重力坝埋石混凝土施工工法

重⼒坝埋⽯混凝⼟施⼯⼯法1?前⾔

根据⽔电站重⼒坝具有坝⾝较宽、较⾼、较长，混凝⼟体积⼤，⽔泥⽔化热⼤，结构内不易散失，易产⽣温度裂缝、施⼯难度⾼等特点，如何在满⾜设计要求的前提下，尽可能的节约资源，控制质量、保护环境，是⽔电站建设⼈员重点研究的问题之⼀。

湖南省建筑⼯程集团总公司承建的云南xx⽔电站⼤坝等⼯程，采⽤了新型的埋⽯混凝⼟施⼯技术，此技术主要针对坝体埋⽯混凝⼟，如何调整混凝⼟埋⽯率，来控制⽔泥⽤量，降低温升，减少⼲缩，减少施⼯难度及温控等措施。

此关键技术于2010年通过湖南省住房和城乡建设厅组织的鉴定，并形成重⼒坝埋⽯混凝⼟施⼯⼯法。在节约材料，减少混凝⼟裂缝，提⾼⼯程质量⽅⾯有明显效果，技术先进，故有明显的社会效益和经济效益。2?⼯法特点

2.1在浇筑混凝⼟的同时埋⼊⼤量块⽯，减少⽔泥⽤量，有效节约资源，降低⼯程造价。2.2在混凝⼟中埋⽯，并调整混凝⼟配合⽐，能有效降低温升，减少温度裂缝，提⾼⼯程质量。3. 适⽤范围

⽔电站重⼒坝⼤体积混凝⼟施⼯。4. ⼯艺原理

在满⾜设计要求的前提下，⽔电站重⼒坝⼤体积混凝⼟中最⼤可埋⼊30%~40%块⽯，块⽯

间⽤混凝⼟填充，并振捣密实，形成耐压，承载⼒强的整体构件。通过埋⽯减少了⽔泥⽤量，节约资源，降低造价。同时，由于⽔泥⽤量减少，降低了混凝⼟施⼯过程中的温升，通过砼分仓分层施⼯，减少⼀次性混凝⼟浇筑量，有效减少因混凝⼟⽔化热引起的温度裂缝，提⾼混凝⼟施⼯质量。4

5.

5.1施⼯⼯艺流程

5.2操作要点

5.2.1基⾯验收、仓⾯准备

在施⼯区周围设置挡⽔围堰和开挖周边排⽔沟以及采取集⽔坑抽⽔等措施，阻⽌场外⽔流⼊场内，并有效排除积⽔。基坑开挖通过柴动空压机、地质钻机⾃上⽽下分层造孔，爆破可按实际情况选择炸药类别（乳化硝铵或普通硝酸炸药等）进⾏，保护层厚度不应⼩于 1.5

⽶，采⽤浅孔、密孔的⽅法进⾏，⼟、⽯碴采⽤挖机进⾏挖掘，通过验收⼯作组验收合格后进⾏仓⾯准备，将岩基上的杂物、泥⼟及松动岩⽯清除（混凝⼟仓⾯凿⽑或冲⽑完成），并冲洗⼲净，排除积⽔和其他杂物，处理完毕，验收合格后，再放样⽴模。522测量放样、⽴模

测量⼈员必须具有相应的专业知识和⼯作经验，且持证上岗。测量放样应⽤全站仪、

⽔准仪、钢尺进⾏，按设计坐标及结构物外形设计尺⼨进⾏测量放样，多⽅向设⽴控制点，以便校正。测量过程中，对测量的基准点、基准线和⽔准点设置防护设施，以免被破坏。模板⼯程本⼯程采⽤的模板种类有：组合定型钢模板和拼装钢模板、悬臂⼤模板、异形模板、⽜腿模板、承重模板等。（1）模板施⼯的技术要求

①、⼯程所⽤的模板均满⾜建筑物的设计图纸及施⼯技术要求。

②、所⽤的模板均能保证混凝⼟浇筑后结构物的形状，尺⼨与相对位置符合设计规定和规范

要求；

③、模板和⽀架具有⾜够的稳定性、刚度和强度，做到标准化、系列化、装拆⽅便。本⼯程所⽤模板厚度选为4mm。

④、模板表⾯光洁平整、接缝严密、不漏浆，混凝⼟表⾯的质量达到设计和规范要求。⑤、模板安装，均按设计图纸测量放样，设置控制点，并标注⾼程，以利检查、校正。⑥、模板的⾯板处理均涂刷脱模剂，且对钢筋及混凝⼟⽆污染。

⑦、模板的偏差，应确保能满⾜规范要求，蜗壳、尾⽔管段、门槽等要求较⾼的部位均应满⾜设计要求，钢筋混凝⼟梁柱的安装允许偏差，确保能满⾜GB50204-92的有关规定。（2）悬臂⼤模板

悬臂⼤模板采⽤钢材制作，安装速度快，适⽤于混凝⼟表⾯平整且⾯积较⼤的部位，如重⼒坝、溢流坝段墩墙、船闸墩墙、⼚房混凝⼟墩墙和进⼝段边墙等部位，在施⼯中被⼴泛应⽤。我集团在贵州东风电站⼤坝、湖北汉江王甫洲⽔利枢纽、浙江赵⼭渡⼯程中已成功应⽤，效

果很好，⾯板尺⼨3X 4m,⽤P3015模板拼装组成，悬臂⼤模板的应⽤为混凝⼟快速施⼯创造有利条件，为⼀期⼯程防洪渡汛提供了有⼒的保障。其结构见下图所⽰。

1-⾯板；2-吊⽿；3-安全平台；4-桁架；5-横围梁；6-悬臂梁；7-铰座；8-拉条；9-调节螺栓; 10-⼯作平台；11-⽀垫座；12-设计钢筋(3)半悬臂模板

半悬臂模板⽤于柱⼦、闸门槽等⼤模板不便安装部位。其纵横向围楞均⽤0 50mm双钢管焊接⽽成，两钢管间净距为16mm，采⽤$ 14圆钢作拉条加固，参见下图。

1-拉条；2-⽀撑；3-预埋插筋；4设计钢筋；5-⾯板；6- $ 50双钢管纵围楞；7- $ 50双钢管横围楞5.2.3混凝⼟、块⽯⼊仓

拌合站⽣产的混凝⼟通过塌落度等测试合格后，在25分钟内运送⾄浇筑现场。最佳浇筑⽅式为使⽤泵送车浇筑，根据现场实际条件及⼯程进度考虑，采⽤装载机，挖掘机、吊罐等⽅式⼊仓浇筑。⽤于埋⽯砼中的块⽯，必须为湿饱，抗压强度⼤于300kg/cm 2,选择

新鲜、完整的岩块，⽆风化剥落层或裂纹，⽯材表⾯应冲洗⼲净，不能留有树根、杂草等污物，所有进仓块⽯表⾯应处于湿润状态。所选取的块⽯粒径在20cm-120 cm之间，且20 cm-50cm的块⽯与50-120 cm的块⽯分开堆放或者分开适时埋⼊砼中，在满⾜实际的前提下，尽可能提⾼埋⽯率；块⽯经过电⼦秤称重，使⽤塔吊调运⼊仓，辅以⼈⼯放码。(1)混凝⼟施⼯缝处理

施⼯缝⾯处理⽅法及适⽤条件见下表施⼯缝⾯处理⽅法

②、冲⽑

压⼒⽔冲⽑：冲⽑的压⼒⽔⼀般为3?5kgf/cm2。冲⽑时间⼀般在混凝⼟初凝后⾄终凝前进

⾏，冲⽑标准遵守有关规范要求。

b、⾼压冲⽑机冲⽑：⾼压冲⽑机冲⽑压⼒⼀般可达400kgf/cm2左右，最⾼可达500kgf/cm2 ,冲⽑质量能满⾜混凝⼟施⼯规范要求。③、清洗

当仓⾯模板、钢筋⼯序按设计完成后，即可进⾏仓⾯冲洗，清除仓⾯杂物，排除施⼯缝⾯积⽔。④、砂浆铺设

⽔⼯混凝⼟施⼯规范规定，在接缝⾯摊铺2?3cm厚砂浆。实际施⼯中，砂浆⼊仓后⽤⼈⼯

铺平，保证厚度，且做到随盖随铺。在仓⾯窄⼩，钢筋密集，不便于铺砂浆的个别部位，则采⽤增⼤砂浆含量的办法来解决。(2 )混凝⼟⼊仓⽅式

本⼯程的混凝⼟⼊仓主要由门机或履带起重机吊运⼊仓。吊罐以3m3卧罐为主，另根据需要配少量1.5m3卧罐。吊罐平台均布置在基坑内。

作为辅助⼊仓⼿段，⼚房主机段⼆期、副⼚房上部排架等部位，则采⽤1台HB30D混凝⼟

泵输送熟料再转运⼊仓；两岸重⼒坝门机⼯作范围以外部分，采⽤履带吊吊运⼊仓，局部采⽤溜槽⼊仓。(3 )铺料⽅法①、平铺法

对仓⾯⾯积不⼤的部位，采⽤平铺法铺料。铺料顺序由低到⾼，先⾏填塘，再按顺序铺料。有廊道、钢管或埋件的仓位，卸料时，廊道钢管两侧均匀上升，其两侧⾼差不超过铺料层厚50cm，⼀般铺料层厚采⽤25?50cm。②、台阶法

在重⼒坝、船闸以及闸坝底板等⼤⾯积仓号施⼯中，均采⽤台阶法铺料。台阶法混凝⼟浇筑程序从块体短边⼀端向另⼀端铺料，边前进、边加⾼，逐步向前推进并形成台阶，直⾄浇完整仓。其浇筑程序参见下图。

400单位：cm

⽔平施⼯缝采⽤逐步覆盖，接缝砂浆在⽼混凝⼟⾯上边摊铺边浇混凝⼟；在浇筑过程中，台

阶层次应分明，铺料厚度50cm，浇筑层厚度为1.5?2.0m，台阶宽度⼀般⼤于 1.0m，坡度⼀般不⼤于1:2。(4)平仓①、⼈⼯平仓

在靠近模板和钢筋较密的部位⽤⼈⼯平仓，使⾻料分布均匀；⽔平⽌⽔、⽌浆⽚底部⽤⼈⼯

送料填满，严禁料罐直接下料，以免⽌⽔、⽌浆⽚卷曲及其底部混凝⼟架空；各种预埋仪器周围⽤⼈⼯平仓，防⽌位移和损坏；板梁柱等⼩仓⾯也采⽤⼈⼯平仓。②、机械平仓

为了加混凝⼟施⼯进度，避免因浇筑时间过长⽽产⽣混凝⼟冷缝，在建筑物底板⼤体积混凝⼟部分则可采⽤机械平仓；混凝⼟坍落度⼀般要求在3?6cm之间。凡能够利⽤机械平仓的仓⾯尽量优先考虑机械平仓。(5)振捣

根据施⼯规范规定，振捣时间以混凝⼟不再显著下沉、不出现⽓泡、开始泛浆为准。采⽤插⼊式和软轴式振捣器振捣，移动距离均不超过其有效半径的 1.5倍，并插⼊下层混凝⼟5?10cm，顺序依次、⽅向⼀致，避免漏振。(6)混凝⼟铺料间隔时间

混凝⼟铺料间隔时间均应遵守规范要求。《⽔⼯混凝⼟施⼯规范》规定，⽤振捣器振捣30s,

振捣棒周围10cm内仍能泛浆且不留孔洞、混凝⼟还能重塑时，仍可继续浇筑混凝⼟。否则，作为“冷缝”按施⼯缝处理后继续浇筑。(7 )⼆期混凝⼟施⼯①、门槽⼆期混凝⼟浇筑

门槽⼆期模板均采⽤P3015钢模板，⽤$ 14mm圆钢⽤作拉条固定，螺杆焊接在预埋插筋的根部、模板安装每隔1.5m预留⼀个⾼30cm的孔洞作为临时进料⼝。混凝⼟运输通过溜筒卸⼊槽内。卸料层厚20?40cm,浇筑上升速度以每台班不超过3m为宜。每个门槽⼀次性连续浇筑到设计顶部。②、⼚房主机段⼆期混凝⼟施⼯a、混凝⼟运输

主机段⼆期混凝⼟⽔平运输⽤12t⾃卸汽车，垂直运输⽤混凝⼟泵送⼊仓。b、混凝⼟浇筑

由于过流⾯混凝⼟抗裂性能和温控均要求较⾼，在施⼯中为确保过流⾯混凝⼟浇筑质量，施⼯中可采取以下措施确保混凝⼟施⼯质量：

降低混凝⼟⽔灰⽐，减少⽔泥⽤量，同时掺⼊适量外加剂和粉煤灰，以减⼩混凝⼟⽔化热，为增强混凝⼟抗裂性能，在每⽅混凝⼟中可加⼊0.9kg聚丙烯纤维。该项施⼯技术我集团已在湖北王甫州、温州赵⼭渡⽔库等闸坝⼯程中有成熟的施⼯经验。对增强混凝⼟抗裂性能⾮常显著，⽽且成本也较低；

选择⽓温较低的时段浇筑混凝⼟，混凝⼟采⽤⼆级配料，坍落度控制在3?6cm以内；混凝

⼟浇筑按要求保证两边墙同时上升，平铺法浇筑，层厚＜25cm，浇筑速度不⼤于25cm/h ;浇筑完毕后及时进⾏表⾯流⽔养护。模板安装：坝⾯预留钢筋螺杆装设三⾓形平衡⽀撑槽钢架，在钢架上搭设悬空式脚⼿架及⽵

架板进⾏模板安装，模板采⽤预埋钢筋安装钢管拉固、⽅⽊⽀撑(模板、⽀撑的稳定性、刚度和强度应满⾜设计要求)。模板表⾯应光洁、⽆污物，安装时，相邻两块板搭接应平整，⽆缝隙，拉撑稳固后⽅可进⼊下⼀道⼯序。5.2.4混凝⼟温控

砼通过分仓分层施⼯，减少⼀次性混凝⼟浇筑量，调整混凝⼟埋⽯率，优化了混凝⼟配合⽐，

来减少⽔泥⽤量，同时采⽤低发热量、低含碱量、初期强度⾼、塑性性能好、初凝期长的特制⼤坝⽔泥，通过在混凝⼟配合⽐中掺加20%~30%粉煤灰,以降低⽔泥⽔化放热量、延缓⽔化热释放速度，并采⽤了制冷风系统对⾻料进⾏了降温处理，从⽽在拌合中降低了混凝⼟⽔化热，有效将混凝⼟⼊仓温度控制在26C ~28 C。并在浇筑过程中对⼤体积混凝⼟使⽤测温⼯具，多频率对砼内部温度和外界⽓温进⾏实时监测，根据内外温差采⽤移动提温房进⾏温度控制，保证砼强度，保证了⼯程质量。5.2.5块⽯混凝⼟浇筑完成(复查、检验)模板埋⽯

图1静态法埋⽯砼浇筑

动态埋⽯砼浇筑⽅法是：沿坝段宽度从上游向下游平⾏于坝轴线⽅向先铺筑⼀层长度10~20

⽶，宽4~8⽶⽔泥砂浆和砼料，然后塔吊吊埋⽯，现在⽤装载机或挖掘机进⾏混凝⼟⼊仓浇筑，并充分振捣埋⽯间及底部砼。简⾔之，动态埋⽯砼浇筑⽅法，就是边浇筑边埋⽯边振捣，待强度达到2.5mpa后再进⾏施⼯缝处理。如图2所⽰

图2动态法埋⽯砼浇筑

根据⼯地机械设备的砼拌制⽣产能⼒，砼及埋⽯⽔平运输能⼒及⼊仓垂直运输能⼒，结合坝

体（下游1: 0.8的坡⽐）1.2~1.5m ⼀层台阶的设计结构，确定每仓 1.2~1.5m为⼀个埋⽯砼浇筑分层。在1.5m的埋⽯砼浇筑分层中进⾏埋⽯施⼯，当埋⽯的粒径为100cm左右时，最多可以埋⼀

层块⽯。当埋⽯粒径为60cm左右时，可以埋⼆层块⽯。经过埋⽯砼浇筑实施后并通过计算发现，每个浇筑仓位如果只埋设50cm~120cm粒径的块⽯，其每个浇筑仓位的埋⽯率只能达到13%~16%，埋⽯率很难提⾼。埋⽯砼浇筑实践证明，在埋⽯砼浇筑过程中，埋设50cm~120cm粒径块⽯和埋设20cm~50cm搭配结合，可明显提⾼埋⽯砼浇筑的埋⽯率。埋设20cm~50cm粒径的块⽯，可采⽤动态法进⾏埋设，即先⽤吊篮将20cm~50cm的块⽯吊⼊仓内，配合⼈⼯将20cm~50cm的块⽯埋设在的块⽯之间和模板拉条间等边⾓位置。5.2.6砼养护及保护

砼浇筑12~18⼩时之内，开始洒⽔养护，各部位按设计要求的养护期进⾏养护，溢流⾯适当延长养护期，养护期内须保持砼⾯湿润状态。

砼浇筑后，严格控制拆模时间，以不造成砼表⾯和棱⾓受损为准。砼外露在低溢式⽓温鄹变期挂草包保温。

5.2.7混凝⼟浇筑完成（检查、验收）

混凝⼟完成后，专业施⼯队负责具体项⽬施⼯的⼈对其⼯作进⾏“初检，专业施⼯队质检员（技术员）负责“复检”，并向质量控制办公室提交施⼯记录；质量检查⼯程负责其分管项

⽬完⼯的“终检”，并向监理单位提交质量检查记录，申请监理验收，发现问题或缺陷，及时处理、整改，评定合格后进⾏下⼀道⼯序。6. 材料与设备6.1材料

6.1.1砂、碎⽯、⽯料

1、本⼯程⽤于砂浆和混凝⼟中的砂及碎⽯，其质量按照《浆砌⽯坝施⼯技术规定》（SD120-84 ）中的有关规定。

2、⼤坝施⼯所需混凝⼟的⾻料必须按粒径分级，其粗⾻料可分为⼆个粒径：80-40mm ；40-20mm。

3、砂⽯料成品的超径含量⼩于5%，逊径含量⼩于10%。

4、混凝⼟埋⽯坝的⽯料，抗压强度应不低于30mpa的新鲜、完整的岩块，⽆风化剥落层或裂纹，⽯材表⾯应冲洗⼲净，不能留有树根、杂草等污物。5、混凝⼟埋⽯坝⽯料，按外形可分为粗⽯料、块⽯、⽑⽯三种，其规格要求如下：

1）粗⽯料包括条⽯（⼀般为长⽅体形状），异形⽯（按特殊要求，经专门加⼯成特定形状与尺⼨的⽯料），要求棱⾓分明，六⾯基本平整，长厚⽐不宜⼤于3。2）块⽯⼀般由成层岩⽯爆破⽽成或⼤块⽯料锲裂⽽得，要求上下两⾯平⾏且⼤致平整，⽆

尖⾓、溥边，块厚宜⼤于20cm。

3）⽑⽯⽆⼀定规则形状。单块重量应⼤于25kg，中厚不⼩于15cm。

规格⼩于上述要求的⽑⽯，⼜称⽚⽯，可⽤于塞缝，但其⽤量不得超过该处砌体重量的5%。上述三种⽯料粒径设为20cm~120cm ,20cm~50cm粒径占总埋⽯率的25%~40%, 50cm~120cm 粒径的占总埋⽯率的60%~75%,埋设搭配结合进⾏。6.1.2胶结材料

1、本⼯程的主要胶结材料，为混凝⼟。2、坝体各部位采⽤的⽔泥品种应符合下列要求：

⽔位变化区的部位和其它受⽔流冲刷的部位，其胶结材料，选⽤普通硅酸盐⽔泥。2）坝体内部及⽔下表⾯砌体的胶凝材料，宜选⽤矿渣硅酸盐⽔泥或粉煤灰质硅酸盐⽔泥。3、⽔泥标号的选择，当胶结材料的抗压强度要求为15Mpa时，⽔泥标号不应低于PO32.5,胶结材料的抗压强度要求⼤于15Mpa，⽔泥标号不应低于PO42.5。4、对胶结材料拌和⽤⽔的要求如下：1）凡适于饮⽤的⽔，均可作为拌和⽤⽔。

2）未经处理的⼯业污⽔和沼泽⽔，不得⽤作拌和养护⽔。

3）天然矿化⽔中的硫酸根离⼦含量不超过2700mg/L , PH值不⼩于4时，可以⽤作拌和养护⽔。当采⽤抗硫酸盐⽔泥时，SO4离⼦含量允许放宽到10000mg/L。

4）对拌和、养护的⽔质有怀疑时，低于饮⽤⽔制成的砂浆28d龄期的抗压强度90%，则这种⽔不宜使⽤。6.1.3坝体各部位的混凝⼟的技术指标，应同时满⾜坝体结构和施⼯质量控制两⽅⾯的设计要求,具体指标如表6.1.3所⽰：表6.1.3 混凝⼟设计技术指标