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天生桥一级水电站混凝土面板堆石坝面板混凝土的施工

作者:admin来源:本网 日期:2017-10-27 14:16:17 人气: 标签:

  水利水电技术天生桥一级水电站混凝土面板堆石坝面板混凝土的施工黄宗营秦国逊(中国人民武装警察部队水电第一总队,广西壮族自治区隆林县,533409)3万m2,分三期进行浇筑。面板垫层料坡面进行了平整、压实并用乳化沥青保护。面板混凝土的配合比是通过大量对比试验确定的,二、三期面板混凝土的配合比还在-期面板的基础上进行了优化。面板采用有轨滑模和无轨滑模进行施工。为保证面板的质量,对砂石骨料水泥、外加剂和坡面平整度、侧模安装质量及混凝土的塌落度等进行了严格的控制。混凝土取样结果、面板裂缝检查及渗流观测结果都表明,面板的质量良好。

  1工程概况天生桥一级水电站坝型为混凝土面板堆石坝,设计坝顶高程为791.00m,设计最大坝高为178m,坝顶长1168m,坝顶宽12m,坝体上游边坡为1:1.4,下游边坡平均为1:1.4.混凝土面板底部最低高程为617.30m,顶部高程为787.30m.混凝土面板法向厚度依据承受的水压力不同而不等,其顶部厚度为30cm,其它部位厚度按以下公式计算,即0.3+ 0.0035H(H为计算点至面板顶部高程的高差)。面板总面积为17.3万m2,混凝土总量为9.0万m3.面板每16m宽设垂直永久伸缩缝,共有面板69条块,其中最长的条块为297.1m.面板混凝土强度等级为C25,面板混凝土主要配置单层双向钢筋,三期面板由于坝体出现裂缝,后在面板的中间592m长的区域内设底层抗裂筋。钢筋保护层除三期面板号0 974~0382范围面层为10cm底层为5cm外,其余的保护层均为15cm. 2面板各施工阶段的主要指标根据坝体填筑进度、施工期安全度汛要求及满足水库分期蓄水发电的需要,混凝土面板施工分三期进1万m3,其中最长的一块为108m,一期面板于1997年3月21日开00m高程的面板,共53条块,面积7.3万m2,混凝土量为4. 2万m3,其中最长的一'条为118m,二期面板于1997年12月25日开始浇2万m2,混凝土量2 7万m3,其中最长的一块为71. 1m,三期面板于1998年12月25日开始浇筑,1999年5月18日完成。

  3面板混凝土的施工程序面板混凝土均采用跳块方式浇筑,浇筑顺序或从左向右、或从右向左,这主要取决于坝体的填筑进度。

  先跳块施工的条块施工工序较多,单块面板混凝土的施工程序见附图。附图中带有下划线的工序是指一期面板采用有轨滑模施工加的工序。中间夹块的施工,因很多工序在先跳块施工时己完成,所以工序减少了很多,但其相邻块混凝土龄期须达30h以上才能进行滑模就位以浇筑混凝土。

  4面板垫层料坡面的处理垫层料(A料)是混凝土面板的基础,它具有半透水性,在凝土面板未浇筑前可用来挡水度汛,当面板或接缝处产生渗漏时,可作为第二道防线。垫层料最大粒径为8cm,面板与防浪墙的水平缝设W2型铜止水,其空腔内填塞氯丁橡胶棒和聚苯乙烯泡沫。

  铜止水采用洛阳铜加工厂生产的铜板带,PVC止水采用长江葛洲坝塑料二厂生产的H2-861型PVC止水。

  5.2止水的安装在面板仓号准备的同时,垫层料坡面砂浆垫带铺筑完成并达到70%强度以上,之后就进行止水的安装。加工好的铜止水由人工抬到工作面进行焊接,并填塞氯丁橡胶棒和聚苯乙烯泡沫,然后铺PVC垫片,再将连接好的铜止水安放就位。同型号铜止水的连接采用搭接焊,焊条用银焊条,搭接长度为20cm.W1型铜止水与周边缝F型铜止水采用对接焊,PVC止水与铜止水采用螺栓连接,PVC止水间的连接采用熔接。小于0.074mm的颗粒含量为4%~8%,级配连续。

  垫层料的主要作用是避免面板承受水压时出现应力集中现象,从而导致面板变形过大或拉裂,因此垫层料坡面必须进行平整、压实并保护好。

  垫层料坡面采用激光导向反铲大面积修坡,然后局部用人工修整,以确保坡面的平整度。垫层料坡面用斜坡碾碾压,碾压时采用静碾和动碾相结合的方法,先静碾2遍,即碾子滚动而不振动,上下2遍,然后半振动碾压4遍,即碾子自上而下时不振动,自下而上时振动,循环4遍。

  为了避免垫层料坡面受雨水冲刷和面板施工时对坡面产生破坏,必须对垫层料坡面进行保护。垫层料坡面采用西北牌CFL型乳化沥青保护,先喷一层乳化沥青,然后洒一层人工砂,再喷一层乳化沥青,再洒一层砂,喷护厚度为5mm. 5面板止水的设计与安装5.1止水的设计面板垂直缝设W1型铜止水,铜止水的基础为100号水泥砂浆垫层,铜止水与砂浆垫层之间设PVC垫片作缓冲层,铜止水空腔填塞氯丁橡胶棒和聚苯乙烯泡沫,在距周边缝20m范围内设一道PVC止水。

  面板与趾板间的周边缝,在675. 00m高程以下设F型和型两道铜止水,675. 00m高程以上设F型铜止水和pvc止水。f型和n型铜止水空腔内填塞氯丁橡胶棒和聚苯乙烯泡沫。F型铜止水在垫层料的部位通过沥青砂垫块作基础,垫块与铜止水间设PVC垫片缓冲。

  6面板混凝土施工6.1原材料的选用水泥采用贵州525号水泥,砂石骨料是开挖溢洪道的灰岩料经人工砂石系统轧制而成的,粉煤灰选用广西田东电厂的粉煤灰。在选用外加剂时,对国内多种减水剂进行了试验对比,最后一期面板选用了RC-1和AE两种减水剂复合使用,RC-1具有缓凝、强效果好的特点,且掺量少,AE引出的气泡直径小,气泡稳定。采用RC-1和AE两种复合减水剂减水率为15.3%,引气量为。二、三期面板选用了引气型减水剂DH3-G,它是一种萘系复合高效减水剂,减水率达20%,引气量为4. 2配合比参数的确定配合比设计的指导思想是在满足设计要求的强度、耐久性及和易性的前提下,重点考虑混凝土的抗渗及防裂问题。由于没有可供类比的工程实例,配合比参数最初只能拟定并通过试验确定。通过大量的对比试验,最后确定砂率为40%,中小石比例为45:55,作为现场施工的配合比参数见表1,表1中二、三期面板混凝土配合比是在一期面板的基础上进行优化试验确定的。相应配合比试验结果见表2表1施工配合比参数编号工程部位水泥/粉煤灰/水灰比用水量/kgm-3外加剂一期面板二、二期面板表2配合比试验结果编号抗拉强度/MPa(28d)抗压强度/MPa极限拉伸值/弹性模量/抗渗等级塌落度3面板混凝土的生产及运输面板混凝土主要由进口的西德拌和楼生产,一旦出现故障才由国产郑州拌和楼辅助。西德拌和楼采用微机控制,自动化程度较高,通过显示屏可以观察到混凝土的生产情况,其称量系统准确无误,有利于控制混凝土的塌落度,保证混凝土的生产质量。

  混凝土采用混凝土搅拌运输车运输,有利于保证质量,减少塌落度损失,方便卸料。

  4面板混凝土的浇筑面板混凝土采用滑模浇筑。一期面板采用有轨滑模浇筑。由于有轨滑模存在很大的局限性,对周边缝范围面板的三角部位不适用,轨道安装精度要求高,一旦液压爬升器出现故障或滚轮脱落,处理较困难。二三期面板改用无轨滑模,解决了有轨滑模存在的局限性,同时减少了很多不必要的工序,方便了施工。

  混凝土采用溜槽入仓,每条块面板设3条活动溜槽,混凝土入仓过程中,由人工调整溜槽下端的角度,以保证混凝土在仓内较均匀地分布。混凝土入仓后,迅速振捣。振捣时,靠侧模或止水部位采用小型软轴振捣器振捣,其它部位采用O50插入式振捣器振捣,振捣在距滑模前缘20Cm处进行,严禁振捣器深入滑模内振捣,以防滑模托起,甚至造成滑模后部成型的混凝土垮塌。振捣均匀密实后,滑模即进行滑升,每次滑升高度滑模滑升后,立即进行混凝土表面的抹面,抹面由人工进行。待混凝土表面接近初凝时,采用麻布覆盖并开始洒水养护。对己浇完的面板在其顶部设固定花管长期洒水养护,对正在浇筑的条块采用临时洒水养护。

  7质量控制混凝土面板作为面板堆石坝的防渗主体,其施工质量的好坏关系到大坝的安全运行。因此,在混凝土面板施工过程中,从原材料到各个施工工序均须进行严格的质量控制,以保证混凝土的施工质量,防止涵疑土面板开裂。

  1原材料在混凝土生产过程中必须对砂石骨料的质量进行跟踪控制,一旦发现骨料超逊径含量超过规范要求,立即进行处理,对砂主要检查细度模数和石粉含量,并根据细度模数的变化调整砂率。对水泥必须进行定期或不定期的抽样检查,厂家不同、品种不同或过期的水泥必须停止使用。外加剂的使用必须与配合比试验品种一致,并固定用同一厂家的,外加剂的浓度必须保持稳定,外加剂掺量必须准确,过期失效的外加剂严禁使用。

  2坡面平整度及坡面保护水库蓄水后,面板受力情况是非常复杂的,必须控制好垫层料坡面的平整度,保证面板厚度变化满足设计要求,避免出现突变,造成应力集中,从而导致面板拉裂。同时,垫层料采用喷沥青保护,且能适应面板的变形。垫层料坡面采用4m<8m的网格进行测量控制,如出现盈坡,必须作削坡处理,如出现亏坡大于15cm,须作补填补碾处理。

  7.3侧模安装侧模是滑模滑行的轨道或轨道基础(对有轨滑模),因此侧模的安装质量也将影响混凝土的施工质量,特别是混凝土面板表面的平整度。侧模安装必须牢固、平、直,并通过测量校对。周转次数较多、发生变形的侧模严禁使用。三期面板改进侧模的制作安装质量后,浇筑的混凝土表面平整度均比1二期的好,得到业主和监理单位的好评。

  4混凝土塌落度的控制对于面板混凝土施工,塌落度控制是关键,塌落度控制得好,有利于加快滑模的滑升速度,也有利于保证混凝土的浇筑质量。因此从混凝土的拌和到混凝土入仓必须进行严格的控制。塌落度不稳定的主要原因是砂石骨料的含水量不稳定,特别是砂的含水量波动较大。在混凝土生产过程中,必须坚持检测砂的含水量,根据砂的含水量调整用水量,保证塌落度控制在3~8cm.塌落度还要根据气温变化,通过机口取样和卸料入仓前取样的结果对比进行控制。当气温低于18C时,塌落度控制在3~5cm;当气温高于18C时,塌落度控制在6~8cm.机口塌落度实测结果为:一期面板平均为6. 5cm,二期面板平均为5.1cm,三期面板平均为5. 7.5混凝土养护一期面板采用覆盖草帘后再洒水养护,二期面板采用覆盖麻布后再洒水养护。这两种方法效果都比较好,但在下暴雨、刮大风时,草帘、麻布都会被掀走,造成材料和人工的损失。三期面板直接采用洒水养护,通过固定花管长期保持混凝土表面湿润,从现在来看这种方法最经济,效果最好。

  8质量评价1混凝土取样结果分析混凝土取样结果如表3所列。从表3中可以看出,面板混凝土质量是优良的。

  工程部位混凝土设计等级平均抗压强(度(28d)/MPa(组)均方差离差系数保证率抗拉强度/MPa(组)抗渗等级组弹性模量/MPa(组)塌落度一期面板二期面板8.2面板裂缝检查情况分析高程以下的一、二期面板进行了裂缝检查。据统计,宽度大于0.3mm的裂缝只有42条,最大缝宽为0.4mm,而且长度达到16m的缝不到30条。按要求裂缝宽度大于0.3mm时才进行修补处理,在一、二期面板只要发现有缝都进行了处理,裂缝采用了粘贴GB胶板的方法进行处理。水库蓄水运行后,1999年5月按业主要求对己运行的二期面板又进行了水下摄像检查,结果未发现有新的裂缝产生,也未发现有异常的变形,蓄水前出现的裂缝也未发现有扩展,而且有的裂缝由于水压力作用己闭合。1999年5月底对己完成施工的三期面板也进行了裂缝检查,发现宽度大于0. 3mm的裂缝只有22条,最大缝宽为Q5mm,没有贯穿缝。因此从面板裂缝检查情况看,认为面板混凝土质量也是优良的。

  3渗流观测结果分析19971998年洪水的考验,特别是1998年8月下闸蓄水后,库水位上升到740.00m高程,面板承受的最大水头达127m,经坝后渗流观测,其渗流量小于45L/s.三期面板完成施工后,1999年汛期库水位达到768. 00m高程,目前库水位仍维持在758.00m高程,整个面板承受的最大水头己超过设计水头的90%,从坝后渗流观测结果看,汛期时最大流量为132L/s,枯水期时为51L/s,因此面板施工质量良好。

  9结语天生桥一级水电站混凝土面板堆石坝垫层料坡面采用喷乳化沥青保护,施工简便,进度快,既具有防渗作用,又能适应面板的变形,对面板不产生约束力,起到防裂作用。通过对有轨滑模和无轨滑模施工的对比可知,无轨滑模的施工具有简便、灵活、速度快且经济等特点。混凝土面板采用低热微膨胀水泥和外掺优质粉煤灰,对提高混凝土面板的抗裂性起到了很好的作用。面板混凝土的配合比设计优化和试验成果以及施工工艺都很成功,为今后高混凝土面板堆石坝的面板混凝土施工提供了宝贵的实践经验。

  秦国逊,男,36岁,工程师。

  (收稿曰期:2000~0321责任编辑冉崇辉)

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