NB/T 1007-2018 堆石混凝土筑坝技术导则

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标准编号:NB/T 1007-2018
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标准类别:水利标准
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NB/T 1007-2018 堆石混凝土筑坝技术导则

性能混凝土抗离析性不足的主要原因是其配合比中的体积水粉比 偏高,可通过增加粉体用量、降低用水量等方法来改善。使用增 黏剂也可改善抗离析性,但由于增黏剂的品种较多、性能不一, 并且增黏剂的使用可能会造成凝结时间延缓、单位体积用水量增 加等问题,因此应合理选择。 4.1.3在参考国内外自密实混凝土相关标准的基础上,结合我 国开展高自密实性能混凝土研究和堆石混凝土工程实践的具体情 况,本条给出了高自密实性能混凝土配合比主要设计参数的建议 值。在实际工程中,在原材料性能超出规范建议值的情况下,相 应的配合比设计参数也存在着超出建议值的情况,最终以高自密 实性能混凝土的性能判定其配合比是否满足设计要求。 4.1.4高自密实性能混凝土所选用的外加剂与其性能要求密切 相关,减水剂作为最常用的外加剂是影响自密实性能的关键因 素。聚羧酸减水剂在不同温度下性能差异较大,因此在试验室进 行配合比设计试验时,不仅要进行标准环境下的配合比设计,还 应结合工程所在地的气候环境条件,有针对性地设计不同温度下 的配合比并确定减水剂的配方和掺量。

国开展高自密实性能混凝土研究和堆石混凝土工程实践的具体情 况,本条给出了高自密实性能混凝土配合比主要设计参数的建议 值。在实际工程中,在原材料性能超出规范建议值的情况下,相 应的配合比设计参数也存在着超出建议值的情况,最终以高自密 实性能混凝土的性能判定其配合比是否满足设计要求

相关,减水剂作为最常用的外加剂是影响自密实性能的关键因 素。聚羧酸减水剂在不同温度下性能差异较大GB 25280-2016 道路交通信号控制机,因此在试验室进 行配合比设计试验时,不仅要进行标准环境下的配合比设计,还 应结合工程所在地的气候环境条件,有针对性地设计不同温度下 的配合比并确定减水剂的配方和掺量。

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高自密实性能混凝土配合比中还可以掺入石粉,对部分掺加石 粉的高自密实混凝土配合比的工程实例进行了统计,见表4-2。

分掺加石粉的高自密实性能混凝土施工

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4.2直密实性能指标

4.2.1册落度值在一定程度上反唤高自密实性能混凝土是否出 现离析现象,当期落度值过低时经期落度试验扩散后的混凝主试 样中部往往会出现骨料堆积的现象,应予以重视。班落扩展度值 用于评价高自密实性能混凝土的流动性,该值过小说明其流动性 不足,过大往往会发生离析。V形漏斗通过时间用于评价高自 密实性能混凝土的抗离析性,V形漏斗通过时间较短通常说明 抗离析性不足,较长则需要区分两种情况:一种是离析情况严 重,在V形漏斗内发生了堵塞导致时间过长,这是抗离析性不 足的一种表现;另一种是黏性过大导致抗离析性过强。在堆石体 上浇筑高自密实性能混凝土时,不仅要求在浇筑时具有高自密实 性能以确保其充分充填堆石空隙,还要求在流动停止后仍具有较 好的高自密实性能以便后续高自密实性能混凝土能够在空隙中与 其紧密结合。提出自密实性能稳定性的要求则是为了确保堆石混 凝土施工过程中,堆石的空隙能够被充填密实。自密实性能稳定 性不小于1h是基本要求,在实际工程中可根据施工条件确定自 密实性能稳定性的要求,对于超过1h的自密实性能稳定性要求,

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通常以0.5h作为最小单位逐步增加,即选取1.5h、2h、2.5H 等作为自密实性能稳定性的目标时长,

条件允许的情况下,高自密实混凝土出机后通常直接泵送入仓, 从高自密实性能混凝土出机到完成浇筑一般不超过0.5h;当拌 和楼与大坝的距离超出直接泵送范围需要采用混凝土搅拌车运输 时,高自密实性能混凝土生产、运输和浇筑一般在1h内完成 对于无法在1h内完成浇筑的情况,应根据实际情况提高自密实 性能稳定性,并通过试验论证

4.3.1本条规定了堆石混凝土的强度等级。当堆石满足本导则 3.1节要求时,堆石混凝土的抗压强度取决于高自密实性能混凝 土的抗压强度,并且具有一定的安全储备。大尺寸堆石混凝土综 合力学性能试验研究成果表明:堆石体的骨架作用能够提高堆石 混凝土的抗压强度,使其高出用于充填的高自密实性能混凝土的 抗压强度,试验分别使用了饱和抗压强度达到70MPa~80MPa 的花岗岩、40MPa~50MPa的灰岩以及30MPa左右的泥质砂 君,所使用的高自密实性能混凝土强度等级包括C15、C20和 C25,试验结果表明堆石混凝土相比高自密实性能混凝土的抗压 强度提高了10%~50%不等。鉴于试验数量较少,为偏于安全 考虑,本导则未考虑堆石混凝土强度提高效应,以高自密实性能 混凝土的强度等级代表堆石混凝土的强度等级。 4.3.2堆石混凝土的材料容重,与堆石容重、高自密实性能混 凝土容重和堆石率有关、当无试验盗料时,堆石混凝土容重可取

4.3.2堆石混凝土的材料容重,与堆石容重、高自密实性能混

4.3.2堆石混凝土的材料容重,与堆石容重、高自密实性能混 凝土容重和堆石率有关。当无试验资料时,堆石混凝土容重可取 24.5kN/m。

4.3.3无试验资料时,堆石混凝土绝热温升、线膨胀系数和容

重等性能指标可采用经验公式估算

混凝土的绝热温升值可按下式计

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式中— 堆石混凝土的最终绝热温升值(℃); sc一高自密实性能混凝土的最终绝热温升值(℃), Cgo15~Cgo30高自密实性能混凝土的绝热温升值宜 根据水泥用量在25℃~40℃范围内选取(℃); 堆石的比热(kJ/kg℃): C scc 高自密实性能混凝土的比热(kJ/kg℃); Pscc 高自密实性能混凝土的密度(kg/m"); Ps 堆石的密度(kg/m); 堆石率,可取0.55。 堆石混凝土的线膨胀系数可按下式计算:

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5.1.1在狭谷河段,堆石混凝土坝的枢纽布置采用引水式厂房 可减少对堆石混凝土施工的干扰。坝后式厂房的引(输)水管道 宜以方便堆石混凝土快速施工为原则进行布置。采用河床式厂房 枢纽布置时,非溢流坝段及部分结构较简单的溢流坝段,适合采 用堆石混凝土施工。

5.1.4本条规定了堆石混凝土坝的等级和坝高超过

1.0.2条的有关规定时,所应开展的专题论证内容,对于拱坝还 应根据层间抗拉强度试验成果论证合理的梁向应力设计标准。堆 石混凝土坝温度与应力仿真分析宜采用三维有限元法,层间抗剪 性能研究宜结合工程材料特点通过室内或现场试验获得层间抗剪 性能参数。相关参数应通过本导则附录D的有关试验方法确定。 堆石混凝土与高自密实性能混凝土的关系类似于全级配混凝 土与湿筛混凝土的关系,可以结合现有成果通过高自密实性能混 凝土的性能推定堆石混凝土的性能。现有堆石混凝土大尺寸试验 结果表明:受堆石骨架作用的影响:堆石混凝土的抗压强度、弹 性模量等性能相比高自密实性能混凝土有所增长,二者增幅相 以;干缩、自生体积变形等变形量小于高自密实性能混凝土,减 小幅度约30%~40%。在抗冻性能方面,通过单边冻融试验和

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5.2.1堆石混凝土坝河床段建基面宜采用常态混凝土垫

5.2.1堆石混凝土坝河床段建基面宜采用常态混凝土垫层;对

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浇筑,也可采用堆石混凝土浇筑,堆石与边坡如果大面积接触: 不利于坝体与基础的结合,因此需要特别注意

5.2.3在枢纽布置和建筑物设计中,因泄水、发电、灌浆、排

水、监测和交通等各种要求,常需在坝体内设置孔洞和廊道。堆 石混凝土坝设计时,应考虑其施工特点,尽可能减少孔洞和廊道 的设置并尽量集中布置。需要注意的是,由于堆石混凝土内部难 以布置钢筋,因此在使用钢筋部位(如廊道、孔口四周等),需 采用常态混凝土或自密实混凝土浇筑。 有部分工程,在进行堆石混凝土坝设计时为了便于施工,采 取了廊道与堆右混凝土浇筑层协调布置的方案;在堆石混凝土浇 筑至廊道底面的设计高程时安置廊道模板,与坝体进行一体化浇 筑,廊道模板外侧预留了不小于0.3m的不堆石区域,用以防止模 板和钢筋被堆石挤压变形。其他类型工程中采用预制廊道方案也 可用在堆石混凝土工程中,施工中要避免堆石对预制廊道的撞击

5.2.4本条规定了堆石混凝土坝体分缝的基本原则:

1堆石混凝土坝一般采用全断面施工方法,坝体不宜设置 纵缝。 2为满足混凝土温控防裂及适应基础不均匀沉降的需要 堆石混凝土重力坝可设置横缝,间距宜为20m~40m。工程实践 表明,采用20m~40m横缝间距的堆石混凝土坝,发生贯穿性 裂缝的风险小。可在坝体防渗层设置短缝,间距宜为15m~ 20m,与坝体横缝分开布置,需做好防渗体在错缝部位的防裂和 正水措施,具体构造可参见图5一1。横缝间距经论证,还可以 进一步放宽。在气候温和的贵州地区,已有工程采用了更大的横 逢间距,如GZDGT堆石混凝土重力坝,坝高41m,坝顶全长 198m,仅设置2条横缝,中间坝段长134m,其防渗面板设6条 短缝,最大短缝间距28m,自前已建成蓄水。 3堆石混凝土拱坝的横缝应进行封拱处理,封拱温度宜根 据坝体混凝土温度场等确定。现有已建成的少数堆石混凝土拱

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5一堆石混凝土:B一防渗层屋度

项,如SXBJ水电站堆石混凝土双曲拱坝,坝高69m,采用了自 然冷却后封拱。GZLT水库堆石混凝土拱坝坝高53.5m,坝顶上 游面弧长181.36m,坝底最大厚度16m,采用全断面整体上升, 未设置横缝。如有必要,为了降低拱坝温度荷载,堆右混凝土拱 可采用理埋设冷却水管和通水冷却措施以满足封拱温度要求。冷 却水管布置在堆石入仓完成后的表面,然后浇筑高自密实性能混

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图5-2冷却水管布置示意图 1冷加水α

1一冷却水管:2一堆不

5.2.5堆石混凝土坝设置坝身排水,

5.2.5堆石混凝土坝设置坝身排水,对减少坝体的渗透压

5.2.5堆石混凝土坝设置坝身排水,对减少坝体的渗透压力有 直接效果。排水孔距上游坝面不宜小于3m,以防坝面渗漏,并 与纵向廊道距坝面的距离一致。排水孔宜采用地质钻机成孔,以 保证排水孔的成孔质量;也可采用理设无砂管、拨管等方式,理 设无砂管是中、小型工程中较常用的方式,该方法要注意对无砂 管进行保护以防止被堆石砸坏,同时要注意无砂管的连接质量: 防止断孔;拔管施工也是较常用的方式之一,但施工难度相对较 大,需要防止孔道的堵塞。

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1高自密实性能混凝土具有优良的抗渗性能,试验表明其 抗渗性能远高于同标号的常态混凝土;同时高自密实性能混凝土 胶凝材料用量较高,其水化热温升和自生体积变形略高于常态混 凝土。因此,采用高自密实性能混凝土作为防渗层时宜控制最大 厚度。 2堆石混凝土防渗层采用一体化浇筑的方式时,防渗层浇 筑无需单独支立模板,仓内铺填堆石时仅需在堆石体与模板之间 预留出防渗层厚度即可。堆石混凝土坝也可采用常态混凝土防渗 层,缝距宜为10m~20m。采用常态混凝土防渗层时,防渗层浇 筑需单独支立模板,并注意与堆石混凝土坝体结合面的凿毛,保 证与其结合紧密,必要时可埋设插筋,以加强与坝体堆石混凝土 的结合。 3根据关工程经验,防渗层宜配置防裂钢筋网,部分堆 石混凝土坝防渗层配筋见表5一2。

型工程的堆石混凝土坝可按照类似工程经验进行温控设计,其温 控措施力求简单易行。对于需要论证的堆石混凝坝,因其温控 防裂要求较高,应采用有限元法进行温度场、温度应力分析

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6.2.1下部堆石混凝土仓面的堆石外露情况,会影响自卸汽车 在仓面的行进路线,因此需要根据实际堆石外露情况合理规划自 卸汽车在仓面的运输路线。机械设备对层面的碾压对于层间结合 质量存在一定影响,因此在大坝防渗层、坝体上游侧和下游侧等 重要部位要尽量避免。对于无法直接卸料到位的情况,在实际工 程中通常设置集中卸料点使用挖掘机在仓面转运堆石,集中卸料 点还设置了隔离层以避免堆石对层面的冲击,并及时清除集中卸 料点的破碎石渣。在浇筑高自密实性能混凝土前,提前规划浇筑 点能够在浇筑时快速高效地进行泵管的拆装。 6.2.2堆石混凝土施工中,对模板密闭性的要求比普通混凝土 施工要求高。如果模板密闭性不足,容易出现高自密实性能混凝 土漏浆现象。所以,在堆石混凝土施工过程中,要注意保证模板 的密闭性。堆石混凝土模板所受到的侧压力比常态混凝土大,模 板的侧压力作用形式类似于水压力,可采用高自密实性能混凝土 的容重23kN/m3计算。悬臂模板、翻升式模板及自升式模板其 内部没有拉筋十扰堆石仓面,有利于快速机械化堆石施工;同时 模板自身的刚度好,能够较好地抵抗高自密实性能混凝土的侧压 力,在实际施工中效果良好。预制模板的优点在于可作为坝体的 一部分,减少了拆模的工序,在实际使用中要注意预制模板与坝 体混凝土的紧密结合。GZLT水库堆石混凝土拱坝借鉴了砌石坝 的相关经验,采用混凝土砌筑预制块的方式作为上下游模板和坝 体的一部分,简化施工,取得了良好的效果

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6.3.2开采的石料可通过挖掘机筛选来控制堆石粒径,确保

.3.2开采的石料可通过挖掘机筛选来控制堆石粒径,确保满 足粒径要求的堆石装车运输。对小石块较多的料源,用挖掘机筛 选效率低且难以保证堆石料粒径要求时,可采用钢轨筛、格栅斗 等辅助工具进行筛分

足粒径要求的堆石装车运输。对小石块较多的料源,用挖掘机筛 选效率低且难以保证堆石料粒径要求时,可采用钢轨筛、格栅斗 等辅助工具进行筛分。 5.3.3堆石表面粘有泥土时,会影响堆石与高自密实性能混凝 土之间的黏结,对堆右混凝王的物理力学和耐久性能有一定的不 利影响,因此应严格控制堆石料的含泥量。为了避免泥水污染堆 石混凝土层面,不得在仓内进行冲洗

6.3.3堆石表面粘有泥土时,会影响堆石与高自密实性能混凝

土之间的黏结,对堆石混凝土的物理力学和耐久性能有一定的不 利影响,因此应严格控制堆石料的含泥量。为了避免泥水污染堆 石混凝土层面,不得在仓内进行冲洗。

6. 4堆石运输与入仓

6.4.1本条规定了堆石运输与入仓的基本要求。自卸

.4.1本条规定了堆石运输与人仓的基本要求。自卸汽车、装 载机、挖掘机等机械设备在仓面上行进以及卸料、铺填堆石时: 会对下部已浇混凝土产生较大的冲击,因此当已浇混凝土的强度 较低时不宜在其上部进行仓面准备工作。堆石混凝土重力坝的仓 面较大,宜采用自卸汽车直接运输人仓,以发挥其工艺简便、效 率高的特点,实现堆石混凝土的快速施工,也可使用装载机等设 备配合自卸汽车入仓。堆石混凝土拱坝的仓面较小,对层间结合 的要求更高,宜采用塔机、门机、吊车、缆机等设备吊运堆石 人仓。 5.4.2本条规定了堆石铺填的基本要求。根据现有的施工经验 分层厚度小于等于2m时,堆石混凝土的密实度有很高的保证 率:层厚大王2m的工程经验不多,需进行现场试验论证,在进

6.4.2本条规定了堆石铺填的基本要求。根据现有的

分层厚度小于等于2m时,堆石混凝土的密实度有很高的保证 率;层厚大于2m的工程经验不多,需进行现场试验论证。在进 行堆石平仓时,宜使用挖掘机,也可配置格栅式挖斗或抓石器 靠近模板和预埋件部位的堆石宜采用抓石器等机械或人工辅助堆 放。堆石铺填以后,水会将堆石表面残留的少量泥土带到仓面表 面,形成集中的薄弱环节,容易形成渗水通道,降低层面结合能 力,因此,不得在仓面对堆石进行冲洗

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6.5.1本条规定了高自密实性能混凝土生产的要求

1高自密实性能混凝土的体积水粉比较低,粉体用量和体 积砂率较高,其对拌和能力的要求通常高于常态混凝土,根据自 密实混凝土生产的有关工程经验应使用强制式搅拌机拌和。由于 高自密实性能混凝土在拌和过程中的黏性较大,而且聚羧酸减水 剂吸附粉体和发挥作用需要一定的时间,所以高自密实性能混凝 土的搅拌时间相比常态混凝土应适当延长。但根据已有工程经 验,过度拌和也会导致高自密实性能混凝土初始工作性能降低。 2高自密实性能混凝土的工作性能受原材料的性能波动影 响较大,因此在生产前应检验胶凝材料和外加剂的厂家和型号规 格是否一致,以及粗细骨料的种类、级配和含泥量等性能的波动 情况。原材料的性能变化较大时往往会导致混凝土的自密实性能 不满足要求,需要对配合比进行调整使其满足设计要求。高自密 实性能混凝土对用水量较为敏感,因此当骨料的含水率有显著变 化时应增加检测次数,并依据检测结果及时调整用水量。 6.5.2混凝土搅拌车、混凝土输送泵等设备具有不易造成混凝 土离析的特点,适合高自密实性能混凝土的中长距离运输;在运 输距离较短时,起重设备(吊车、门机、塔机、缆机等)配合吊 灌、溜槽、溜筒、溜管等方式也是可行的。高自密实性能混凝土 具有良好的流动性,在振动条件下容易发生离析,因此不宜使用 自卸汽车、装载机、胶带机等机械运输。此外,高自密实性能混 凝土运输过程中不应出现离析、漏浆等现象。高自密实性能混激

不满足要求,需要对配合比进行调整使其满足设计要求。高自密 实性能混凝土对用水量较为敏感,因此当骨料的含水率有显著变 化时应增加检测次数,并依据检测结果及时调整用水量。 6.5.2混凝土搅拌车、混凝土输送泵等设备其有不易造成混凝

土离析的特点,适合高自密实性能混凝土的中长距离运输;在运 输距离较短时,起重设备(吊车、门机、塔机、缆机等)配合吊 灌、溜槽、溜筒、溜管等方式也是可行的。高自密实性能混凝土 具有良好的流动性,在振动条件下容易发生离析,因此不宜使用 自卸汽车、装载机、胶带机等机械运输。此外,高自密实性能混 凝土运输过程中不应出现离析、漏浆等现象。高自密实性能混凝 土运至仓面时应具有良好的自密实性能,因此运输时间应与自密 实性能稳定性相协调

6.5.3本条规定了采用混凝土搅拌运输车运输高自密实性能混

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连续性。 2搅拌运输车搅拌筒内的残留物会造成高自密实性能混凝 土的配合比发生变化从而影响其工作性能,因此在接料前应将搅 拌简内遗留的混凝土或残渣清除,用水洗净并将水排尽。向搅拌 筒内加水将会提高水胶比,从而影响高自密实性能混凝土的力学 和耐久性能,必须禁止。 3搅拌筒高速旋转的目的是为了保证混凝土的均匀性 min为工程实践的经验数据,实际施工中应根据搅拌运输车的 条件经试验确定。

6.6.1本条规定了高直密实性能混凝土的浇筑要求。

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1一堆石;2一高自密实性能混凝土浇筑点;3一浇筑点移动路径

1一堆石;2一高自密实性能混凝土浇筑点;3一浇筑点移动路径

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6.6.2本条规定了堆石混凝土坝浇筑层面的处理要求。

6.6.3本条规定了堆石混凝

施工应做好高自密实性能混凝土的防雨措施;还应对已人仓的堆 石料采取有效的防雨措施,避免雨水冲刷堆石将泥、粉等带入层 面聚集。

6.6.4本条规定了堆石混凝土冬季施工要求,堆石混凝土

冬季施工时,应考虑高自密实性能混凝土的冬季施工措施,还应 考虑仓内低温堆石对入仓高自密实性能混凝土的影响

6.6.5自密实砂浆中不含有粗骨料,因而具有更好的流动性和

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砂浆,能够更好地对浇筑中断层面和堆石的空隙进行充填。

《湖南省绿色建筑工程设计要点(试行)》《湖南省绿色建筑工程技术审查要点(试行)》(湘建科函[2019]181号 湖南省住房和城乡建设厅2019年8月)6.7堆石混凝土温控措施与养护

6.7.1本条规定了堆石混凝土在施工中的温度控制要求。国内 外工程经验表明,在基岩或老混凝土块上浇筑薄层混凝土后长期 的停歇容易产生裂缝,堆石混凝土也应避免出现该类问题。堆石 混凝土水化热温升较低,一般不需要设置冷却水管进行通水冷 却,但在高温季节和昼夜温差较大地区施工时,则应在原材料降 温、选择适宜温度时段浇筑等方面采取一定的措施,例如采取仓 面喷雾降温等措施对人仓堆石料温度和仓面的环境温度进行 控制。

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7.3堆石入仓质量控制

7.3.3堆石混凝土层面容易在堆石过程中被污染,应

7.4高自密实性能混凝土性能检验

7.4.2高自密实性能混凝土的力学和耐久性能检测的检测内容 和频次与常态混凝土一致,为方便操作DB37/T 3163-2018 金属非金属露天矿山企业生产安全事故隐患排查治理体系实施指南,可在出机口完成取样和 试件的制作,但是应先确认其自密实性能应满足本导则4.2.1条 的要求,对于自密实性能不满足要求的混凝土不应用于成型 试件。

7.5.1堆石混凝土坝的防渗层采用自密实混凝土或常态混凝土 尧筑,因此该部分混凝土可按常态混凝土进行质量检查与控制。 7.5.2钻孔压水试验能够综合评价坝体堆石混凝土的密实性和 抗渗性,孔内电视能够直观地观察坝体堆石混凝土的密实性,因 比作为主要检测方法。通过钻孔压水试验和孔内电视检测发现的 问题还应结合具体情况综合判定

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