黄小镜
遵义水利水电勘测设计研究院 贵州 遵义 563000
摘要：绿塘水库枢纽工程的大坝为C15自密实混凝土堆石拱坝，最大坝高53.5m，筑坝材料采用自密实堆石混凝土，按大体积混凝土施工，在前期设计中，结合该地区天然建筑材料情况，创新设计采用C15混凝土预制块作为上下游坝面以替代大坝混凝土浇筑的模板，在闸墩、闸井、工作桥等常态混凝土部位采用模板浇筑，实际施工中取得成功，大坝已完工投入运行，坝面结构平整、整体形象美观，该结构设计和施工工艺设计为同类坝型设计提供了较好的参考和借鉴。
关键词：绿塘水库；大坝；混凝土施工；工艺设计
1工程概况
绿塘水库工程位于遵义市境内的茅官河中下游河段，水库坝址距遵义市中心城区68km，有乡村公路从水库下游0.3km处经过，工程对外交通较方便。水库正常蓄水位826m，相应库容1660万m3，校核洪水位828.47m，相应库容2040万m3,水库规模为中型，工程等别为III等。工程主要任务为城市及周边集镇供水。
绿塘水库大坝为C15自密实混凝土堆石拱坝，坝顶高程829.5m，最大坝高53.5m，坝顶弧长181.364m，坝顶宽度6.0m，最大坝底厚16.0m；溢洪道堰顶高程820.0m，溢流堰净宽24.0m，设3道弧形工作钢闸门，顶部设工作桥连接大坝两端。溢流堰采用WES实用堰，挑流消能，挑坎顶高程813.00m。下游河床布置护坦保护坝脚，底长28.5m，厚1.5m，底板高程782m。
取放水建筑物进水口布置在右坝段，由坝前塔式进水口段、坝身埋管段、出口闸阀室段组成，采用坝式进水口，进口底板高程798.5m，孔口尺寸1.5×1.5m。闸井进水口设拦污栅和事故检修闸门各一扇，闸井渐变段后接DN1500的取水钢管，出口左侧接DN1000放空钢管，并设锥形阀控制，同时在锥形阀前接DN500生态放水管，并设置相应的闸室。
2、材料选择设计
经综合比选，绿塘水库大坝结构设计的混凝土分为C20坝基混凝土垫层（R28二级配）916m3、M15浆砌C15混凝土（R28二级配）预制块坝面4500 m3、C20坝体防渗混凝土（R90二级配）3899m3、C15自密实堆石混凝土（R90二级配）坝体51180m3。自密实堆石混凝土按大体积混凝土施工，为防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝，本工艺设计从材料选择、技术措施等有关环节保证大坝混凝土顺利施工。主要材料选择如下：
（1）水泥：C15混凝土预制块使用普通硅酸盐P.C32.5水泥,其它混凝土使用普通硅酸盐P.O42.5水泥。
（2）砂、碎石：砂和碎石的质量应符合《水工混凝土施工规范》（SL677-2014）的规定和自密实混凝土要求，砂浆和小骨料混凝土采用的砂料，要求粒径为0.15～5mm，细度模数为2.4～2.8，自密实混凝土为一级配，碎石粒径为5～20mm；其他非自密实混凝土为二级配，碎石粒径为5～20mm、20～40mm。
（3）粉煤灰：选用遵义市播州区金吉星粉煤灰有限公司Ⅱ级粉煤灰，满足G5/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》Ⅱ级标准。
? （4）外加剂：专用减水剂，堆石混凝土专用外加剂HSNG-T（聚羧酸系高性能减水剂）。
（5）拌合用水：拌合用水取用茅官河的河水，提水泵站抽至高位水池向拌合系统供水，拌制砂浆和混凝土，拌合用水应取样送检合格后才能使用。
（6）混凝土配合比：混凝土采用在绿塘水库料场取砂石骨料，提前开展工作，现场搅拌站根据现场提出的技术要求后进行试配，依据《堆石混凝土工程施工技术要求》，及按照国家现行《自密实混凝土应用技术规程》（JGJT 283-2012）、《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596-2005）等有关要求进行设计，试配样品经检测合格后才能用于现场指导拌制。
（7）堆石块石料：大坝堆石所用块石应干净，无泥块附面、风化石现象，堆放饱满，平整，仓内每平方米内小于30cm的块石少于10块且不能集中，块石最大粒径应小于结构断面最小边长的1/4，块石粒径不宜小于30cm。块石料抗压强度应大于40Mpa。
3、混凝土浇筑施工工艺设计
3.1、C15混凝土预制块制作及入仓运输
大坝上下游坝面代替模板的C15混凝土预制块在大坝下游1.0km处设置的混凝土预制块加工场进行制作，预制块制作采用订制钢模板进行预制，用0.4m3筒式强制搅拌机进行混凝土拌和，混凝土成型24小时后脱模并进行拉毛，3天后集中转运至养护堆放点进行洒水养护，养护至设计强度后，混凝土预制块由自卸汽车从混凝土预制养护点运至大坝附近，施工时塔机吊入仓面，砂浆由右岸拌和站拌制，由塔机吊运至工作面。
3.2、大坝枢纽工程混凝土分类设计
大坝混凝土主要包括垫层、防渗墙、堆石混凝土坝体、溢流面、溢流堰、拱冠、导墙、闸墩、闸井、排架、交通桥和护坦等部位的混凝土施工。混凝土均采用位于右坝肩上坝公路的拌和站集中拌制，其中大坝堆石坝体混凝土为C15自密实混凝土，坝基垫层、溢流堰、拱冠，溢流面、导墙、闸墩、工作桥和护坦及侧墙、闸井、排架、坝顶路面等部位为常态混凝土。
3.3、C15自密实堆石混凝土施工
大坝枢纽工程砼准备工作就绪经参建各方验收签字后进行混凝土浇筑施工，C15自密实堆石混凝土采用塔机吊运或泵送至工作面入仓自流浇筑，其施工程序见方框图:
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C15自密实堆石混凝土施工程序方框图
（1） C15混凝土预制块砌筑
大坝上下游预制块采用座浆法进行砌筑，按2cm厚度砌每层横缝、纵缝，在混凝土预制块相互之间砂浆应饱满。且混凝土预制块上下两层在砌筑时应错缝搭接，上、下游面按一顺一丁砌筑。最后对横缝、纵缝进行抹光处理，使坝面外表面整洁，达到规范质量要求。
（2） 堆石块石料入仓
大坝基础垫层混凝土强度达到2.5Mpa以上进行堆石入仓；石块在仓面外的临时场地冲洗、沥干后采用钢筋吊篮配合塔机吊运入仓，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。堆石入仓时应控制不对基础仓混凝土产生较大的冲击造成早期损伤。
（3）仓面堆石
仓面堆石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80cm的大块石，宜放置在仓面中部，堆石入仓堆放与上下游坝面预制块保持适当距离，避免损坏已砌筑的预制块。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）冲刷堆放石导致泥、石粉在接触面上堆积。
（4）混凝土浇筑
大坝枢纽工程的自密实混凝土采用泵送入仓，入仓时相邻下料点不宜超过3米，宜从上游面开始，从上游至下游。出料口至堆石面高度不得大于1米。仓面泌水或积水须排出仓外。在混凝土浇筑期间，应及时用瓢、桶或吸管将表面泌（积）水清除，混凝土即将覆盖处不得有积水。泵送自密实混凝土前预先检查泵机性能情况，首先用泵送0.8m3左右的清水湿润清洁管道，其次用同配比的砂浆润泵，然后再泵送自密实混凝土。泵送中途停歇，应每隔10～15分钟开泵一次，泵送小量混凝土，防止泌水离析；长时间停泵，应从管道中清除混凝土，防止塞管。严禁自密实混凝土与其它混凝土交替泵送。浇筑完成缝面应向上游方向缓倾，其坡度不大于1:10为宜。封仓时，应使适量石块外漏高度5～15cm。尽量避开中午等高温时段开仓，宜安排在早晚或夜间浇筑。施工缝面应进行冲毛处理，冲毛后应达到无乳皮且微露粗砂，已冲毛的仓面应做好防雨准备，严禁雨水冲刷冲毛后的仓面。
大坝上游面自密实混凝土防渗墙根据混凝土浇筑分缝设计，将厂家订制的1mm厚铜止水片安装在伸缩缝上，止水片铺设前，在鼻腔中填充沥青麻绳，防止砂粒或混凝土浆液流入止水铜片中填充鼻腔以保证止水铜片适应接缝变形，且垂直于铜片止水安装沥青杉木分缝板。止水铜片的型式、尺寸、埋设位置和材料的品种要符合施工图纸的规定。止水铜片应平整、干净、无砂眼和钉孔，在现场机械加工成型，采用搭接焊方式，其搭接长度不小于20mm。安装好的止水铜片应加以固定和保护，伸缩缝混凝土表面应平整、洁净。
（5）混凝土养护
大坝枢纽工程各仓面混凝土浇筑完成6～18h以内开始洒水喷雾养护，夏季施工根据天气情况准备降温措施，防止胶材料中的水分蒸发过快，造成水化反应不正常进行，甚而出现胶结材料干裂，常规采用冷水浸湿麻袋，草席覆盖，增加洒水次数，保持混凝土面湿润。气温低于5℃时，要采取低温时段保温养护措施，用麻袋、草垫等保温材料覆盖，喷热水浸湿覆盖材料养护。
4、闸墩、工作桥和护坦等常态混凝土施工工艺
大坝枢纽工程的溢洪道闸墩、工作桥和下游护坦部位的常态混凝土浇筑模板采用2cm厚胶合木工板，采用50mm钢管作为围令，拉杆采用φ12mm圆钢，模板固定采用内拉方式，人工安装立模及钢筋制安。混凝土浇筑时铺一层2～3cm厚的水泥砂浆，混凝土采用平铺法浇筑，右岸梭槽传料及塔机吊运入仓，每层浇筑下料50cm后进行振捣，各部位的振捣时间以混凝土粗骨料不再显著下沉，并开始泛浆为准。混凝土收仓面应浇筑平整，毛面处理采用水枪冲毛，确保施工缝面无乳皮、露粗砂、小石。浇筑后养护，采用水管喷雾或喷水使混凝土面保持湿润，如出现气温较低情况，采用土工布进行遮盖保温。
5、结语
绿塘水库工程大坝枢纽混凝土浇筑施工工艺设计分为自密实混凝土和常态混凝土，自密实混凝土的浇筑必须进行周密考虑和组织，块石堆放是否规范直接关系自密实混凝土浇筑的质量，开仓后每层混凝土浇筑应一次性连续浇筑完成，尽可能不形成施工冷缝；在浇筑过程中控制好间歇时间,坝体混凝土坡度按不超过坡度1:10左右控制；自密实混凝土无需振捣。常态混凝土浇筑振捣是关键，严格掌握振捣插点振捣持续时间,避免漏振,在振捣上层混凝土时,振捣棒下插50cm,以消除两层间气缝, 确保混凝土振捣密实。
自密实混凝土在水利工程大体积混凝土结构中的普遍运用，特别是在大体积混凝土结构中的无需振捣工艺，提高机械化作业程度。通过预埋观测设备监测数据和后期实际观察分析，大坝水化热温升较常态混凝土和碾压混凝土低。自密实混凝土性能和施工工艺为在灰岩地区修建水利工程大坝枢纽工程提供了优选材料的比较优势，为水利行业大体积混凝土结构设计提供了借鉴和推广参考。
参考文献：
1.《水利水电工程施工组织设计手册》 第二卷：施工技术
2.《水利水电地下工程施工组织设计规范》 SL 667-2014
3.《遵义市绿塘水库工程初步设计报告》遵义水利水电勘测设计研究院