置应当注意使用面积较大的平片石进行砌筑。若石料间缝隙较大则应当注意以先砂浆后碎石的顺序进行填筑，同时对竖缝宽度进行控制。施工中应当同时砌筑腹石、面石，且保证二者堆砌高度差不大于 1m。在坝体中间填心砌筑过程中常使用分皮卧砌法，即配合使用各种大小形状相似的石料，但是需要注意不能侧立石块。一般施工中面积大的石料一般铺设在外面，而小石料则作为内部填充材料。施工中还应当对每日施工高度进行限制，并粗略对每层进行抄平。设置橡胶止水在伸缩缝之间，在防渗墙中间形成橡胶止水带。
3.4 毛石、混凝土入仓
施工所需混凝土由专门的拌合站进行拌合，在运送到施工现场前需要进行严格的质量检验。胶结材料应随拌随用，胶结材料的允许间歇时间为90分钟（自拌和完成起计），超过允许间歇时间的胶结材料不得使用。目前水利施工中泵送车浇筑是最常用的浇筑方法，依照实际的施工情况，可以适当调整现场施工作业。现场施工还需要配合使用挖掘机、装载机、塔吊等设备。而细石混凝土所使用的石块要求是坚硬干净的石块，并且石块粒径应满足施工需求，且不同大小的石块应当分别堆放，以避免混用。
4 施工方法
4.1 选料
细石混凝土砌石所用石料必须选用质地坚硬、新鲜、表面洁净、无风化剥落和裂纹的岩石，其抗水性、抗冻性、抗压强度等均须符合设计和规范要求。要求密度≥2.2 t/m3的石料，石料标号不得低于300号，块石上下两面基本平行且大致平整，无尖角、薄边，块石厚度在20—100厘米之间，片状石、碎石、中度及以上风化石、有裂纹的石料不允许使用，石料使用前，对所用石料选取代表性的石块进行干抗压强度R′、水饱和抗压强度R1、弹性模量E1及容重、比重、吸水率等试验各一组，据R1与R′的比值求得其软化系数。
4.2砌筑
坝基按设计要求开挖后，应进行清理，敲除尖角，清除松动的石块和杂物，并将岩基表面的泥垢、油污等清除干净，排除积水。坝体砌筑前，应在坝外将石料逐个检查，要求将表面的泥垢、青苔、油质等冲刷清洗干净，并敲除软弱边角。砌筑时，石料必须保持湿润状态。砌筑的基本原则是分层铺石，错缝砌筑，灌浆饱满，振捣密实。无论是与混凝土底板的结合面，还是由于技术间歇或其它原因造成的砌石之间的施工缝，都要进行凿毛处理并清除干净，对终凝的砌石体砌面应清除残渣、浮浆再凿毛清洗，经验收合格，方可进行下一道的工序施工，因为重力坝是依靠自身重力维持稳定的，只有成为一个整体才能满足要求。石料在摆放时，相邻石块之间要留有适当的空隙，大约6-10厘米左右，毛石大面朝下，以利于细石混凝土料的填筑和振捣，每次摆放的石料只能是一层，厚度不宜过大，一般不能超过100厘米。细石混凝土铺筑厚度一般要求在10厘米左右，振捣密实后不能小于5厘米，细石混凝土砌石上表面一定要凹凸不平，或者采用阶梯砌筑法，上下层结合比较紧密，在砌体转角处和交接处应同时砌筑，对不能同时砌筑的面，必须留置临时间断处，并应砌成斜槎或阶梯槎，这样才有利于连成—个整体，有利于坝体的稳定性。
4.3 振捣
混凝土砌石采用的振捣工具是插入式软轴振捣棒，振捣的方法是将振捣棒插入块石之间的缝隙内，来回反复振捣，经过振捣使块石表面的混凝土密实，振捣的时间视混凝土拌和物不再显著下沉，不再有气泡出现且开始泛浆为适度，振捣的顺序按照铺设混凝土的先后顺序而定，先铺先捣，后铺后捣，相邻两振点的距离不宜大于振捣器作用半径的1.5倍。
4.4养护
与普通混凝土或浆砌石一样，细石混凝土砌石体在水泥达到终凝时，也必须进行淋水养护，可以定时洒水、铺盖麻包袋、安装喷水的喷头等，总之是要使块石表面始终保持湿润，以减小混凝土水化热所造成的不利影响，避免产生裂缝，直到下一阶段的施工开始。砌体外露面宜在砌筑后12-18小时内及时养护，经常保持外露面的湿润，养护时间为21天。
5 施工注意事项
5.1基层砌筑
针对大坝基层砌筑施工，可以采用铺浆法，同时需要注意应当适当控制铺浆厚度，铺浆的厚度为3-5厘米，并且具体的施工过程中需要在每层砌筑作业时预留槎口位置，以方便上层砌筑作业。但是预留槎口时很容易出现重缝、三角缝等问题，因而具体施工中应当尽量依照施工规范进行操作，避免此类问题的发生。对接槎口时一定要平，以保证上下层石块咬槎密实。
5.2搭接作业
错缝搭接是目前搭接作业中最为常见的方式，通过错缝搭接能够有效避免结构裂缝的出现。实际施工中，若下层砌筑使用长石块，那么需要使用短石块进行上层砌筑，同理，若使用长石块进行外侧砌筑，那么应当使用短石块砌筑内侧。
5.3砌缝施工
砌体的砌缝宽为平缝4-6厘米，竖缝为8-10厘米，平缝应铺料均匀，防止缝间被大骨料架空，竖缝中填充的混凝土，开始应与周围石块表面齐平，振实后略有下沉，待上层平缝铺料时，一并填满。若施工过程中发现砌缝间隙过大，绝不能先使用碎石块填充，再补充混凝土，而是先对缝隙进行填充混凝土，再用碎石块补充小缝隙，否则会影响坝体强度。
5.4砌筑施工
砌石体的摆放，石块之间不得出现线或面的接触。砌筑时必须采用铺浆法，浇筑坝基垫层前，应先湿润岩基表面，铺设一层厚3-5厘米的C15水泥砂浆，铺设的面积应与混凝土浇筑面积相适应，在按设计规定和SDJ207-82的规定浇筑垫层混凝土。混凝土介于初凝至终凝之间的砌体不容许扰动。最高气温超过28度时，应停止砌筑作业。露天作业的仓面，小雨中砌石时，应适当减小水灰比，及时排除仓面积水，做好表面保护。在施工中遇大雨、暴雨时，应立即停止施工，妥善保护表面，雨后应当排除积水，并按规范要求及时处理受到雨水冲刷的部位。
6总结语
细石混凝土砌石重力坝作为水利工程必不可少的一个重要组成部分，发挥着不可估量的作用，细石混凝土砌石工艺也是一种创新工艺，需要在以后的工程建设中，不断总结经验、不断创新、不断积累，并结合工程的地质、石料、现场等具体情况进行施工，把细石混凝土砌石工艺和技术不断完善，为国家水利工程建设贡献智慧和力量。
由于本人专业知识有限，施工经验欠缺，文中有不妥之处，欢迎各位专家、学者、老师、读者给以批评指正。谢谢！
参考文献：
[1]付明.土石坝浇筑式沥青混凝土防渗心墙施工新技术的应用[J].黑龙江水利科技，2013（6）：97-98.
[2]张胜.仙人山水电站浆砌石重力坝施工质量控制[J].技术与市场，2014（12）：165-166.
[3]余浩强.浅谈混凝土砌石重力坝施工技术要点［J］.中国城市经济，2011（15）：384 － 385．
[4]丘必学.浅谈混凝土砌石重力坝施工技术要点［J］.广东水利水电，2006（01）：68 － 69．
论文作者:洪来祥
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/22
标签：混凝土论文; 砌筑论文; 石块论文; 石料论文; 重力坝论文; 骨料论文; 坝基论文; 《基层建设》2019年第12期论文;