水库供水工程混凝土砌石坝施工技术

水库供水工程混凝土砌石坝施工技术

田勇

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摘要：水库供水工程是基建的核心部分，混凝土砌石坝在其中扮演着重要角色。本文深入探讨水库供水工程中混凝土砌石坝的施工技术，涵盖材料标准、工艺流程、质量控制及常见问题对策等内容，旨在为实际工程提供有力的技术支持和指导，促进水库工程的高效、稳定运行，助力国家水资源管理与利用的长远发展。

关键词：水库供水工程；混凝土砌石坝；施工技术

水库供水工程在保障国家水资源和促进区域发展方面具有重要意义。混凝土砌石坝，作为一种经济且结构稳定的坝型，在水库建设中被广泛应用。然而，其施工技术复杂，涉及多个环节，并受多种因素影响。因此，深入研究混凝土砌石坝施工技术，对于提升工程质量、确保工程安全具有举足轻重的作用。通过不断优化施工技术，可以更好地发挥水库供水工程的综合效益。

1坝体材料要求

混凝土砌石坝在水库工程中占据重要地位，其主体由石料和混凝土构成。这两种材料对坝体的稳定性、耐久性及整体性能至关重要。

（1）石料。首要考虑的是其质地、耐磨性和抗风化能力。优质石料能有效抵御水流的冲刷和侵蚀，确保坝体在长期运行中保持稳定。因此，在选购时，需对石料的来源、品质及物理特性进行详尽的考察与测试，以保证其满足工程的严苛要求。（2）混凝土。为确保坝体的坚固与耐久，所使用的混凝土必须符合国家标准，具备出色的工作性能和力学性能。这包括易于施工、抗压强度高以及能够承受水库水压等多种外部荷载。在此基础上，混凝土的耐久性也不容忽视，它必须能够抵御水流、化学物质等环境因素的侵蚀，确保坝体的长期安全。

此外，为提升坝体抗渗性，可以在混凝土中掺入适量的矿物掺合料。这些掺合料不仅能改善混凝土工作性能和力学性能，更能显著增强其抗渗能力。通过科学合理地掺配这些矿物掺合料，进一步优化坝体的材料性能，提升其整体质量和安全性。

2坝体设计

混凝土砌石坝的坝体设计在水库供水工程中占据核心地位，其设计质量对于工程整体的安全与稳定具有决定性作用。在进行设计时，必须紧密结合工程实际，对坝型、坝高以及坝体结构等关键要素进行深思熟虑和科学决策。

坝型的选择不可随意，而需基于深入实地的地质勘测和地形分析。设计师应全面了解地质构造、岩层分布，以及水流速度、水位变动和泥沙含量等水文数据。同时，工程规模也是影响坝型选择的重要因素，大型水库对坝型的稳固性和安全性要求更高。坝高的确定需综合考虑水库库容需求和洪水标准，通过精确计算得出。坝址的选择同样关键，它直接影响坝体的稳定性和施工难易程度。因此，在选址时，应优先考虑地质稳定、地形适宜的区域。

在坝体结构设计方面，稳定性是首要考虑因素。设计师需运用力学原理对坝体进行精确受力分析，确保其在各种情况下均能保持稳定。抗渗性也是关键性能之一，必须采取有效防渗措施以防止坝体渗漏。此外，耐久性同样重要，坝体应能抵御自然环境的长期侵蚀，保持其长期功能。

3施工工艺

3.1原材料准备

原材料在混凝土砌石坝施工中占据着至关重要的地位，它们的质量不仅影响坝体的即时性能，更决定着坝体的长期强度和耐久性。在原材料的筹备环节，水泥、骨料、砂、水及外加剂等每一种组分都需经过层层筛选，以达到近乎苛刻的质量标准。

水泥，作为混凝土中的粘结剂，它的性能必须严格符合国家的相关标准。例如，水泥的28天抗压强度应达到42.5MPa以上，以满足坝体的高强度要求。此外，耐水性、耐冻融循环次数以及耐磨性等指标也不容忽视。一般来说，水泥的耐冻融循环次数应达到300次以上，以保证坝体在极端环境下的稳定性。同时，水泥的耐磨性也应符合相关规范，确保坝体在长期水流冲刷下仍能保持其原始形态。

骨料，作为混凝土的主要填充材料，其质量对坝体的密实度和强度有着直接影响。骨料的粒径分布应满足设计要求，且压碎指标值不得超过10%，以保证坝体的承载能力。同时，骨料的有害物质含量也应严格控制在规范允许的范围内。

砂的选择同样重要，它的粒度和含泥量会直接影响到混凝土的工作性能。通常情况下，砂的细度模数应在2.3至3.0之间，且含泥量不得超过3%，以确保混凝土的拌合质量。

至于外加剂，其使用量和类型都需要根据坝体的具体需求进行精确计算。例如，减水剂的掺量应根据混凝土的坍落度要求进行调整，早强剂的添加量则需根据施工进度来确定。这些细致入微的调控都是为了保证坝体的最佳性能。

在原材料的采购过程中，供应商的信誉和过往供货质量也是重要考量因素。应建立一套完善的供应商评价体系，对所有供应商的资质、生产能力、质量控制手段等进行全面审查。同时，材料进场后的验收环节更是不能松懈。应对每一批次的原材料进行严格的抽样检测，确保各项指标均符合设计要求和国家标准。一旦发现不合格材料，必须立即予以退货处理，坚决杜绝质量隐患。

3.2模板安装

模板安装是混凝土砌石坝施工中的关键环节，其精确性和稳定性对坝体的最终形态和工程质量具有决定性影响。作为混凝土浇筑的基准，模板的尺寸、形状及安装位置必须与设计图纸严格一致，以确保坝体成型的准确性。

在模板制作阶段，应严格按照设计图纸进行加工，确保模板的尺寸和形状符合设计要求。对于大型砌石坝工程而言，模板的尺寸误差必须控制在极小的范围内，通常要求不超过±5mm。这需要采用高精度的加工设备和工艺，以确保模板的精度和质量。同时，模板的形状也需要根据坝体的设计曲线和坡度进行精确制作，以保证坝面的平滑度和流线型美观。

在模板安装过程中，高精度的测量和定位是确保安装准确性的关键。使用全站仪、经纬仪等精密测量仪器对模板进行定位，可以确保模板安装的精确度和稳定性。这些仪器具有毫米级的测量精度，能够有效避免安装误差导致的坝体变形或错位等问题。同时，安装过程中还需要注意模板的平整度和接缝处理，接缝处应做到严密无缝，平整度应符合规范要求，以防止混凝土浇筑过程中出现漏浆或形成蜂窝状结构。

除了模板本身的制作和安装要求外，支撑结构的设计和施工也是至关重要的。支撑结构必须具有足够的刚度和稳定性，以承受混凝土浇筑过程中产生的侧压力和冲击力。对于大型模板而言，还需要采取专门的加固措施，如使用对拉螺栓、支撑钢管等，以确保模板在浇筑过程中不发生变形或位移。这些加固措施的设计和施工也需要充分考虑坝体的实际情况和施工要求，以确保其有效性和可靠性。

此外，在安装作业时，需要注重安全管理。施工人员必须严格遵守安全操作规程，佩戴好安全防护用品；现场应设置明显的安全警示标志，并配备相应的消防器材和急救设施；同时还需要定期对施工现场进行安全检查和隐患排查，以确保施工过程中的安全可控。

3.3混凝土搅拌和浇筑

在混凝土搅拌环节，设计配合比是整个搅拌过程的基础。配合比的确定应综合考虑工程要求、环境条件、材料特性等多个因素，以得出最优的混凝土配方。一般来说，混凝土的配合比会详细规定水、水泥、骨料、砂以及外加剂等各组分的比例。这些比例的精确控制，是保证混凝土强度和耐久性的关键。例如，水泥的用量会直接影响混凝土的强度，而骨料和砂的比例则关系到混凝土的密实性和工作性。此外，为改善混凝土的工作性能，如流动性、抗裂性等，可适当加入减水剂、膨胀剂等外加剂。但外加剂的种类和掺量也应根据实验数据和工程需求来确定，以免对混凝土性能造成不良影响。为确保混凝土的质量，搅拌过程中还需要加强对混凝土质量的监控。这包括定期对混凝土进行取样检测，检查其坍落度、泌水性、含气量等关键指标是否符合设计要求。搅拌站操作人员也应严格按照操作规程进行配料和搅拌，避免因操作不当而影响混凝土的质量。

在混凝土浇筑环节，浇筑速度和浇筑厚度是需要严格控制的两个参数。浇筑速度过快可能导致混凝土内部产生裂缝，而浇筑厚度过大则可能造成混凝土表面出现蜂窝、麻面等质量问题。因此，在浇筑过程中，应根据混凝土的初凝时间、气温等条件，合理调整浇筑速度和浇筑厚度。一般来说，对于大型混凝土坝体，浇筑厚度应控制在30~50cm之间，而浇筑速度则应根据实际情况进行调整，以确保混凝土在初凝前完成所有的浇筑工作。为确保混凝土的密实性和整体性，浇筑过程中还应采用机械振捣等方法进行密实处理。机械振捣可以有效地排除混凝土中的气泡和多余水分，提高其密实度和强度。能促进混凝土颗粒之间的紧密结合，增强其整体性。在振捣过程中，应合理设置振捣器的位置和振动频率，以确保混凝土均匀受振、密实度一致。

3.4养护

养护，作为混凝土砌石坝施工中的收尾之作，其重要性不亚于任何一道前序工序。不仅是保障混凝土质量的关键环节，更是确保坝体长期稳定运行的重要保障。当混凝土浇筑工作告一段落后，养护工作便应紧随其后，迅速而有序地展开。这是因为新浇筑的混凝土尚处于较为脆弱的状态，若不及时进行养护，很可能会出现干裂、收缩等质量问题，从而影响坝体的整体性能和寿命。在养护过程中，对温度和湿度的控制显得尤为重要。这两个参数的变化会直接影响混凝土的硬化速度和强度发展。因此，必须根据混凝土的特性和环境条件，制定出一套科学合理的养护方案，确保混凝土能够在最适宜的环境下进行养护。

此外，为提高混凝土耐久性和抗渗性能，还可在养护过程中采取一些特殊的处理措施。比如，可以通过添加外加剂、使用特殊的养护材料或方法等手段，来进一步提升混凝土的性能和质量。这些措施的实施，需要根据具体情况进行灵活调整，以确保养护效果达到最佳。

4. 结语

本文对水库供水工程中混凝土砌石坝的施工技术进行了深入探讨，涵盖了坝体选材、工艺流程、质量控制及常见问题解决方案等核心内容。该研究旨在为相关工程提供实用参考与指导，推动技术进步。展望未来，科技创新将持续推动混凝土砌石坝施工技术的完善与优化，确保水库供水工程安全、稳定、高效。同时，期待工程技术人员在实践中不断突破创新，共同推动该技术领域的持续发展与应用深化。

参考文献

[1]周厚贵.大坝加高混凝土施工技术研究综述[J].华北水利水电大学学报（自然科学版）,2015(5):60-64.

[2]张卫兵.大坪箐水库供水工程项目组成与施工方法[J].黑龙江水利科技,2014(3):81-83.

[3]蒋金平,吴素华.我国水库大坝安全技术标准发展过程与主要特征[J].大坝与安全,2014(4):50-55.