论堆石混凝土在堤防工程的施工技术

论堆石混凝土在堤防工程的施工技术
【摘要】堆石混凝土施工技术是一项新型大体积混凝土施工技术，具有低水化热、工艺简便、造价低廉、施工速度快等特点：堆石混凝土施工技术在多项中工程中得到应用，效果良好，但必须注意在堤防工程中施工的特点。

【关键词】推石混凝土；施工技术；堤防
堆石混凝土（自密实混凝土）坝技术作为一种新技术在水利工程中正在进行推广应用，其具有施工工艺简单、施工速度快、质量可靠、坝体块石含量高水化热温升低等诸多优点。

本文根据梅州大堤南堤除险加固达标工程堆石混凝土的施工工艺为例，分析堆石混凝土在堤防工程中的运用。

1 工程概况
梅州大堤南堤除险加固达标工程位于梅州城区梅江河右岸，堤围全长12.11公里，设计堆石砼约9.0万m3；设计防洪标准为100年一遇，堤防级别为2级，本工程计划工期18个月，其中75米高程以下（即基础部分）必须在2012年5月4日前完成，实际施工期就6个月。

这期间已过了水利工程施工的黄金期，气候多雨。

由于该工程所在地为梅州城区，施工期间对城区的景观及交通等影响较大。

根据广东省水利厅的批复及施工设计图，基础工程施工需采用西阳电站开闸放水，恢复天然河道。

在堤防前筑一低水围堰兼作施工便道施工围堰顶高程为天然河道水位加上0.5m。

再对堤防迎水坡基础进行开挖。

因工程采用西阳电站降低水位后填筑围堰，对堤防前坡开挖至基岩，开挖高度相对较大。

同时为减少堤防在开挖过程中的塌落的危险，采取间隔开挖（如30m左右）及在较危险的地段先采取针对性的防护措施后进行开挖等多种方法以确保墙体的安全。

堆石混凝土施工技术在本工程主要应用于基础处理、回填、挡墙的素混凝土部位。

堆石料主要采用开采的大粒径块石、开挖料中的大粒径块石（或卵石）等，经初级筛分保留粒径大于300mm的石块，通过自卸汽车直接运输至仓面自然堆积，堆石吊入仓面自然堆积，堆石厚度控制在1.5m左右，利用强制式拌和机生产专用自密实混凝土，通过泵送直接浇注入仓。

2 堆石混凝土施工技术简介
堆石混凝土（Rock-filled Concrete，简称RFC）施工技术是清华大学水利水电工程系发明并获得国家发明专利授权的新型大体积混凝土施工技术，具有低碳环保、低水化热、工艺简便、造价低廉、施工速度快等特点。

堆石混凝土是指先将满足—定粒径要求的块石（或卵石）自然堆满仓面，然后在堆石体表面浇注满足特殊要求的专用自密实混凝土（Self -Compacting Concrete，简称SCC），无需振捣仅依靠其自重充填堆石体的空隙，所形成完整密实的混凝土。

3 堆石混凝土的施工
3.1 堆石料的选择
堆石料应新鲜、完整，质地坚硬，不得有剥落层和裂纹。

堆石料可以使用毛石、块石、粗料石和卵石，其中部或局部厚度不宜小于30cm，卵石不宜小于25cm，最大粒径以运输、入仓方便为限，且不宜超过 1.0m；允许使用少量片石但其重量不得超过堆石料总重的10%。

堆石料的饱和抗压强度（Rs）不得小于50MPa。

3.2 基础仓面的处理
堆石入仓前的基础仓面的处理，可按常规混凝土的处理方法进行。

基础仓面上的混凝土乳皮、表层裂缝、由于泌水造成的低强混凝土（砂浆）以及嵌入表面的松动堆石必须予以清除，并进行凿毛处理。

3基础仓面必须保证清洁，不应有积水。

3.3 堆石入仓
选择入仓的堆石料应严格满足要求，但其片石不得集中堆放。

基础仓混凝土强度达到5MPa以上方可进行堆石入仓。

对于石料表面附着的泥土，必须清洗干净。

堆石入仓时不得将泥土带入堆石仓面，对于已带入仓内的泥土必须在浇筑自密实混凝土前予以清除，否则不得浇筑自密实混凝土。

宜将粒径较大的堆石置于仓面的中下部，粒径较小的堆石置于仓面的中上部。

与基础仓混凝土接触的堆石应严格避免大面积接触，以免影响冷缝的粘结。

对于粒径超过800mm的大块石，宜放置在仓面中部，以免影响堆石混凝土表层质量。

对于表面可见的小于20cm的堆石碎块应予以清除。

堆石完成后应做好防雨（水）措施，在浇筑自密实混凝土前必须防止雨（水）冲刷堆石导致泥浆在接触面上堆积。

每层堆石厚度可按1.0～1.5m控制。

3.4 模板施工
堆石混凝土在堆石过程中，模板拉条容易被大石碰弯、压断，因此拉条周边宜采用粒径约为200mm的堆石进行人工平仓。

同时，堆石后应对模板进行校正，加固拉条。

在堆石体与模板之间应保留大于3cm的空隙作为保护层。

混凝土强度达到5MPa以上方可拆模。

3.5 混凝土入仓与浇筑
堆石混凝土浇筑，一个特点是堆石，另一个特点是特高坍落度混凝土。

浇筑自密实混凝土时，严禁在仓内加水。

如发现混凝土和易性较差，应采取加强措施（如添加外加剂、重新拌和等），以保证质量。

在浇筑过程中浇注点应均匀布置于整个仓面，其间距不得超过3m；必须在浇筑点的自密实混凝土填满后方可移至下一浇筑点浇筑，浇筑顺序应做到单向顺序，不可在仓面上往复浇筑。

鉴于堆石混凝土模板承受的侧压力大，模板支撑难度大，建议专用自密实混凝土浇筑仓高度宜控制在1.5m以内，自由下落高度时宜控制在5m以内，并应在浇筑过程中控制专用自密实混凝土的浇注速度。

3.6 堆石混凝土养护
浇筑完成的堆石混凝土，在养护前宜避免太阳暴晒。

应在浇筑完毕6～18h 内开始洒水养护。

混凝土应连续养护，养护期内始终使混凝土表面保持湿润。

混凝土养护时间，不宜少于28d，有特殊要求的部位宜适当延长养护时间。

3.7 堆石混凝土的优点
堆石混凝土中堆石的体积比例一般可以达到55%～60%，能够充分利用初级开采的石料或者开挖料中的大块石，最大限度地降低了胶凝材料用量的同时还在骨料破碎、混凝土生产浇筑等施工环节上大大地节约了能源，减少了二氧化碳的排放，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优点：3.7.1 低水泥用量与低水化热
堆石混凝土可以充分利用粉煤灰、矿渣粉、石粉等活性或惰性掺和料，因此对于水泥的用量显著降低，C20等级堆石混凝土中的水泥含量一般不超过80kg/m3，绝热温升不超过15℃。

在大体积混凝土施工中可以显著简化甚至取消温控措施。

3.7.2 工艺简便，施工快速
堆石混凝土施工主要包括两道工序：堆石入仓和专用自密实混凝土的生产浇筑。

通过合理的施工组织设计，两道工序均可以通过大规模的机械化施工来完成，减少了人工的投入，避免了人为的干扰。

在完成一定堆石仓面后堆石入仓和混凝土生产浇筑可以平行进行，工序间干扰小，生产效率成倍提升的同时还降低了设备生产强度的要求。

简化消除温控措施、混凝土生产运输浇筑量减半且无需振捣等都为加快建设速度、缩短工期提供了强有力的保证。

3.7.3 降低施工成本
堆石混凝土施工的综合成本在相同条件下较常态混凝土可降低10%～20%，略低于埋石混凝土成本。

主要通过三个方面实现：大量使用堆石减少胶凝材料用量；工艺简单，可节约工期，同时节约管理成本；简化或消除了温控措施，浇筑过程免去了振捣工序减少了人工成本的投入。

（下转第126页）
（上接第95页）3.7.4 综合性能稳定，安全系数高
试验研究和工程应用证明：堆石混凝土容重通常可以达到2500kg/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；抗渗性能方面堆石混凝土渗透系数可达到10-11m/s（针对堆石混凝土本身），工程钻孔压水检测透水率低于1Lu：在抑制收缩、抗裂等方面堆石混凝土在工程应用中也表现出了优异的性能。

4 结束语
堆石混凝土已广泛用于水利水电工程建设，施工中施工工艺简单、施工速度快、质量可靠的优点，在堤防工程建设中提出几点建议：（1）鉴于堆石混凝土模板承受的侧压力大，模板支撑难度大，建议专用自密实混凝土浇筑仓高度宜控制在1.5m以内，自由下落高度时宜控制在5m以内，并应在浇筑过程中控制专用自密实混凝土的浇注速度。

（2）建筑物建基面由监理人及华实工程师验收合格后，方可进行现场堆石工作。

（3）岩基上的杂物、泥土及松动岩石均应清除，如遇有承压水，承包人应制定引排措施和方法报监理人及华实工程师批准，处理完毕，并经监理人及华实工程师认可后，方可堆石入仓浇筑堆石混凝土，清洗后的基础岩面在堆石混凝土浇筑前应保持洁净和湿润。

本文提出的几点粗浅建议，进一步完善堆石混凝土施工质量控制措施，为形成堆石混凝土施工标准而创造条件。

【参考文献】
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