第五节 大坝浆砌石

朱庄水库拦河大坝为浆砌石混凝土重力坝。按设计要求，基础开挖后，首先浇筑一定厚度的混凝土垫层，然后，除上游防渗墙和坝体内廊道、泄洪底孔等浇筑混凝土外，其余均为浆砌石。

大坝浆砌石1971年开始备料，1972年浆砌，到1978年基本完成。从开采石料到浆砌，均系土法上马，群众极易掌握施工方法。搞浆砌石砌筑的民工均是邢台、沙河、内丘、临城四个县西部山区有砌石经验的群众，水库工程指挥部施工处大坝组负责施工，累计完成浆砌石42.24万m³，占大坝总体工程的40.5%。砌石总用工作日2311.23万个，平均砌石7.63个工作日/m³，功效为0.13m³/工作日。砌石砂浆使用水泥6699.3万kg，平均1.0m³砌石用水泥164.2kg。总耗用木材1265m³。使用炸药73万kg，平均砌石耗用炸药1.74kg/m³。

1 采运石料

根据大坝砌石设计需要，首先对水库上下游采石料场进行实地勘察，本着距大坝近，覆盖层薄、石质好、成品率高、储量大、占地毁林少、便于运输等原则，选取溪沟、杨庄、荣庄、岳山头、前熬峪、窦王墓六个料场。总计采运石51.34万m³，总用工作日2501万个。

开采石料方法有三种，分别是侧向单线掌子面开采法、选择式开采法和平采法。

侧向单线掌子面开采法。即自山坡一侧按开挖线，开除路面和掌子面，然后人工打炮眼放炮向内侧开挖。成料用双轮车顺路运出，山皮及废渣倒入沟内。此种方法适用于开采高度10～20m山坡。

选择式开采法。适用于高山陡壁，当坡高20m以上时，由于清理山皮费工，采取选好药室，计算药量，放大炮，掀掉山头后采石。将合格块石撬翻到路边装车运出，石渣留在原地。采用此法采石，最大装炸药量曾用过500～1000kg。这样炸开的山头，不至于形成老虎嘴形状，可安全作业。

平采法。适用于在山皮薄，山头低，块石质良好的料场。清理山皮后自上而下采用松动爆破开采，这样既安全，成品率也较高。

根据库区附近块石上下有层面，层间较厚，石质硬脆，多用松动爆破开采块石，用炸药量少，成品率高。如窦王墓料场，采用松动爆破法，块石成品率在30%以上。峡沟料场采用小炮开采，成品率为20%。其他料场采用放大炮开采，成品率在15%以下。

大坝浆砌石使用的石料分粗料石和块石两种。粗料石表面要加工錾场，用于大坝下游及其临空面的表层。块石用于坝体内部。石英砂岩质体为砂质胶结，强度高、密实性大，层面基本平行，能完全满足高坝强度要求，是较为理想的建筑材料。新鲜石英岩其物理性质见表4-23。

块石质量，要求新鲜并达到一正四无。即体形大致方正，无风化、无裂缝、无棱角、无水锈。上下两面平整，厚理一致。平面高差不超过2cm，厚度不小于20cm，宽度大于30cm，长度不超过厚度的3倍。每块块石重量要求达到50kg以上，最大不超过500kg。

石料运输，采用人工双轮车。运输的关键在于交通道路。在修筑道路上，一方面根据地形；另一方面本着低料低用，高料高用，始终保持运石运输道路高于坝体砌石场面，以便于装石重车顺坡而下，减轻劳动强度，提高运输工效。为此，先后修筑了高程210.00m、250.00m、270.00m的运石主干道路12条，总长28.2km，路面宽5m，支干道路97条，路面宽3m。筑路土石方总量共计37.11万m³，用工作日48.47万个（包括维修路用工3.45万个）。

2 浆砌石

大坝浆砌石质量关系到大坝运用安全。为此，从4个山区县抽调有砌石经验的群众专门负责砌石。在砌石过程中，着重抓6个方面。

2.1 砌石场面准备

砌石体底面如系混凝土找平层或上一年的浆砌石，首先要凿毛、冲洗、清理干净。而后用1∶0.6水灰比的水泥浆涂敷表面，随后铺垫5cm的砂浆，开始砌石。砌石侧面如系陡立的岩石，之间要留0.3m宽的间缝，随着砌体上升回填150号小石混凝土。这样，砌石与岩石结合更好。

2.2 浆砌石的水泥砂浆强度

控制砂浆强度的重要材料之一是砂子颗粒大小。拌和砂浆用的是天然河砂，其容量一般为1500kg/m³，孔隙率45%，吸水率1.92%，细度模数为2.3～2.9（低于2.0的不允许使用）。为提高细度模数，曾在砂中掺用豆石。

浆砌石初期，因施工经验不足，浆砌石砂浆是由施工县团配料拌和，因拌和分散，不便管理，常常出现砂浆强度不够，拌和不均等问题，造成不少返工。其中比较大的返工出现过两次。1972年6月临城县团，在桩号0+326.75～337.5m坝段，高程为193.50～196.50m浆砌时，因砂浆强度不够而返工。1974年7月，邢台、内丘、临城3县团也因砂浆强度低，凿除浆砌石1000m³，造成人力、物力、财力的浪费。为改变这一状况，水库工程指挥部专门抽技术人员负责砂浆配比、过磅、拌和，集中管理，采用0.1m³的砂浆拌和机和0.4m³鼓式混凝土拌和机拌和砂浆，严格按配比材料，严格按拌和时间出砂浆，使砂浆质量得到有效控制。

砂浆标号的确定，是根据坝体断面不同部位的应力值，乘以安全系数。坝体不同部位采用砂浆标号见表4-24。

砂浆配比，是根据大坝各部位的砂浆标号，结合当地砂浆配置的材料，由水库实验室做了多种试验确定的。朱庄水库浆砌石采用低稠度砂浆，一般坍落度为3～4cm，其优点是容易插捣出浆，砂浆强度及砂浆与石块黏着力可以得到保障，便于运输，适合于民工使用。

为控制砂浆强度，水库实验室从施工现场取砂浆试样检验强度，为及时了解砂浆强度，试验室经反复试验，采用蒸养办法，即砂浆制模后，养护24～48h，再蒸养16h，然后将试块进行压强试验，乘以系数，测定出28d的抗压强度，确定砂浆是否合格，及时指导施工。水泥品种不同，其蒸养系数各异。砂浆蒸养系数见表4-25。

2.3 严格控制块石质量

为确保浆砌石质量，层层把关。由料场运来块石卸在坝附近的料场内，不准直接上坝。在此料场专人把块石按块石厚薄一致，大小接近的进行归类，分别上坝，以保证坝面浆砌石的每一层块石基本持平。同时在此料场也要进行块石的粗料修整，巨大块石解开，打掉尖角，砸掉结皮，有裂隙的沿裂隙劈开，同时要准备一部分填缝小石块，修整后的块石，装车上坝前，要用高压水、铁丝刷把块石表面的泥土、水锈冲刷干净。并设专人按块石规范要求逐块检验合格，才准予块石运上坝面。坝面浆砌石还设有施工员、质检员，当查出不符合要求的块石必须运出坝外。

2.4 砌石工艺

首先，要检查砌石场面，是否达到标准，经施工员、质检员联合检查验收，合格后签字发合格证，方准砌石，如在混凝土垫层上砌石时，还须先测量、划出砌石边线，而后砌石。砌石时，首先要预摆试砌，定位，看砌石厚度是否与已砌石齐平，各方面都合适，而后铺设厚约5cm的砂浆，再把预摆的块石平放在砂浆上，晃几晃即不再动，这叫“坐浆法”砌石。严禁在块石下面垫小石块找平，严禁用木棒、木板捣砂浆。一次只准砌筑两层块石，高度约40～50cm。块石与块石间留1～3cm的距离，以便填充砂浆捣实。

砌石时，严禁在坝面上加工敲打块石，以防震动已经砌筑好的砌石，影响质量。砌石立缝内要分两次填筑砂浆，边填筑边捣鼓直至密实为止。当局部立缝超过5cm时，可以边填砂浆边填塞小石块边捣固，但不允许与大石块接触。每次砌完石后，必须间隔24h以上，才准再向上砌筑。砌体的接茬高差一般不超过1m；超过1m时，要留1∶1的错砌斜坡。

砌石的具体要求有四条。平：砌石层理要平，砌筑时要平放、平砌；稳：每块块石都要将最大面坐底、放稳；满：砌石砂浆要灌填满，捣得实，不能有空架和空洞；紧：砂石缝隙适当，砂浆捣紧密实。

砌石误差。因块石薄厚不等，基础砌石时，要求高低误差不超过正负5cm；基础以上在1m以内垂直面的误差不超过正负1cm，斜面不超过正负2cm，垂直或斜面全高的误差不超过全高的0.1%，与混凝土连接处的浆砌石不得侵占混凝土浇筑厚度。

2.5 砌石保养

新砌石砂浆初凝固后，要覆盖草袋，草袋上面不断洒水，保持经常湿润，保养期一般不少于7d。如果保养期内需要继续砌石，可在24h后砌筑。但对斜坡、立面不便覆盖草袋时，在砌石完48h内，可采用喷壶洒水养护，以后用水管浇水养护。砌石过程中如遇到降雨，应在砌体上盖好草袋等防雨设备，以防雨水冲刷砂浆。夏季气温高于30℃时，为保持砂浆水分，石料砌筑前应用水浇湿。

2.6 防冻要求

初冬浆砌石，要注意防冻。日最低气温在-3℃时，砌石可覆盖两层草袋。如发现砂浆表层受冻，应当凿除。浆砌石施工一般在11月底或12月初停止。

3 浆砌石工艺及外加剂

3.1 振捣器试验结果

1975年，在溢流坝段第八、十坝块的200.00m高程处，试用直径5cm电动振捣器振捣一级混凝土浆砌石核销振捣器振捣砂浆砌石试验成功。在砌石缝隙间充填一级配150号混凝土，采用小直径振捣器振捣，具有砌体密实，抗渗性增强，节省劳力，可以连续作业等优点。其试验成果见表4-26。

采用小型振捣器振捣砂浆砌石，在对角线及宽缝中，随振捣砂浆随填碎石，既增加砌体密实度，又能节约水泥用量。试验成果见表4-27。

从表4-27试验成果表明，采用新工艺砌石，具有高质量低消耗的共性。只因当时未购到小型振捣器，不能大面积推广。

3.2 添加剂试验结果

在砌石砂浆中掺用外加剂和掺和料，可以节约水泥用量，确保砂浆强度和增强砂浆的和易性。经多次匹配比试验，80号砂浆使用邯郸400号水泥，掺糖蜜0.3%，比不掺外加剂1.0m³节约水泥22kg，占水泥用量的6%；使用同样品种标号水泥，既掺0.3%糖蜜，又掺20%的粉煤灰，比不掺外加剂和掺和料，1.0m³砂浆节约水泥63kg，占水泥用量的17%；使用同样品种、标号的水泥，掺用0.3%木质素，比不掺外加剂，1.0m³砂浆节约水泥40kg，占水泥用量的9.2%；使同样品种、标号的水泥，既掺0.3%木质素，又加20%粉煤灰，再加20%豆石，比不掺外加剂及掺和料，1.0m³砂浆节约水泥100kg，占水泥用量的27.3%。80号砂浆掺外加剂与掺和料试验成果见表4-28。

4 砌石质量检验

朱庄水库大坝浆砌石工程，在施工过程中，水库工程指挥部设有专职施工员、质量检查员，随砌筑随检查，同时试验室定期从工地取砂浆试样进行检查，即使是这样，砌石质量是否能达到设计要求，在施工过程中和砌石完工后，不断进行石料压强、砌体抗压、砌体单位相对密度、砌体吸水率等检查。

4.1 强度检验

砌体压强计算，按浆砌石经验公式计算：

其中

式中：R_砌为浆砌石抗压强度；A为经验系数；R_石为岩石抗压强度；R_砂为砂浆抗压强度；α=0.2和β=0.25，均为结构系数。

石英砂岩试验结果见表4-29。

4.2 单位重量检验

1978年1月，利用冬季坝面停工期间，在第八坝块人工挖除浆砌石，干砂回填体积的方法，进行了浆砌石单位重量及质量的考查，其成果见表4-30。

4.3 压水试验及补强灌浆

朱庄水库在大坝浆砌石中，为进一步检查砌石密实情况，对坝段的重要部位，每年进行一次压水试验检查，采用风钻打孔，钻孔3～4m，设计要求试水压力在2kg/cm，单位吸水量达到相当于基础实验固结灌浆要求的标准［0.05L/（min·m·m）］，当对1972—1973年砌体压水试验发现7孔无压漏水，其中5孔在溢流坝段。为此，1974年在溢流坝段进行深孔固结灌浆的同时，并对1973年以前的砌体进行了灌浆补强。

经灌浆补强后的压水试验表明，效果较好，单位吸水量达到固结灌浆要求的标准。1973—1976年砌体压水试验检查成果见表4-31。

4.4 抗压强试验

根据坝体不同部位砂浆设计强度，试验室及时检查砌石拌和砂浆强度，直到施工。历年砂浆取样抗压强度达到或超过设计标准。施工砂浆强度与设计要求强度对比见表4-32。

大坝溢洪道在第八至十坝块，对溢流坝浆砌石砂浆取样四组，分别检验抗压强度。溢流坝浆砌石砂浆取样强度与设计强度对比见表4-33。

大坝非溢洪道在第二至七坝块、第十一至十七坝块，对非溢流坝浆砌石砂浆取样12组，分别检验抗压强度。非溢流坝浆砌石砂浆取样强度与设计强度对比见表4-34。