CN111305160B - 一种砌石坝机械化施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种砌石坝机械化施工方法，在施工的不同阶段都可以通过对应的路径进行送料，而采用水泥砂浆预铺，抓铲挖掘机械铺设的方式，使得工人作业和机械作用始终不在同一工序，有效的提高了施工的安全性，在摆石完成后自然下沉30分钟后，抓铲挖掘机已经到了下一或下下个施工场地，而工人则可以回到起点勾缝，场地上也有效的避开；汽车输送可以灵活的卸料到不同的施工点，对应的抓铲挖掘机可以就近完成施工工作，不仅有效的完成器械交替，也有效的提高了施工效率。实现在砌石坝施工的料石运输和摆石的两个重要环节中实现了机械化作业，节省了大量人工作业的工作量，减少人为的施工质量波动，提高了工作效率，保证了施工质量。

Description

一种砌石坝机械化施工方法

技术领域

本发明涉及大坝施工的技术领域，尤其是涉及一种砌石坝机械化施工方法。

背景技术

重力坝，是由砼或浆砌石修筑的大体积档水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。主要依靠坝体自重来维持稳定的坝。

目前，因浆砌石坝比混凝土坝能降低一定成本，对基础岩石条件要求差一些，可充分利用当地原料资源，故在水工建筑和其它领域的应用范围比较广泛。但由于浆砌石结构不便使用机械化施工，主要以人工作业为主，效率低，所以施工工期较长，而且对砌石料的粒径要求较高，一般区域易受条件制约，料源利用率较低。

近年来，国内相继推出一些新的预制砌块结构，如专利号为ZL200520081305.6的“护坡砌块”，公开的砌块上带有弧形凸块、凹槽相适配的卡合，以形成整体护面结构；专利号为ZL98236675.2“拼装式混凝土护坡板块”，用混凝土预制成四棱台形板块，将相邻两板块正反相间摆放，靠板块自重使其侧面相吻合，从而形成无刚性连接的护坡面，该坡面具有良好的透水性和柔性，可抵抗冻胀和沉陷现象发生；专利号为ZL200820209632.9“异型加糙预制混凝土块”，该预制混凝土块的平面形状为等腰梯形，表面有一道或多道水平沟槽，主要用于大坝、堤防的迎水面护坡；专利号为ZL200520108178.4的“自扣式钢筋砼预制块挡土墙”，是一种用于防止岸坡滑坡、塌方的自扣式钢筋砼预制块挡土墙，适用于水利、公路、铁路、园林等工程的边坡稳定处理；专利号为ZL03214932.8的“新型砌块”中，公开了带空腔的长方形六面体，在其顶面上沿短边方向设置有斜切凹槽。

预制砌块结构的出现也是的砌石坝的砌石具备相对一致的构造，为机械化施工提供了一定的便利性，但由于施工方法的缺陷，目前的机械化施工主要还是采用汽车吊或空中索道调运料石的方案，输送点灵活性差，施工工序容易相互干扰，整体的施工效率和安全性都不够高。

发明内容

本发明的目的是提供一种砌石坝机械化施工方法,具有了灵活施工且安全性高的优点。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种砌石坝机械化施工方法，包括如下步骤：

步骤S1施工道路准备，在大坝施工前提前做好入仓导入规划；在施工中，随着坝体不断升高，需修建不同多阶段高程的入仓道路；

步骤S2 基础找平，大坝基础覆盖层开挖至河床基岩后，人工将基岩面冲洗干净，同时使用潜水泵及虹吸管将仓面积水排出，验收后，使用常态混凝土大面找平；

步骤S3 基层制高平台搭建，大坝根据高度分为多层与入仓道路相适应的制高平台，制高平台采用面石砌筑成型，具体步骤如下：

步骤S3.1在找平面预铺厚度为a的水泥砂浆，采用汽车将大坝砌石料石直接运输上坝，并采用抓铲挖掘机进行第一层摆石；水平相邻的面石之间的平均间隔为b，其中a=（1.2～1.5）b；砌石放置后使其自然下沉至少30分钟，而后对砌石的竖缝采用水泥砂浆进行填浆，并采用工具进行捣插，常用工具有钢筋捣插棒、竹片捣插棒或捣插钢板；

步骤S3.2一层砌筑完成后，以完成层顶面为基础继续预铺厚度为a的砂浆，以同样方法砌筑上层，直至坝体当前施工层设定高度；

步骤S3.3对石墙进行勾缝，勾缝前应先剔缝，将灰浆刮深20～30mm，墙面用水湿润，再用1：2 水泥砂浆勾缝；

步骤S3.4砌体养护，砌体外露面，在砌筑12~18h之间应及时养护，经常保持外露面湿润，需用麻袋或草袋覆盖，并经常洒水养护，保持表面潮湿；养护时间不少于14d。

通过采用上述技术方案，在施工的不同阶段都可以通过对应的路径进行送料，而采用水泥砂浆预铺，抓铲挖掘机械铺设的方式，使得工人作业和机械作业始终不在同一工序，有效的提高了施工的安全性，在摆石完成后自然下沉30分钟后，抓铲挖掘机已经到了下一或下下个施工场地，而工人则可以回到起点勾缝，场地上也有效的避开；汽车输送可以灵活的卸料到不同的施工点，对应的抓铲挖掘机可以就近完成施工工作，不仅有效的完成器械交替，也有效的提高了施工效率。

本发明进一步设置为：步骤S3 中的制高平台包括坝面和隔墙，其中隔墙的数量根据量坝面之间的间距设定，且隔墙与坝面在条件允许的情况下尽可能保证5°-10°的倾角；且该砌石坝机械化施工方法还包括如下步骤：

步骤S4 料石补仓，用料石填充坝面与隔墙之间的仓位；

步骤S4.1在仓位的中部堆排0.5m-1m的抗冲击石碓，在仓位的底部铺设一层水泥砂浆；

步骤S4.2采用汽车运输料石至坝面和隔墙的顶部，汽车尾部设置有转运装置，使得汽车的运货斗在进行倾倒时，可以将料石从汽车侧向送出，实现汽车在行走的同时向仓位内抛石；

步骤S5 自密实混凝土入仓。

通过采用上述技术方案，利用砌石坝的平整度和整体性形成外部的抗冲击坝面和居中分散受力的坝心，再利用堆石快速完成内部填充，加强重力结构，而外部框架也限制了内部相对松散的流动性，配合自密实混凝土的密实结构，在保证坝体的抗冲击性能的基础上极大的提高了施工速度。

本发明进一步设置为：所述转运装置包括可拆卸的固定于汽车车尾的箱体、位于箱体内且向汽车两侧延伸的输送机构、以及在运货斗卸料时将料石转运至输送机构的中转机构，其中箱体底部设有车轮，与汽车车尾对接后可随之一同行走，输送机构包括但不限于斗式提升机、输送带；中转机构包括固定箱体侧壁的中心轴、一端铰接于中心轴的侧壁的两块中转板和位于中转板下侧的液压缸，其中两块中转板对称的设于中心轴的两侧，且中转板摆动的最高点高于中心轴但低于运货斗的尾端，中转板的最低端与输送机构的输送部位接近但不抵触；液压缸的缸体铰接于箱体的内腔底部，活塞杆的端部铰接于中转板的底部。

通过采用上述技术方案，其中在汽车输送料石至坝面顶部时，通过抬高其中一块中转板使料石向单侧输送，在运送至隔墙上方时则将两个中转板的自由端均放低，以同时向两侧输送，在一次输送完成后，还可以将转运装置配合另一载有料石的汽车返回，实现往返送料，大幅提高堆石效率。

本发明进一步设置为：步骤S3中，在砌筑坝面和隔墙时，在顶部形成低于两侧的过道，且在两侧均具有斜面；

步骤S4.1在坝面的内侧壁和隔墙的侧壁上采用钢筋布网，并采用喷射混凝土的方式布上水泥砂浆；

步骤S4.2在抛石之前，需在隔墙和坝面上安装引导板，通过引导板的引导，料石将落入仓位的中部；引导板包括中板和侧板，侧板的内侧贴合于斜面、过道的内侧壁和过道的部分底面，侧板位于过道内的一端上翘设有限位部；中板覆盖侧板位于过道的部分，并在底部设有供限位部嵌接的限位槽；安装完成后，汽车直接行驶于中板的上方；

步骤S4.3在堆石高度接近制高平台顶高时，拆除引导板继续堆石。

通过采用上述技术方案，引导板的相互嵌合限位的结构使其在输送和抛石过程中具有极好的稳定性，尤其在抛石的同时，汽车也提供了维持其稳定的压力，而引导板也可以降低转运装置的侧向运送的长度，提高输送过程中的稳定性。

本发明进一步设置为：步骤S4中对于料石的输送，依据仓内的料石体积的分布为下大上小，中大外小的要求，依次先后输送不同粒径的料石；

步骤S5中，采用输送设备将配置好的自密实混凝土输送上坝：其中自密实混凝土的水与凝胶材料的水胶比控制在0.65～0.68的范围；而后将上坝后的混凝土浇筑至堆石体，在浇注过程中浇注点应均匀布置，其间距小于3m；必须填满上一浇注点后方可移至下一浇注点，浇注顺序应按单向顺序，不可往复浇注。

通过采用上述技术方案，采用下大上小，中大外小的堆石方式使得整体的堆石体内部的空隙自然形成以下特点，由上至下空隙数量逐渐减少，但空隙的大小逐渐增大，并且空隙之间的连通率变大，尤其将毛石粒径控制在大于等于30cm之后，基本可以保持每个缝隙之间都可以有足够的通量，在此基础上将水胶比控制在0.65～0.68的范围可以在保证凝固质量的基础上充分的将混凝土的流动性保持在合适的范围值，在步骤S4的浇筑方法之下可以顺畅的、自然的将混凝土流入堆石体的间隙内，整个过程中无需添加灌浆管即可完成混凝土的自密实填充，过程中无论是运输、堆石还是浇灌，都可以通过机械设备完成，且少了灌浆管的插布和对灌浆管的精准浇筑，堆石体内混凝土的流动率高、扩散快，大幅度提高堆石施工效率。

本发明进一步设置为：步骤S3包括步骤S3.5 在坝面顶部之间或坝面与山体之间架设支架，支架上吊设冲灌袋，冲灌袋的底部贯通，且冲灌袋的袋面开设多个孔，且袋面的下半部的孔的孔径大于上半部，下半部孔的总面积大于上半部孔的总面积；冲灌袋的顶部具备冲灌口；

步骤S4中形成自然堆石体同时也自然的将冲灌袋覆盖，以留下冲灌口和顶部的部分冲灌袋；

步骤S5中自密实混凝土浇筑入仓时，冲灌袋的位置应位于自密实混凝土的按浇筑顺序的相邻的两个浇筑点之间，且相邻冲灌袋之间至少间隔两个浇筑点，待自密实混凝土完成冲灌袋下游的浇筑点的浇筑之后，通过冲灌口向冲灌袋内压送混凝土，以加强的中下部的混凝土的密实度；待混凝土硬化后，割除堆石混凝土顶层以上的冲灌袋。

通过采用上述技术方案，悬挂后的冲灌袋不影响毛石的自然堆石，在浇筑的时候，冲灌袋在前后两个自密实混凝土的浇筑点浇筑完后再浇筑，可以起到填充的作用，并通过下部的贯通口和袋面的开口强行将装混凝土进一步压紧，提高密实度；而冲灌袋的下部的孔大于上部的孔可以为下部的混凝土注入提供足够的输送压。

本发明进一步设置为：步骤S4中，入仓前要对料石料预处理，其最小粒径不小于30cm，最大粒径以运输、入仓方便为限，且不宜超过80cm，允许使用少量片石但其重量不得超过堆石料总重的10%；料石应选用当地弱风化新鲜灰岩料，其饱和抗压强度（Rs）不得小于40MPa，入仓前应清洗干净，含泥量不得大于0.5%，不允许含有泥块；基础仓及上一层混凝土强度达到2.5MPa以上方可进行料石入仓。

通过采用上述技术方案，在采石碎石过程中会产生较多的片石，而由于其片状结构的特性，其粒径结构无法完全用30CM衡量，即整体其他尺寸超过30cm较多，但厚度可能小于30cm，此类片石对堆石体的间隙控制影响较小，总重控制在10%以内的时候，堆石体依然可以保持合适的自然间隙。

本发明进一步设置为：所述步骤S5中自密实混凝土采用现场拌和，配合比是自密实混凝土拌和的依据，因此，待现场砂碎石生产系统运行稳定后，选取原材料完成配合比试验；试验室配合比成果出来后，现场必须选取适当场地实施试验块，全面验证自密实混凝土的各项性能。

拌和自密实混凝土采用双卧轴强制式搅拌机；自密实混凝土拌和时要按照顺序上料，首先将称量好的骨料和胶凝材料分别投入搅拌机进行干拌约30s，再加入水和外加剂继续搅拌约60s，其中外加剂包括高效减水剂和抗离析剂。其中砂石用量可在±5%的范围内调整，胶凝材料包括水泥和粉煤灰，凝胶材料为30kg时，水泥用量可在10kg～20kg范围内调整，水泥优选硅酸盐水泥；粉煤灰用量可在20～10kg范围内调整，但水胶比变化控制在0.65～0.68的范围。自密实混凝土在2拌和之前，要全面检测场内的原材料，对骨料的含水率，含泥量进行测定，根据骨料含水量的变化情况，随时调节用水量。其中骨料包括细骨料和粗骨料，两者的比例为1:4；细骨料所含粒径小于0.125mm的细粉不低于10%，含泥量不得超过3%，泥块含量不得超过1%，细骨料选择质地坚硬、清洁、级配良好的人工砂、天然砂或两者的结合；人工砂细度模数为2.4～2.8，天然砂细度模数为2.2～3.0。细骨料的含水率应保持稳定，人工砂饱和面干的含水率不超过6％。粗骨料采用连续级配或2个单粒径级配的卵石、碎石或碎卵石，最大粒径不宜大于20mm。粗骨料的含泥量不得超过1%，针状片状颗粒含量不得超过8%；粗骨料空隙率宜小于40％。

通过采用上述技术方案，骨料在重力自密实的情况下有提高流动性或带动流动的作用，将骨料的质量要求限制在上述参照指标时，可以有效的提高混凝土的自密实效果。

本发明进一步设置为：还包括如下步骤：

步骤S6缝面冲毛，水平施工缝浇筑前需冲洗干净，方可浇筑下一层混凝土。如出现浮浆，应在初凝前用高压水冲洗干净，方可进行下一道施工工序。

步骤S7性能观测，堆石混凝土每浇筑4000～6000 m³，挖试坑一个，以检测堆石混凝土容重和孔隙率。根据检测结果控制下一层的堆石疏密和自密实混凝土的各用量配比。

步骤S8 养护，堆石混凝土浇筑完毕6～18h内开始洒水养护，在炎热、干燥气候情况下应提前洒水，高温季节，为加速混凝土表面散热，设置自流水管形成“水套”法养护。

步骤S9 重复步骤1-7，直至坝体完全施工完成。

通过采用上述技术方案，有效的提高堆石体之间、与坝面之间以及与其他侧面接合体之间的胶合强度，保持整体的结构强度，性能检测可以及时的调整下一仓的各项指标，以对整个坝体的各项性能指标进行实施管控。

本发明进一步设置为：步骤S3.2中每日砌筑高度不应超过1.2m，正常气温下，停歇4h 后可继续垒砌。每砌3～4 层应大致找平一次，中途停工时，石块缝隙内应填满砂浆，但该层上表面须待继续砌筑时再铺砂浆。砌至设计高度时，应使用平整的大石块压顶并用水泥砂浆全面找平。

通过采用上述技术方案，有效的提高砌石施工质量，便于及时弥补施工缺陷。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.在砌石坝施工的料石运输和摆石的两个重要环节中实现了机械化作业，节省了大量人工作业的工作量，减少人为的施工质量波动，提高了工作效率，保证了施工质量，且使得工人作业和机械作业始终不在同一工序，有效的提高了施工的安全性；

2.利用砌石坝的平整度和整体性形成外部的抗冲击坝面和居中分散受力的坝心，再利用堆石快速完成内部填充，加强重力结构，而外部框架也限制了内部相对松散的流动性，配合自密实混凝土的密实结构，在保证坝体的抗冲击性能的基础上极大的提高了施工速度。

附图说明

图1是本发明的施工流程示意图；

图2是本发明的汽车及转运装置的结构图；

图3是本发明的转运装置的结构示意图。

图中，1、汽车；2、转运装置；21、箱体；22、输送机构；23、中转机构；231、中心轴；232、中转板；233、液压缸；24、车轮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种砌石坝机械化施工方法，包括如下步骤：

步骤S1施工道路准备，在大坝施工前提前做好入仓导入规划；在施工中，随着坝体不断升高，需修建不同多阶段高程的入仓道路；

步骤S2 基础找平，大坝基础覆盖层开挖至河床基岩后，人工将基岩面冲洗干净，同时使用潜水泵及虹吸管将仓面积水排出，验收后，使用常态混凝土大面找平；

步骤S3 基层制高平台搭建，大坝根据高度分为多层与入仓道路相适应的制高平台，该制高平台包括坝面和隔墙，其中隔墙的数量根据量坝面之间的间距设定，且隔墙与坝面在条件允许的情况下尽可能保证5°-10°的倾角；制高平台采用面石砌筑成型，具体步骤如下：

步骤S3.1在找平面预铺厚度为a的水泥砂浆，采用汽车将大坝砌石料石直接运输上坝，并采用抓铲挖掘机进行第一层摆石；水平相邻的面石之间的平均间隔为b，其中a=（1.2～1.5）b；砌石放置后使其自然下沉至少30分钟，而后对砌石的竖缝采用水泥砂浆进行填浆，并采用工具进行捣插，常用工具有钢筋捣插棒、竹片捣插棒或捣插钢板；

步骤S3.2一层砌筑完成后，以完成层顶面为基础继续预铺厚度为a的砂浆，以同样方法砌筑上层，直至坝体当前施工层设定高度，一般为3.0m，且每日砌筑高度不应超过1.2m，正常气温下，停歇4h 后可继续垒砌。每砌3～4 层应大致找平一次，中途停工时，石块缝隙内应填满砂浆，但该层上表面须待继续砌筑时再铺砂浆。砌至设计高度时，应使用平整的大石块压顶并用水泥砂浆全面找平。

步骤S3.3对石墙进行勾缝，石墙勾缝应保持砌合的自然缝，一般采用平缝或凸缝。勾缝前应先剔缝，将灰浆刮深20～30mm，墙面用水湿润，再用1：2 水泥砂浆勾缝。缝条应均匀一致，深浅相同，十字、丁字形搭接处应平整通顺。

勾缝应在浆砌石砌筑施工24h以后进行，缝宽不小于砌缝宽度，缝深不小于缝宽的2倍，勾缝前必须将槽缝冲洗干净，不得残留灰渣和积水，并保持缝面湿润。

步骤S3.4砌体养护，砌体外露面，在砌筑12~18h之间应及时养护，经常保持外露面湿润，需用麻袋或草袋覆盖，并经常洒水养护，保持表面潮湿。养护时间不少于14d。

步骤S4 料石补仓，用料石填充坝面与隔墙之间的仓位；

步骤S4.1在仓位的中部堆排0.5m-1m的抗冲击石碓，在仓位的底部铺设一层水泥砂浆，在坝面的内侧壁和隔墙的侧壁上采用钢筋布网，并采用喷射混凝土的方式布上水泥砂浆；

步骤S4.2采用汽车运输料石至坝面和隔墙的顶部，汽车尾部设置有转运装置，使得汽车的运货斗在进行倾倒时，可以将料石从汽车侧向送出，实现汽车在行走的同时向仓位内抛石；在抛石之前，需在隔墙和坝面上安装引导板，通过引导板的引导，料石将落入仓位的中部。

其中转运装置2包括可拆卸的固定于汽车1车尾的箱体21、位于箱体21内且向汽车1两侧延伸的输送机构22、以及在运货斗卸料时将料石转运至输送机构22的中转机构23，其中箱体21底部设有车轮24，与汽车1车尾对接后可随之一同行走，输送机构22包括但不限于斗式提升机、输送带；中转机构23包括固定箱体21侧壁的中心轴231、一端铰接于中心轴231的侧壁的两块中转板232和位于中转板232下侧的液压缸233，其中两块中转板232对称的设于中心轴231的两侧，且中转板232摆动的最高点高于中心轴231但低于运货斗的尾端，中转板232的最低端与输送机构22的输送部位接近但不抵触；液压缸233的缸体铰接于箱体21的内腔底部，活塞杆的端部铰接于中转板232的底部。在汽车1输送料石至坝面顶部时，通过抬高其中一块中转板232使料石向单侧输送，在运送至隔墙上方时则将两个中转板232的自由端均放低，以同时向两侧输送。

对于引导板的安装，在砌筑坝面和隔墙时，在顶部形成低于两侧的过道，且在两侧均具有斜面，引导板包括中板和侧板，侧板的内侧贴合于斜面、过道的内侧壁和过道的部分底面，侧板位于过道内的一端上翘设有限位部；中板覆盖侧板位于过道的部分，并在底部设有供限位部嵌接的限位槽。安装完成后，汽车直接行驶于中板的上方。

对于料石的输送，依据仓内的料石体积的分布为下大上小，中大外小的要求，依次先后输送不同粒径的料石。

入仓前要对料石料预处理，其最小粒径不小于30cm，最大粒径以运输、入仓方便为限，且不宜超过80cm，允许使用少量片石但其重量不得超过堆石料总重的10%。料石应选用当地弱风化新鲜灰岩料，其饱和抗压强度（Rs）不得小于40MPa，入仓前应清洗干净，含泥量不得大于0.5%，不允许含有泥块。基础仓及上一层混凝土强度达到2.5MPa以上方可进行料石入仓。

步骤S4.3在堆石高度接近制高平台顶高时，拆除引导板继续堆石。

步骤S5 自密实混凝土入仓：

步骤S5.1自密实混凝土采用现场拌和，配合比是自密实混凝土拌和的依据，因此，待现场砂碎石生产系统运行稳定后，选取原材料完成配合比试验。试验室配合比成果出来后，现场必须选取适当场地实施试验块，全面验证自密实混凝土的各项性能。

拌和自密实混凝土采用双卧轴强制式搅拌机。自密实混凝土拌和时要按照顺序上料，首先将称量好的骨料和胶凝材料分别投入搅拌机进行干拌约30s，再加入水和外加剂继续搅拌约60s，其中外加剂包括高效减水剂和抗离析剂。其中砂石用量可在±5%的范围内调整，胶凝材料包括水泥和粉煤灰，凝胶材料为30kg时，水泥用量可在10kg～20kg范围内调整，水泥优选硅酸盐水泥；粉煤灰用量可在20～10kg范围内调整，但水胶比变化控制在0.65～0.68的范围。自密实混凝土在2拌和之前，要全面检测场内的原材料，对骨料的含水率，含泥量进行测定，根据骨料含水量的变化情况，随时调节用水量。其中骨料包括细骨料和粗骨料，两者的比例为1:4；细骨料所含粒径小于0.125mm的细粉不低于10%，含泥量不得超过3%，泥块含量不得超过1%，细骨料选择质地坚硬、清洁、级配良好的人工砂、天然砂或两者的结合；人工砂细度模数为2.4～2.8，天然砂细度模数为2.2～3.0。细骨料的含水率应保持稳定，人工砂饱和面干的含水率不超过6％。粗骨料采用连续级配或2个单粒径级配的卵石、碎石或碎卵石，最大粒径不宜大于20mm。粗骨料的含泥量不得超过1%，针状片状颗粒含量不得超过8%；粗骨料空隙率宜小于40％。

步骤S5.2 采用输送设备将配置好的自密实混凝土输送至坝面和隔墙的顶部，水平运输采用混凝土运输车运输或者压力泵泵送，垂直运输采用压力泵泵送。

步骤S5.3 自密实混凝土的浇筑入仓，将上坝后的混凝土浇筑至堆石体，在浇注过程中浇注点应均匀布置，其间距小于3m；必须填满上一浇注点后方可移至下一浇注点，浇注顺序应按单向顺序，不可往复浇注。浇注完成后若表面的块石较少，可抛入小块石进行平仓；为保证下一仓更好粘结，每一仓的浇注顶面应留置块石棱角，块石棱角的高度高出顶面约5cm～20cm。浇筑入仓可用泵送、挖掘机斗、溜槽及吊罐等方式。

步骤S6缝面冲毛，水平施工缝浇筑前需冲洗干净，方可浇筑下一层混凝土。如出现浮浆，应在初凝前用高压水冲洗干净，方可进行下一道施工工序。

步骤S7性能观测，堆石混凝土每浇筑4000～6000 m³，挖试坑一个，以检测堆石混凝土容重和孔隙率。根据检测结果控制下一层的堆石疏密和自密实混凝土的各用量配比。

步骤S8 养护，堆石混凝土浇筑完毕6～18h内开始洒水养护，在炎热、干燥气候情况下应提前洒水，高温季节，为加速混凝土表面散热，设置自流水管形成“水套”法养护。

步骤S9 重复步骤1-7，直至坝体完全施工完成。

其中，外加剂的性能指标应符合《混凝土外加剂》(GB/T8076-2008)和《水工混凝土外加剂技术规程》(DL/T5100-1999)中的相关规定，外加剂应具有减水率高、混凝土拌合物坍落度损失小、能改善混凝土收缩等性能，满足专用自密实混凝土流动性较大、粘聚性良好的要求。

本实施例的实施原理为：先将满足一定粒径要求的块石自然堆满仓面，然后在堆石体的表面浇筑满足要求的专用自密实混凝土，由于专用自密实混凝土无需振捣仅依靠其自重就可充填堆石体的空隙所形成的完整密实的混凝土。

实施例2：与实施例1的不同之处在于，步骤S3包括步骤S3.5 在坝面顶部之间或坝面与山体之间架设支架，支架上吊设冲灌袋，冲灌袋的底部贯通，且冲灌袋的袋面开设多个孔，且袋面的下半部的孔的孔径大于上半部，下半部孔的总面积大于上半部孔的总面积；冲灌袋的顶部具备冲灌口。

步骤S4中形成自然堆石体同时也自然的将冲灌袋覆盖，以留下冲灌口和顶部的部分冲灌袋。

步骤S5中自密实混凝土浇筑入仓时，冲灌袋的位置应位于自密实混凝土的按浇筑顺序的相邻的两个浇筑点之间，且相邻冲灌袋之间至少间隔两个浇筑点，待自密实混凝土完成冲灌袋下游的浇筑点的浇筑之后，通过冲灌口向冲灌袋内压送混凝土，以加强的中下部的混凝土的密实度。待混凝土硬化后，割除堆石混凝土顶层以上的冲灌袋。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种砌石坝机械化施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1施工道路准备，在大坝施工前提前做好入仓导入规划；在施工中，随着坝体不断升高，需修建不同多阶段高程的入仓道路；

步骤S2 基础找平，大坝基础覆盖层开挖至河床基岩后，人工将基岩面冲洗干净，同时使用潜水泵及虹吸管将仓面积水排出，验收后，使用常态混凝土大面找平；

步骤S3 基层制高平台搭建，大坝根据高度分为多层与入仓道路相适应的制高平台，制高平台采用面石砌筑成型，具体步骤如下：

步骤S3.1在找平面预铺厚度为a的水泥砂浆，采用汽车将大坝砌石料石直接运输上坝，并采用抓铲挖掘机进行第一层摆石；水平相邻的面石之间的平均间隔为b，其中a=（1.2～1.5）b；砌石放置后使其自然下沉至少30分钟，而后对砌石的竖缝采用水泥砂浆进行填浆，并采用工具进行捣插，常用工具有钢筋捣插棒、竹片捣插棒或捣插钢板；

步骤S3.2一层砌筑完成后，以完成层顶面为基础继续预铺厚度为a的砂浆，以同样方法砌筑上层，直至坝体当前施工层设定高度；

步骤S3.3对石墙进行勾缝，勾缝前应先剔缝，将灰浆刮深20～30mm，墙面用水湿润，再用1：2 水泥砂浆勾缝；

步骤S3.4砌体养护，砌体外露面，在砌筑12~18h之间应及时养护，经常保持外露面湿润，需用麻袋或草袋覆盖，并经常洒水养护，保持表面潮湿；养护时间不少于14d。

2.根据权利要求1所述的一种砌石坝机械化施工方法，其特征在于：步骤S3 中的制高平台包括坝面和隔墙，其中隔墙的数量根据量坝面之间的间距设定，且隔墙与坝面在条件允许的情况下保证5°-10°的倾角；且该砌石坝机械化施工方法还包括如下步骤：

步骤S4 料石补仓，用料石填充坝面与隔墙之间的仓位；

步骤S4.1在仓位的中部堆排0.5m-1m的抗冲击石碓，在仓位的底部铺设一层水泥砂浆；

步骤S4.2采用汽车运输料石至坝面和隔墙的顶部，汽车尾部设置有转运装置，使得汽车的运货斗在进行倾倒时，可以将料石从汽车侧向送出，实现汽车在行走的同时向仓位内抛石；

步骤S5 自密实混凝土入仓。

3.根据权利要求2所述的一种砌石坝机械化施工方法，其特征在于：所述转运装置(2)包括可拆卸的固定于汽车(1)车尾的箱体(21)、位于箱体(21)内且向汽车(1)两侧延伸的输送机构(22)、以及在运货斗卸料时将料石转运至输送机构(22)的中转机构(23)，其中箱体(21)底部设有车轮(24)，与汽车(1)车尾对接后可随之一同行走，输送机构(22)包括但不限于斗式提升机、输送带；中转机构(23)包括固定箱体(21)侧壁的中心轴(231)、一端铰接于中心轴(231)的侧壁的两块中转板(232)和位于中转板(232)下侧的液压缸(233)，其中两块中转板(232)对称的设于中心轴(231)的两侧，且中转板(232)摆动的最高点高于中心轴(231)但低于运货斗的尾端，中转板(232)的最低端与输送机构(22)的输送部位接近但不抵触；液压缸(233)的缸体铰接于箱体(21)的内腔底部，活塞杆的端部铰接于中转板(232)的底部。

4.根据权利要求3所述的一种砌石坝机械化施工方法，其特征在于：步骤S3中，在砌筑坝面和隔墙时，在顶部形成低于两侧的过道，且在两侧均具有斜面；

步骤S4.1在坝面的内侧壁和隔墙的侧壁上采用钢筋布网，并采用喷射混凝土的方式布上水泥砂浆；

步骤S4.2在抛石之前，需在隔墙和坝面上安装引导板，通过引导板的引导，料石将落入仓位的中部；引导板包括中板和侧板，侧板的内侧贴合于斜面、过道的内侧壁和过道的部分底面，侧板位于过道内的一端上翘设有限位部；中板覆盖侧板位于过道的部分，并在底部设有供限位部嵌接的限位槽；安装完成后，汽车直接行驶于中板的上方；

步骤S4.3在堆石高度接近制高平台顶高时，拆除引导板继续堆石。

5.根据权利要求2所述的一种砌石坝机械化施工方法，其特征在于：步骤S4中对于料石的输送，依据仓内的料石体积的分布为下大上小，中大外小的要求，依次先后输送不同粒径的料石；

步骤S5中，采用输送设备将配置好的自密实混凝土输送上坝：其中自密实混凝土的水与凝胶材料的水胶比控制在0.65～0.68的范围；而后将上坝后的混凝土浇筑至堆石体，在浇注过程中浇注点应均匀布置，其间距小于3m；必须填满上一浇注点后方可移至下一浇注点，浇注顺序应按单向顺序，不可往复浇注。

6.根据权利要求5所述的一种砌石坝机械化施工方法，其特征在于：步骤S3包括步骤S3.5 在坝面顶部之间或坝面与山体之间架设支架，支架上吊设冲灌袋，冲灌袋的底部贯通，且冲灌袋的袋面开设多个孔，且袋面的下半部的孔的孔径大于上半部，下半部孔的总面积大于上半部孔的总面积；冲灌袋的顶部具备冲灌口；

步骤S4中形成自然堆石体同时也自然的将冲灌袋覆盖，以留下冲灌口和顶部的部分冲灌袋；

步骤S5中自密实混凝土浇筑入仓时，冲灌袋的位置应位于自密实混凝土的按浇筑顺序的相邻的两个浇筑点之间，且相邻冲灌袋之间至少间隔两个浇筑点，待自密实混凝土完成冲灌袋下游的浇筑点的浇筑之后，通过冲灌口向冲灌袋内压送混凝土，以加强中下部的混凝土的密实度；待混凝土硬化后，割除堆石混凝土顶层以上的冲灌袋。

7.根据权利要求5所述的一种砌石坝机械化施工方法，其特征在于：步骤S4中，入仓前要对料石预处理，其最小粒径不小于30cm，最大粒径以运输、入仓方便为限，且不超过80cm，允许使用少量片石但其重量不得超过堆石料总重的10%；料石应选用当地弱风化新鲜灰岩料，其饱和抗压强度（Rs）不得小于40MPa，入仓前应清洗干净，含泥量不得大于0.5%，不允许含有泥块；基础仓及上一层混凝土强度达到2.5MPa以上方可进行料石入仓。

8.根据权利要求5所述的一种砌石坝机械化施工方法，其特征在于：所述步骤S5中自密实混凝土采用现场拌和，配合比是自密实混凝土拌和的依据，因此，待现场砂碎石生产系统运行稳定后，选取原材料完成配合比试验；试验室配合比成果出来后，现场必须选取适当场地实施试验块，全面验证自密实混凝土的各项性能；

拌和自密实混凝土采用双卧轴强制式搅拌机；自密实混凝土拌和时要按照顺序上料，首先将称量好的骨料和胶凝材料分别投入搅拌机进行干拌约30s，再加入水和外加剂继续搅拌约60s，其中外加剂包括高效减水剂和抗离析剂；其中砂石用量在±5%的范围内调整，胶凝材料包括水泥和粉煤灰，凝胶材料为30kg时，水泥用量在10kg～20kg范围内调整，水泥为硅酸盐水泥；粉煤灰用量在20～10kg范围内调整，但水胶比变化控制在0.65～0.68的范围；自密实混凝土在拌和之前，要全面检测场内的原材料，对骨料的含水率，含泥量进行测定，根据骨料含水量的变化情况，随时调节用水量；其中骨料包括细骨料和粗骨料，两者的比例为1:4；细骨料所含粒径小于0.125mm的细粉不低于10%，含泥量不得超过3%，泥块含量不得超过1%，细骨料选择质地坚硬、清洁、级配良好的人工砂、天然砂或两者的结合；人工砂细度模数为2.4～2.8，天然砂细度模数为2.2～3.0；细骨料的含水率应保持稳定，人工砂饱和面干的含水率不超过6％；粗骨料采用连续级配或2个单粒径级配的卵石或碎石，最大粒径不大于20mm；粗骨料的含泥量不得超过1%，针状片状颗粒含量不得超过8%；粗骨料空隙率小于40％。

9.根据权利要求5所述的一种砌石坝机械化施工方法，其特征在于：还包括如下步骤：

步骤S6缝面冲毛，水平施工缝浇筑前需冲洗干净，方可浇筑下一层混凝土；如出现浮浆，应在初凝前用高压水冲洗干净，方可进行下一道施工工序；

步骤S7性能观测，堆石混凝土每浇筑4000～6000m³，挖试坑一个，以检测堆石混凝土容重和孔隙率；根据检测结果控制下一层的堆石疏密和自密实混凝土的各用量配比；

步骤S8 养护，堆石混凝土浇筑完毕6～18h内开始洒水养护，在炎热、干燥气候情况下应提前洒水，高温季节，为加速混凝土表面散热，设置自流水管形成“水套”法养护；

步骤S9 重复步骤1-7，直至坝体完全施工完成。

10.根据权利要求1所述的一种砌石坝机械化施工方法，其特征在于：

步骤S3.2中每日砌筑高度不应超过1.2m，正常气温下，停歇4h 后可继续垒砌；每砌3～4 层应大致找平一次，中途停工时，石块缝隙内应填满砂浆，但该层上表面须待继续砌筑时再铺砂浆；砌至设计高度时，应使用平整的大石块压顶并用水泥砂浆全面找平。

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