浅谈浆砌石坝体施工质量管理

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[摘 要]工程设计方案要科学、质量监管要到位，材料质量要把关、砌筑施工要精心、后期养护管理、事故处理要齐抓。

[关键词] 砌石坝 质量管理 砌筑技术 胶结材料 温度控制

中图分类号：TV52 文献标识码A 文章编号：

砌石坝又称圬工坝，它是由一定规格要求的石料经浆砌或干砌而成的一种挡水建筑物。由于砌石坝所有的原材料，大部分可以就地取材，对于节省钢材、木材和水泥用量，减少运输成本、降低工程造价，保证工程尽早实施，具有现实的意义。

本区域石料资源非常丰富，人们在采石、石料加工和砌筑方面，有着悠久的历史和丰富的经验，对砌石坝建设亦较早，砌石工程用于水利建设不仅造型美观，经久耐用。80年我镇新建的九牧龙后小（一）型水库，大坝采用砌石单曲拱坝，最大坝高28米，总库容153万m3，现成了旅游景点，随着水利事业的发展，我镇修建了大量的引水灌溉工程和农村小水电，其引水枢纽大多为浆砌石重力坝。

水利工程质量，特别是蓄水工程质量关系到下游人民生活财产的安全，如何确定工程质量是每个水利人应时时挂在心头的大事。现就根据砌石坝施工特点，和自己在浆砌石坝施工中的体会，谈谈浆砌石坝施工中关于坝体铺砌质量方面应注意的几点问题：

1 做好前期 防范于未然

提高砌石坝的工程质量，必须从树立起科学施工和全面质量管理的观念入手，建立起一套科学的施工质量管理办法。

1.1 选择合适的施工队伍

选择一支技能强的施工队伍，是保证工程质量的前提，通过招投标来选择施工队伍，并能对不同施工队伍进行工程造价、施工组织、技术力量、质量保证体系进行比较，从中择优选择报价合理、信誉好的施工队伍，为工程质量提供必要保障。近几年来在这方面的教训是深刻的，同是个人投资兴建的中垅、观前桥电站和吴墩原尾电站项目，一样的砌石拱坝，观前大坝工程通过招投标，选择了具有水利工程建设资质的浦城县水利水电工程公司承建，各项质量指标均满足设计要求。而吴墩大坝工程则单纯以最低价承包给个人承建，导致两岸肩基础几乎没有开挖即进行砌筑，拱圈几何尺寸最大误差近1m，造成了大坝未建成即成病险库的状况。

1.2 建立健全质量管理制度

在编制施工计划和施工措施的同时，必须编制保证工程质量的措施，包括对原材料和中间产品，也要制定一系列的质量监测制度，划分好质监单元，制定工程质量检查制度，工程质量报告制度、质量事故处理制度等。同时，在实际操作过程中要根据具体情况的实际需要，制定出详细的操作细则，并对施工管理人员及技、民工进行工程施工技术交底，以便共同遵守。只要认真落实安全制度、质控制度，对保证砌石坝的施工质量是完全可以做得到的。

2 严格控制好原材料的质量

砌石坝砌体质量优劣，与原材料的质地、规格、胶结材料的质量有直接关系，在砌石坝施工过程中应引起充分注意。

2.1 严格控制进入砌筑面的石料质量

天然石料是砌石坝施工中用量最多的主工建筑材料，安通常占浆砌石坝总体积的50%以上。石料质量的优劣，直接关系到坝体的质量。

控制石料质量的关键是石料的科学选用。在选用石料之前，应选择几个不同石料场的石料进行容重、吸水率、抗剪强度、弹性模量及干湿极限压强度等进行试验，石料最基本的要求是质地均匀、没有裂缝、无明显风化迹象、不含软弱夹层及黄铁矿的坚硬岩石。一般要求石料的自然容重不低于2400㎏/m3，饱和极限抗压强度不低于400㎏/㎡，最大吸水率不超过10%，软化系数不小于0.7，石材标号不低于200号。

石料在上坝前，清除表面的泥垢、敲去尖角薄棱，而后冲洗干净。为避免石料吸收胶结料中的水分，砌筑前应保持石料湿润。值得注意的是为了减少砌体的空隙，节省混凝土或砂浆用量，石料应以一定的级配上到工作面，一般大、中、小石料的级配约为7：2.1，小石仅用于石坝砌筑塞缝及裂缝了灌浆后填塞之用。龙后水库大坝施工中，合理搭配上坝石料，加上施工工艺科学，通过挖坑测定坝体含石量达51%。

2.2 胶结材料的质量要求

浆砌石坝所使用的胶结材料，其作用是把单个石块胶结成一个新的整体，它充填着石块中间的所有空隙，堵塞坝体中一切可能产生的渗漏水通道。因此，胶结材料对坝体的强度、抗渗性和耐久性起着检其重要的作用。

应用于浆砌石坝中的胶结材料，种类虽多，但应用最广泛的为水泥砂浆和细石混凝土。

胶结材料所用的各原材料的质量，除应满足一定的要求、水泥标号的选用应与胶结材料的标号相适用外，砂的种类、石料粒径的选择及水泥的品种还应根据砌体所在的工作部位的不同、石块间隙大小及施工方法而加以选择，总的来说必需满足一些必要的技术要求。一是要有良好的和易性。和易性良好的胶结材料，不仅在运输和施工过程中不易产生分层析水现象，而且易于铺成平整密实的薄层，饱满地填充缝隙，与块石全面均匀地紧密粘结，即便于施工，又能提高砌体质量；二是要有足够的强度。砌体主要承受压力，常以抗压强度作为胶结材料的主工强度指标，抗压强度随着龄期而增长。对于水利工程特别是小型水利工程，还应注意混凝土前期强度问题。在渭潭村上车桥坝水毁修复工程中，为抢进度，在混凝土尚未达到可承受上层砌体压力的情况下既进行砌筑，致使混凝土产生破坏。所以在小型工程中，应根据施工进度要求，适当提高混凝土前期强度；三是耐久性和变形性要符合要求。耐久性是指经久耐用的性能，它包括抗渗性、抗冷性、耐磨性和耐蚀性等，胶结材料的变形性则是直接影响砌体变形的最主要因素，在选择胶结材料时，首先应尽可能选取与石料相近模量的材料，或铺砌面应尽可能采用较为平整的条石或方正块石，以免引起砌体受力过分不均匀。

3 科学砌筑 精心施工

砌石坝砌体质量的优劣，除和原材料的质地、规格、胶结材料的质量有直接关系外，铺砌操作工艺水平和砌筑方法也起着极其重要的作用。

3.1 面石砌筑

面石的砌筑不仅体现砌石坝的外观美观和尺寸，同时也起着模板作用。所以，在面石与腹石同步上升时常常面石先腹石砌筑，以保证在填筑腹石时，面石砌体具有一定的强度而不会被破坏。由于面石砌筑关系到整个坝体的几何尺寸，施工队伍均较重视，并且面石砌体体积一般较小，石料也比较规格，每块重量不小50K，一般由熟练的技术工人进行砌筑，施工中只要注意大坝放样，面石座浆饱满与错缝问题，砌缝密度控制在1.5—2.5厘米，质量一般能满足要求。

3.2 腹石砌筑（以细石砼毛石为例）

腹石砌筑由于施工面广、体积大、施工人员技术差别大、石料的不规格等原因，造成腹石砌筑质量较难控制。对于腹石砌筑来说，一般应做到错缝搭接、缝紧浆饱，每层石料大致等厚，层面保持向上游大致呈1：10—1：20的斜面，即迎水面略低于背水面等。在具体的操作中，要密切注意以下几点：

（1）施工缝的处理

由于砌石进度、原材料供应、温度要求等原因而停止砌筑，势必形成施工缝。是水平施工缝，其次是竖向施工缝。对于水平施工缝，要求在新一层砌筑前凿去已凝固的浮浆形成毛面，并进行清扫、冲洗，特别要注意在座浆前，必须使毛面无积水，必要时可用吸水性强的拖把吸干工作面水分，以免形成水膜，务使新、旧砌体紧密结合。对于竖向施工缝，在恢复砌筑时，必须在砌体胶结材料强度达到12㎏/㎡以上时进行凿毛，冲洗处理，并且在砌体胶结材料强度达到25㎏/㎡以上时，才允许继续砌筑。在龙后水库大坝施工中，对施工缝的处理要求非常严格，在每一个工作面均有专人负责，施工缝严格按规程进行处理，取得了很好的效果。

（2）铺浆

座浆铺设厚度应比设计砌缝宽度加厚1/3为宜，一般为12㎝左右。先铺一层水泥沙浆（厚2～3㎝），以盖住凹凸不平的层面为度，铺浆后须经人工稍加平整，并剔除超径突出的骨料，然后摆放石料。胶结材料的趋前铺设亦不宜超过1.0M，石料安砌需在座浆的初凝时间以内完成。蒋坑水库大坝施工对这方面的教训是深刻的，由于混凝土趋前铺设太长，未能在初凝时间完成砌筑，造成返工46M长坝段砌筑返工。

（3）摆放石料

在已座浆的砌筑面上，摆放洗净湿润（或饱和面干）的石料，用铁锤敲击或撬棍撬动块石，使座浆挤压饱满，应注意不能产生细石架空现象。在摆放石料时应严格控制石料之间的砌缝宽度，一般为所用骨料最大粒径的2～2.5倍。对于单块石料的安砌务求自身稳定，大面向下放置，不可径重倒置或依赖支撑维持稳定。上下两面应稍加平整，四角应无尖角突出。同一层的石块要大致砌平，相邻石块高差不宜过大，以利于下一层水平缝座浆密实。

同一砌筑层内，石块应相错缝砌筑，不允许存在顺流向的通缝。

（4）灌浆

石料摆放就位后，应及时进行坚缝灌浆，并振捣密实，快插慢拔若超层高过40㎝时则要分2次或2次以上进行振捣，振实后缝面应低于块石上层面约10㎝左右的凹槽，待上层平缝铺浆时一并填满，以保证块石的错缝搭接。竖缝振捣的时间以混土不冒气泡并开始泛浆为适度，相邻两振点的间距不应大于振捣器作用半径的1.5培，对于1.1KW 插入式振捣器来说，一般为25㎝左右，尤应注意对角缝的振捣，防止重振或漏振。由于块石的不规格，在保证最小砌缝宽度满足要求的情况下，势必有大部份砌缝较宽，为了控制混凝土用量、节约水泥，常采用在竖缝中填塞片石的做法。填塞片石一定要做到“边振边填塞、用大不用小”的原则，切不可在砌缝中先填塞片石后灌浆振捣，以保证单块石料互相胶结紧密。在吴墩高显拦河坝水毁修复工程中，砌缝填塞片石为先填后振，由于发现及时，拆除了已砌筑的基础砌体约3.5m3，在拆除中发现，块石底部基本上为空洞。可见，竖缝填塞片石的操作方法直接关系到砌石坝的质量。

总之，砌石坝坝体砌筑的施工要领是“平、稳、满、错”四个字。“平”就是同一层的石块大致砌平；“稳”就是单块石料的安砌务求自身平稳；“满”砌体的上下左右砌缝中的胶结材料必须饱满密实；“错”即为同一砌层内石块应互相错缝砌筑。同时在施工过程中应组织专门人员进行铺砌操作，并要有专职人员对铺砌的每一环节进行检查。

4 砌体的洒水养护和温度控制

为保证水泥得到充分的水化反应，提高胶结材料的早期强度，并防止胶结材料的干缩裂缝，当砌体中的胶结材料终凝后，应对砌体及时进行洒水养护，养护期一般为14～21天，最少不得少于7天。及时的洒水养护对保证混凝土的强度起着非常关键的作用，根据在不同养护对保证混凝土的抗压试验表明，未作任何养护的混凝土强度比全日养护混凝土的强度降低近一半；早、中、晚三次洒水养护混凝土强度比全日养护混凝土强度降低约22%。在夏季或冬季，洒水养护时应辅以降温或保温措施。

砌石坝的水泥用量虽较混凝土坝少，又是分层砌筑，散热条件较好，水化热问题不及混凝土坝那样突出，但在气温较高或气温变幅较大时，仍需采取一定的温控措放以确保砌体的质量。

当夏季气温高于30℃时，不宜进行坝体砌筑，否则易使砌体产生温度裂缝。如果确需在夏季进行砌筑时，则应采取砂、石料、块石预冷及其它降温措施，如采取将砂石料堆放在荫凉棚内，材料温度可比室外降低6℃～8℃；若能引用山涧水、河水来冲洗砂石料，还可以进一步降低材料温度约7℃。夏季施工最简易的温控方法是避开高温时段砌筑坝体，砌筑后覆盖草袋等，避免阳光直接照射，并及早进行河水养护。

在冬季最低气温在此-3℃以下时，一般不宜坝体砌筑，当气温不低于0℃而必须砌筑时，施工中所使用的胶结材料的强度应予适当提高并保持熟料的砌筑温度不低于5℃，并应采取相应的保温措施来防止冻害，一般在停砌时砌体覆盖二层以上草袋或加盖帆布予以保护（龙后水库大坝冬季施工实验表明，每加盖一层帆布可提高温度约3℃），利用水泥自身的水化热保温。冬季施工时切忌使胶结材料受冷，对新砌体砌筑面上的积水等要及时清除，防止结冰。

5 砌体的质量检查

在目前的砌石坝施工中，对砌体质量的控制，主要是控制砌体的强度和密实度两个方面。

砌体强度的控制，一般是通过施工中对各种胶结材料进行现场取样，然后测定各胶结村料不同龄期的强度来代替对砌体强度的直接测定。虽然胶结材料的强度与砌体的强度有着直接的关系，而且它们之间还可近似地建立起某定量的关系，但仅以胶结强控制来代替砌体强度控制不够符合实际，因为有如砌筑工艺水平的影响，胶结材料与砌体破坏机理上的差异、养护措施的不同等原因，均是影响砌体强度的因素。因此，在条件具备时，直接对砌体作强度测定较为适宜，对于一般条件不具备的中小型工程，采用控制胶结材料强度的方法也还是可行的。

砌体密实度的控制，常采用的是定性与定量两类方法。属于定性的有敲击听声、抽样撬开、插钎灌水等检查手段。属于定量的有砌体容重（空隙率）测定与钻孔压水试验等检查方法。在实际施工过程中，一般以实测砌体容重大于或等于设计容重，砌体孔隙率不大于2%～3%，砌体的单位吸水率不大于0.03升/分.米.米即认为砌体基本密实。

6 常见质量事故处理

砌石坝常见的质量事故一般指大坝产生裂缝或发现坝体容重未达到设计要求等诸方面的问题。

砌石坝若因裂缝产生渗漏，不仅影响水库效益的正常发挥，而且渗水将逐渐溶蚀坝体，降低坝的强度和耐久性，量终可能危及工程的安全。当坝体的容重未能达到设计要求时，坝的稳定性就不可能得到可靠的保证。因此，当出现上述质量问题时，应及时进行处理。

当坝体不够密实，容重达不到设计要求，或大坝裂缝较多，破坏了坝的整体性，从而导致大坝强度降低和漏水时，采用坝体钻孔灌浆处理是一种行之有效的方法。对一些小型砌石坝工程，由于干缩裂缝而造成渗漏时，可采用在迎水面的裂缝部位凿槽进行深勾缝处理，对于坝体出现贯穿性裂缝，采用坝面勾缝与裂缝灌浆相结合的处理方法可收到良好的效果。对有此坝体单薄的砌石坝工程，漏水部位较多，采用坝体灌浆有一定困难，迎水面勾缝又不足以解决问题时，也可采用在坝体上游面做防渗面板等措施，效果极好。

7 结语

水利工程要安全可靠、长效益，为社会发展做支撑，是水利工作者的最大愿望。