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汽车运输毛石直接上坝在混凝土砌石坝﹢施工中的应用研究

文档作者：林从建文档来源：福建省水利投资集团（沙县）水务有限公司		点击数：	更新时间： 2024年03月05日
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上一篇：水工沥青混凝土低温抗裂性能的影响因素研究

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收稿日期：2018 - 04 - 03
基金项目：福建省教育厅教育科学研究项目（JAT170959）
作者简介：林从建（1975 - ），男，工程师，主要从事水利
工程施工管理工作。E-mail：lcj6929＠163. com
汽车运输毛石直接上坝在混凝土砌石坝
施工中的应用研究
林从建
（福建省水利投资集团（沙县）水务有限公司，福建沙县365500）
摘要：传统砌石坝筑坝材料的运输方法主要靠塔吊、索道缆机空中吊装运输毛块石料、细石混凝土料上坝，工程进
展十分缓慢。因此，如何改善筑坝材料上坝运输速度，就成为影响砌石坝坝体施工进展的关键因素。根据自密实混凝土堆
石坝的施工经验，创新性地提出采用自卸汽车直接上坝，通过已施工的砌石坝面，将石料运输到筑坝作业区，再采用根据
挖掘机改装的抓铲并辅以人工作业的方式进行坝面摆石，大大提高了石料运输上坝和坝面毛块石摆放的速度，从而促进大
坝砌筑的施工进度。图3 幅，表1 个。
关键词：坝施工；汽车运输；毛石；道路
1 概述
福建省沙县双溪水库拦河坝为3 级建筑物，坝
型采用细石混凝土砌石重力坝，坝长231.0 m，最大
坝高67.0 m。砌石坝坝基为C15 混凝土垫层，厚
0.5 m；上下游面为C25 现浇混凝土，厚度分别为
1 m和0.7 m；坝体采用C15 细石混凝土砌毛块石。
坝体主要工程量：大坝垫层混凝土0.47 万m3，坝
体上、下游面混凝土2.46 万m3，细石混凝土砌坝
腹为15.48 万m3，坝体各种构筑物（廊道、放空底
孔、溢流堰、坝顶交通桥及闸墩混凝土等）为1.3
万m3， 合计大坝筑坝混凝土及毛块石量为
19.71 万m3，筑坝钢筋1 834 t。筑坝材料运输量非常
大，按计划工期30 个月计算，平均月运输上坝材
料1.6 万t，平均月运输上坝材料强度6 500 m3。
传统砌石坝筑坝材料的运输方法主要靠塔吊、
索道缆机空中吊装运输毛块石料、细石混凝土料上
坝，单次运输量小、时间长，致使工程进展十分缓
慢。因此，如何改善筑坝材料上坝运输速度、运输
方式，成为影响坝体工程施工进展的关键因素。
2 筑坝材料运输方案及可行性分析
2.1 筑坝材料运输方案
根据自密实混凝土堆石坝的施工经验，当坝面
已浇混凝土强度达到2.5 MPa，即可利用自卸汽车
配合挖掘机直接在堆石灌注混凝土后的坝面上作业
———运载、卸载和码放堆石料，坝面作业机械化程
度较高、施工速度快。因此，本工程拟采用自密实
混凝土堆石坝的材料上坝方式，采用自卸汽车运输
毛块石直接上坝，挖掘机抓铲配合卸料、堆放毛块
石进行砌坝，在保证质量和安全的前提下加快工程
的施工进展。
2.2 可行性分析
以汽- 20（载重20 t）为例，前轴重力为
60 kN，后轴重力为140 kN，前轮着地宽度及长度为
0.25 × 0.2 × 2，后轮为0.5 × 0.2 × 2。汽车对地面
的压强为：前轮为0.6 MPa，后轮为0.7 MPa，冲击系
数取2，则汽车对地面的最大压强为1.4 MPa。双溪
水库大坝坝体砌石胶结材料为C15 混凝土，根据混
凝土强度随龄期和稳定变化的经验公式计算得“混
凝土强度增长表”（见表1）。当气温为25 ℃时，
2 d混凝土强度可达到设计强度的41％；当气温为
5 ℃时，3 d后可达到设计强度的20％，则C15 混
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工程施工SMALL HYDRO POWER 2018No.3，Total No.201
万方数据
凝土3 d 的胶结强度为3 ~ 6.45 MPa，远大于
1.4 MPa。混凝土砌石体完成2 ~ 3 d后，坝面砌石混
凝土的抗压强度完全能够满足汽车在上面运输行走
的要求，不会影响大坝砌体质量。
表1 混凝土强度增长表
水泥
品种
龄期
／ d
混凝土硬化时的平均温度／ ℃
1 5 10 15 20 25 30 35
混凝土所达到的强度百分比
普通
水泥
2 28 35 41 46 50
3 12 20 26 33 40 46 52 57
5 20 26 35 44 50 56 62 67
7 26 35 42 50 58 64 68 75
10 35 44 52 61 68 75 80 86
15 44 54 64 73 81 88
28 65 72 82 92 100
3 砌筑工艺
本工程采用“直接砌筑法”（福建省省级工法）
进行坝腹砌石施工（见图1、图2）。
图1 “直接砌筑法”工艺流程
图2 大坝腹石砌筑施工示意
（1）筑坝原材料要求。石料应采用毛石，胶
凝材料应采用一、二级配细石混凝土。
（2）摆石。采用毛石直接砌筑法工艺。在已凿
毛、冲洗干净的仓面上直接摆大块毛石，层厚控制
在1.0 ~ 1.2 m，不求单块自稳；竖缝允许点、线接
触，大头朝上小头朝下，石料较平整的一面不得朝
下；若操作调整困难时可用小石垫空，避免毛石底
面与水平缝面出现面接触。因毛石形状不规则，所
以竖缝的形状呈三角状，宽度大小不一，不执行
《浆砌石坝施工技术规定（试行）》（SD 120—84）
4.2.6 的规定（该规定要求毛石砌体竖缝宽度为8
~ 10 cm）。
（3）灌竖缝（含补小块毛石、片石）同铺浆
法。灌竖缝通常分2 ~ 3 层进行，先灌底层竖缝混
凝土（高约30 ~ 40 cm）并振捣密实后进行补小块
毛石；再灌第二层竖缝混凝土（高约30 ~ 40 cm）并
振捣密实后进行表层塞补片石；最后灌顶层竖缝混
凝土缝并振捣密实。
（4）层面控制（有别于铺浆法）。砌体的层面
应适当向上游倾斜，便于排水。
（5）冲毛、养护。混凝土初凝后，水平缝面应
采用高压水冲毛处理，养护2 ~ 3 d，待坝面混凝土
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小水电2018 年第3 期（总第201 期） 工程施工
万方数据
面养护超过重车上坝碾压强度且不会破坏坝面时，
可直接运输毛石料上坝砌筑。
4 上坝道路规划与运输筑坝材料方案
上坝道路的合理规划对材料的便捷高效运输有
着至关重要的影响。根据施工组织设计要求，本工
程前期修建了上（绕）坝公路。此外，为了方便大
坝运输石料作业，尚需新建通往各施工层面和工区
的施工便道，主要包括：通往大坝上、下游基坑，
各控制高程的上坝道路，通往砂石料加工场和混凝
土拌和系统的施工道路，以及下游连接两岸施工便
桥等（见图3）。
左岸4 条：左1▽264 m上坝公路（利用原南霞
公路），用于运输258 ~ 274 m高程坝段石料；左2
▽284 m上坝公路（利用原南霞公路），用于运输
274 ~ 290 m高程坝段石料；左3▽301 m上坝公路
（下游上坝路），用于运输290 ~ 305 m高程坝段石
料；左4▽323 m上坝公路（利用新修绕坝公路），
用于运输305 ~ 323 m高程坝段石料。
右岸3 条：右1▽264 m为河底施工便道，用于
运输258 ~ 274 m高程坝段石料；右2▽285 m施工便
道，用于运输274 ~ 290 m 高程坝段石料； 右
3▽295 m施工便道，用于运输290 ~ 300 m高程坝段
石料，300 m高程以上石料用索道缆机吊运。
筑坝用的混凝土拌合料、钢筋模板等大部分依
靠索道缆机垂直吊装运输。根据实际需要，也可采
用汽车辅助运输的方式，运到坝面作业区。
坝面作业区域施工时，考虑汽车在坝面行走需
要，相邻坝段应均衡升高，相差不能超过1 ~ 2 m，
便于坝面规划汽车运输通道。同时，根据设计图可
知，整个大坝断面从313.33 ~ 258 m高程，坝体宽
度5 ~ 46.50 m，坝面扣除上、下游坝壳面钢筋混凝
土结构厚度1.7 m，有足够宽度可布置行车位置。
图3 筑坝石料施工运输道路规划
5 结论
传统浆砌石坝施工速度慢的主要原因就是筑坝
材料上坝及进仓方法落后，其施工方法是用塔吊及
索道缆机等提升设备，将材料运输上坝，并依靠人
工进行摆石，机械化程度低，施工速度缓慢。本工
程充分利用地形和已有的交通道路（1条弃渣道
（下转第64 页）
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工程施工SMALL HYDRO POWER 2018No.3，Total No.201
万方数据
（3）基坑壁所受弯矩随土层信息变化而不断变
化，受弯方向也发生多次变化，但总体较为稳定，
最大弯矩可达到197.9 kN·m。
（4）基坑壁所受剪力随土层信息变化而不断变
化，且分层明显。在第二、三层土层，即淤泥、淤
泥质土层中，剪应力方向随深度变化发生多次改
变，剪力受力环境复杂。但总体而言，剪力绝对值
始终在152.91 kN以下波动，远低于土层的极限抗
剪强度，不会对基坑安全质量造成影响。
5 结论
本文以滨海地区某电厂深基坑为例，根据其工
程实际情况以及开挖土层信息，设计了一级放坡十
SMW工法桩十两道内支撑的支护方案，并通过经
典理论公式计算验证与工程模拟软件计算内力位移
包络图，论证了支护方案的可行性。另外，对类似
的高地下水位软土地基深基坑设计有以下几点
经验：
（1）对上层土质较好地层，可尝试一定坡度范
围内放坡，保证力学性能的同时，兼顾工程的经
济性。
（2）SMW 工法桩作为一种成熟的支护方式，
可广泛应用于同类型高水位软土地基深基坑，对不
同的地质地层，调节不同的嵌固深度，即可得到优
良的挡土支护效果。同时，作为止水帷幕，对外层
地下水的抗渗性能也很突出。
（3）考虑到软土地基深基坑变形较大的普遍问
题，可采用一道或多道混凝土内支撑的形式，对基
坑变形控制有很大的积极作用。同时，据工程实际
可决定是否作为永久支护，始终发挥支护作用。
参考文献：
［1］ 赖忠良. 双排桩在相邻为施工场地的基坑支护中的应
用［J］. 福建建筑，2015（6）：97-100.
［2］ 吴连杰. 复杂环境条件下深基坑设计方式及优化分析
［J］. 建筑技术开发，2017，44（15）：118-119.
［3］ 刘晓峰. 混凝土内支撑加SMW工法桩在软土深基坑支
护中的应用［J］. 福建建筑，2013（5）：94-96.
［4］ 杨建华. SMW工法在复杂条件下基坑支护中的应用研
究［J］. 西南师范大学学报（自然科学版），2017，42（7）：
132-137.
［5］ 孙宏. SMW工法桩和灌注桩基坑支护体系比较［J］.
建筑，2014（2）：67-68.
■
责任编辑吴昊
（上接第60 页）
路、1 条县道、1 条新建永久公路），并根据施工需
要，在左右岸坝肩合适高程处修筑施工上坝公路。
同时，合理利用坝体断面宽度，采用自卸汽车直接
通过已施工砌石坝面，将石料运输到筑坝作业区；
再采用根据挖掘机改装的抓铲为主、人工辅助的方
法进行坝面摆石，大大提高了石料运输上坝和坝面
毛块石摆放的速度，有利地促进了大坝砌筑施工
进度。
参考文献：
［1］ GB／ T 50107—2010，混凝土强度检验评定标准［S］.
［2］ SD 120—84，浆砌石坝施工技术规定［S］.
［3］ SL 631—2012，水利水电工程单元工程施工质量验收评
定标准［S］.
■
责任编辑吴昊
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工程施工SMALL HYDRO POWER 2018No.3，Total No.201

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