1 前言CSG是近年來(lái)我國(guó)正悄然興起的一種新型的筑壩材料，CSG壩是采用水和少量的膠凝材料（水泥和粉煤灰）與砂、礫石或河卵石拌和，經(jīng)振動(dòng)壓實(shí)，固結(jié)后成為擋水建筑物。是繼碾壓混凝土壩、堆石面板壩之后的又一新壩型。但由于CSG與碾壓混凝土、松散的砂礫石有著本質(zhì)的不同，因此，決定了CSG壩的施工工藝與碾壓混凝土壩和堆石面板壩的施工工藝不完全相同。前者采用了更加通用性的施工設(shè)備，施工布置十分方便，因而也更加簡(jiǎn)單和合理。

2 CSG材料CSG中的母材可以取用壩基開(kāi)挖的棄料、天然河道中的河卵石、也可以采用弱風(fēng)化開(kāi)挖石和壩基周圍的可利用的石料，這是CSG的最大特點(diǎn)。細(xì)骨料可以用天然河沙，也可以用人工砂。CSG砂礫料的“合理砂率”為20%，因

HDPE土工膜是以(中)高密度聚乙烯樹(shù)脂為原料生產(chǎn)的一種防水阻隔型材料。（密度為0.94g/cm3或以上的土工膜）。HDPE土工膜全稱“高密度聚乙烯膜”，具有優(yōu)良的耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能，抗低溫、抗老化、耐腐蝕性能，以及較大的使用溫度范圍(-60--+60)和較長(zhǎng)的使用壽命 (50年)。HDPE土工膜全稱“高密度聚乙烯土工膜”，具有優(yōu)良的耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能，抗低溫、抗老化、耐腐蝕性能，以及較大的使用溫度范圍(-60--+60)和較長(zhǎng)的使用壽命50年，廣泛使用在生活垃圾填埋場(chǎng)防滲，固廢填埋防滲，污水處理廠防滲，人工湖防滲，尾礦處理等防滲工程。

而，當(dāng)CSG原砂礫料中的細(xì)骨料的含量達(dá)到了一定量，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定其能達(dá)到所需的抗壓強(qiáng)度和彈模時(shí)，并不要再摻加細(xì)骨料，也可以達(dá)到工程施工要求，并減少了施工工序。福建街面水電站下游量水堰采用CSG填筑，堰高16.3m，設(shè)計(jì)CSG的抗壓強(qiáng)度為7.5MPa，骨料采用河床砂礫石，砂率為17.7%~22%，含泥量為1.02g/cm3，砂礫石最大粒徑約在150mm左右。洪口電站上游擋水圍堰也采用CSG進(jìn)行填筑，堰高35.5m，設(shè)計(jì)CSG的抗壓強(qiáng)度為4MPa，粗骨料采用了開(kāi)挖棄料并摻入河沙，砂率為29%~34%，含泥量為2%~4%，砂礫石最大粒徑約在300mm左右。洪口電站上游圍堰澆筑后，經(jīng)過(guò)了近50年一遇洪水考驗(yàn)，洪水漫過(guò)堰頂達(dá)8m，未造成堰體損壞。

碾壓混凝土通常稱為貧膠凝混凝土，也是水、少量膠凝材料與砂、礫石的混合物，由于接近常態(tài)混凝土的特性，其骨料中砂和礫石有著嚴(yán)格的分級(jí)和配比。典型的碾壓混凝土中，大中小骨料的比例一般為30：40：30，其最大骨料的粒徑為80mm。為此，RCC的骨料制備時(shí)，要將骨料進(jìn)行破碎和篩分，分級(jí)存儲(chǔ)，在混凝土料拌制時(shí)，各檔骨料按照配合比的要求，通過(guò)稱量系統(tǒng)計(jì)量后加入拌和機(jī)進(jìn)行拌和。堆石面板壩的材料是砂礫石，是完全的松散體。大壩主體的砂礫石一般不分級(jí)而直接進(jìn)行碾壓壓實(shí)。為了維持壩體的穩(wěn)定，堆石面板壩的斷面一般比較大，因而建壩所開(kāi)采的砂礫石料數(shù)量是相當(dāng)驚人的。

CSG中的礫石也是沒(méi)有分級(jí)的，這一點(diǎn)與堆石壩材料有相似之處。但CSG不是將沒(méi)有分級(jí)的砂礫料直接往壩上堆，而是將其與少量的水、膠凝材料進(jìn)行拌和之后成為一種介于RCC和堆石壩材料之間的一種新型的貧膠凝筑壩材料。

CSG砂礫石在現(xiàn)場(chǎng)采用露天存放，自然風(fēng)干。

3 CSG配合比CSG水泥用量極少，這是CSG的顯著特點(diǎn)之一。已建的街面量水堰和洪口上游圍堰所有的膠凝材料都不超過(guò)100kg/m3，而其中水泥用量不超過(guò)55 kg/m3。由于水泥用量少，施工中不必要采取復(fù)雜的溫控措施，壩（堰）體可以不必進(jìn)行分縫，這給填筑施工帶來(lái)極大的方便。在CSG中適當(dāng)摻加石粉可以提高CSG的和易性和抗?jié)B性能，洪口電站上游圍堰CSG施工中對(duì)此作了試驗(yàn)，證實(shí)了石粉在CSG中的作用。由于CSG中粉煤灰和石粉的作用，使其初凝時(shí)間相對(duì)延長(zhǎng)，所以CSG中無(wú)需摻加外加劑就能取得不錯(cuò)的施工效果。

4 CSG制備工藝由于CSG的骨料無(wú)需進(jìn)行篩分和沖洗，使得CSG的制備工藝十分簡(jiǎn)單。

4．1 計(jì)量

在街面電站量水堰和洪口電站上游圍堰CSG的施工中，CSG原材料砂礫石的計(jì)量采用通常的體積法計(jì)量，現(xiàn)場(chǎng)用膠輪斗車的容積來(lái)量取砂礫石的數(shù)量，這是一種非常簡(jiǎn)便的計(jì)量方法，其誤差約在±5%，對(duì)于低強(qiáng)度要求的CSG來(lái)講，不會(huì)造成影響。為提高工效，可使用專用的計(jì)量機(jī)動(dòng)車或軌道車進(jìn)行砂石料計(jì)量。拌和水的計(jì)量直接在水表上進(jìn)行讀取，袋裝水泥或粉煤灰以每袋的重量計(jì)量。當(dāng)使用散裝水泥或粉煤灰時(shí)，散裝水泥或粉煤灰出庫(kù)后經(jīng)臺(tái)秤進(jìn)行稱量，按配合比的重量要求送到拌和坑使用。當(dāng)CSG的澆筑方量很大時(shí)，應(yīng)直接在拌和坑邊設(shè)立散裝水泥和粉煤灰儲(chǔ)罐采用電子秤進(jìn)行出料計(jì)量。

4．2 拌和

CSG原材料在拌和坑內(nèi)的投料順序是：先投放砂礫石再投放膠凝材料，并分?jǐn)?shù)層進(jìn)行投料，分層投料可以減少拌和所用的時(shí)間。所有原料都加入拌和坑后，按配合比要求加入拌和水，采用裝載機(jī)或反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行翻拌。翻拌時(shí)，裝載機(jī)或反鏟挖掘機(jī)通過(guò)反復(fù)數(shù)次裝料、提高、卸料過(guò)程，使CSG達(dá)到拌勻的目的。使用裝載機(jī)或反鏟挖掘機(jī)都可以達(dá)到拌和CSG的目的，但從實(shí)踐來(lái)看，兩種機(jī)械各有其優(yōu)缺點(diǎn)。裝載機(jī)容量大，翻拌效率較高，適合在較開(kāi)闊的地方作業(yè)。反鏟挖掘機(jī)斗容雖然較小，但斗臂靈活，可翻、可鏟、可推、可壓，適合在較為狹窄的作業(yè)坑進(jìn)行拌和作業(yè)。洪口電站在CSG的施工中，主要應(yīng)用反鏟進(jìn)行拌和，所生產(chǎn)出的拌和料均達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求。

無(wú)動(dòng)力拌和依靠砂石料自重從高處往低處運(yùn)動(dòng)，通過(guò)多次的重組使砂石料、水、水泥拌和均勻。采用特制的緩降裝置，或日本引進(jìn)的M·YBOX可以實(shí)現(xiàn)混凝土無(wú)動(dòng)力拌和，但由于骨料的粒徑大，對(duì)緩降設(shè)施的沖擊力很大，磨損高，所以要求其強(qiáng)度、剛度都較大，耐磨性要很好。由于CSG中的砂石料尺寸大，自然也要求一個(gè)特大型的裝置，這在成本上制約了該裝置的開(kāi)發(fā)和使用。

5 模板預(yù)制混凝土模板的優(yōu)點(diǎn)是碾壓后不要進(jìn)行拆模，還可以對(duì)CSG表面進(jìn)行保護(hù)，其尺寸高度取決于CSG每碾壓層的厚度和模板吊裝設(shè)備。洪口上游圍堰CSG碾壓層厚度為30cm，主要采用預(yù)制混凝土模板。模板尺寸為40×30×100cm和40×30×200cm兩種，模板背面加設(shè)鋼筋拉條。為了更好地固定預(yù)制混凝土模板，在CSG碾壓前先將預(yù)制混凝土模板內(nèi)側(cè)約50cm區(qū)域CSG進(jìn)行變態(tài)處理，摻入適量水泥漿并采用振搗器進(jìn)行振搗，待其初凝后開(kāi)始進(jìn)行碾壓施工，這種立模方法與碾壓混凝土所采用的預(yù)制混凝土模板相似。鋼模板的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)動(dòng)靈活可以循環(huán)使用，凝固后的CSG的外觀好，當(dāng)壩（堰）體有外觀要求時(shí)應(yīng)采用鋼模板立模。為了使CSG拆模后取得出較好表面層，也應(yīng)對(duì)模板內(nèi)側(cè)的CSG進(jìn)行變態(tài)處理，變態(tài)時(shí)摻入的水泥漿量根據(jù)試驗(yàn)確定。加漿務(wù)必要均勻，實(shí)施中可采用插孔法進(jìn)行加漿，加漿孔可以平行布置也可以布成梅花形。

6 CSG的入倉(cāng)和碾壓6．1 CSG的入倉(cāng)輸送

由于CSG原材料的粒徑大且不規(guī)則，可考慮的運(yùn)輸入倉(cāng)方法是：汽車直接入倉(cāng)、汽車+溜槽、汽車+鈄坡軌道車、起重機(jī)+專用料罐、起重機(jī)+抓斗等，但從考慮進(jìn)倉(cāng)速度、效率、靈活性等因素，則以汽車直接入倉(cāng)為首選。采用大噸位汽車進(jìn)行CSG的裝載和入倉(cāng)運(yùn)輸可以做到高效率，同時(shí)由于采用通用設(shè)備進(jìn)一步節(jié)約了施工成本。但在施工中，隨著壩（堰）體不斷升高，要修建不同高程的進(jìn)倉(cāng)道路。對(duì)于邊坡地形復(fù)雜的壩（堰）址位置，當(dāng)然，汽車直接入倉(cāng)應(yīng)在修筑入倉(cāng)道路允許的情況下，才是可行的。在福建街面電站量水堰和洪口上游圍堰的施工中都采用了汽車直接裝料運(yùn)輸入倉(cāng)的方法，都取得出了較好的效果。

6．2 CSG的碾壓工藝

6．2．1 碾壓層厚度

由于CSG中含有大直徑骨料，因此CSG一般采用通倉(cāng)平層碾壓。入倉(cāng)后的CSG拌和料在倉(cāng)內(nèi)均勻分點(diǎn)堆放，堆料之間間距根據(jù)碾壓層的厚度決定。采用平倉(cāng)機(jī)將CSG料推平，其松鋪厚度根據(jù)振動(dòng)碾的自重、激振力等要素以及CSG最大骨料粒徑來(lái)確定。街面電站量水堰采用YC26C全液壓振動(dòng)壓路機(jī)作為CSG壓實(shí)機(jī)械，其碾壓層松鋪厚度設(shè)定為50cm。洪口電站上游圍堰采用YC12和YC26兩種全液壓振動(dòng)壓路機(jī)作為CSG壓實(shí)機(jī)械，其碾壓層松鋪厚度設(shè)計(jì)為40cm和60cm，其壓實(shí)結(jié)果都達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。

6．2．2 CSG碾壓

CSG碾壓時(shí)采用了與RCC相同的碾壓方法。即：無(wú)振碾壓2遍→有振碾壓n遍→再無(wú)振碾壓2遍，其中有振碾壓次數(shù)、采用的振幅、振動(dòng)碾行走速度的選擇應(yīng)由工藝實(shí)驗(yàn)確定。碾壓結(jié)果從現(xiàn)場(chǎng)觀察應(yīng)看到CSG表面有泛漿出現(xiàn)為佳。街面電站和洪口電站CSG碾壓所采用了26T重型振動(dòng)碾進(jìn)行壓實(shí)，碾壓的遍數(shù)為：靜壓2遍+有振碾壓4~6遍+靜壓1~2遍，碾壓結(jié)果達(dá)到設(shè)計(jì)要求的碾壓效果。洪口上游圍堰進(jìn)行CSG碾壓過(guò)程中，當(dāng)最大骨料粒徑小于150mm時(shí)，還采用了12T雙鋼輪振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓，也可以做到同樣的碾壓效果。由于CSG骨料最大粒徑較大，應(yīng)采用重型振動(dòng)碾進(jìn)行施工，這樣，可以提高CSG的施工效率和施工質(zhì)量。

6．2．3 層間處理

CSG的層面應(yīng)在初凝前進(jìn)行復(fù)蓋。施工時(shí)應(yīng)控制碾壓面暴露的時(shí)間不要太長(zhǎng)，并直接進(jìn)行上層復(fù)蓋施工。為了提高每碾壓層間的結(jié)合效果，復(fù)蓋前可在舊層面上灑上一層水泥凈漿或薄鋪一層水泥砂漿。由于CSG的低強(qiáng)度特性，在碾壓后短時(shí)間內(nèi)就進(jìn)行上層復(fù)蓋，也可以考慮不用鋪灑水泥凈漿或砂漿等過(guò)渡料。洪口電站上游圍堰施工過(guò)程中，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，確定了對(duì)層面處理的四種方法，可以作為施工時(shí)的參考。

1）層間間隔時(shí)間在10 h以內(nèi)，可直接鋪筑；

2）層間間隔時(shí)間在12 h以內(nèi)，可灑凈漿后鋪筑碾壓；

3）層間間隔時(shí)間在16 h以內(nèi)，可鋪砂漿后鋪筑碾壓；

4）層間間隔時(shí)間超過(guò)16 h，作施工縫處理。

在CSG主壩（堰）體與基坑、邊坡及其他部位的連接處，應(yīng)采用常態(tài)混凝土或富漿變態(tài)CSG充分振搗進(jìn)行過(guò)渡。CSG在碾壓后6～18h內(nèi)開(kāi)始灑水養(yǎng)護(hù)。

7 現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制7．1 表觀密度檢測(cè)

采用核子水分密度儀進(jìn)行表觀密度檢測(cè)在RCC 的工程中已有多年歷史和經(jīng)驗(yàn)。對(duì)CSG經(jīng)壓實(shí)后其表觀密度的檢測(cè)，仍應(yīng)用該方法。當(dāng)碾壓層厚≦30cm時(shí)，采用核子水分密度儀在現(xiàn)場(chǎng)直接打孔檢測(cè)。當(dāng)碾壓層厚度超過(guò)30cm時(shí)，為了使水分密度儀的探測(cè)桿能打到碾壓層的底部，在碾壓層的隨機(jī)部位挖坑約30cm深，坑內(nèi)找平后，再用核子水份密度儀進(jìn)行打孔檢測(cè)。

7．2 CSG的抗壓強(qiáng)度檢測(cè)

CSG試樣在現(xiàn)場(chǎng)拌和坑取樣成型，由于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件的限制，一般采用15cm標(biāo)準(zhǔn)立方體小試樣，并以標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天齡期的抗壓強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)。由于CSG中大骨料的存在，小試樣并不能完全反映實(shí)際CSG的真實(shí)強(qiáng)度，根據(jù)工程的需要，采用大試樣測(cè)定CSG的強(qiáng)度并建立大小試樣之間的關(guān)系或在CSG達(dá)到齡期后，進(jìn)行鉆孔取樣更直接測(cè)定CSG的各項(xiàng)綜合質(zhì)量。

8 結(jié)語(yǔ)CSG作為水工建筑的新型建筑材料，具有取材容易、材料費(fèi)用低、施工方便、環(huán)保節(jié)能等許多優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊發(fā)展前景。CSG筑壩施工既參照了堆石壩施工的工藝，又參照了RCC施工工藝，同時(shí)還具有他本身施工特點(diǎn)。CSG施工避免了RCC施工砂石料制備和對(duì)材料進(jìn)行溫控兩大的復(fù)雜過(guò)程，節(jié)省了大量投資和施工準(zhǔn)備工作，又避免了堆石壩防滲系統(tǒng)的施工過(guò)程，增加了壩體的抗沖刷的能力。CSG施工中所采用的都是常用的、通用的施工設(shè)備，降低了施工費(fèi)用，使筑壩施工變得更加簡(jiǎn)便和環(huán)保。當(dāng)然，CSG的現(xiàn)場(chǎng)拌和過(guò)程的連續(xù)性還比較差，研制適應(yīng)大骨料拌和的，簡(jiǎn)便、節(jié)能的機(jī)械，才能使施工過(guò)程更加完善。