大朝山某水電站全斷面碾壓混凝土重力壩施工

PAGE1xx水電站全斷面碾壓混凝土重力壩施工1、工程概況xx水電站樞紐采用全斷面碾壓混凝土重力壩，右岸地下廠房，長(zhǎng)尾水隧洞的布置方案。大壩共分23個(gè)壩段，1#～8#壩段為廠房進(jìn)水口壩段，全部為常態(tài)混凝土；9#～23#為河床全斷面碾壓砼重力壩段，設(shè)5個(gè)溢流表孔，3個(gè)排砂泄洪底孔和1個(gè)沖砂底孔。壩頂總長(zhǎng)度465.39M，成折線型布置，壩頂高程906M，優(yōu)化設(shè)計(jì)后最大壩高為111M。9#～23#壩段混凝土總方量約為110.0萬(wàn)Ｍ3，其中碾壓混凝土75.68萬(wàn)Ｍ3，常態(tài)混凝土約34.32萬(wàn)Ｍ3，由以中國(guó)水利水電第八工程局為責(zé)任方的八．三聯(lián)營(yíng)體承建。施工導(dǎo)流采用左岸導(dǎo)流隧洞導(dǎo)流，枯水期基坑施工，汛期基坑過(guò)水的導(dǎo)流方式。壩址區(qū)屬于亞熱帶型氣候，流域內(nèi)旱雨季分明，6月至10月為雨季。雨季平均降雨量占全年降雨量的85，6月至8月占全年的60。另外，日溫差大，是旱季氣象的又一顯著特征。2、砼入倉(cāng)方式2.1、影響大壩工程入倉(cāng)方式布置的因素2.1.1、纜機(jī)布置2臺(tái)20T無(wú)塔架平移式纜機(jī)，控制范圍為：壩上0+7.00至壩下0+126.00及左右岸上壩公路;吊重20T時(shí)在跨中主鉤超過(guò)壩頂906M高程約12M。2.1.2、壩址區(qū)兩岸地形和電站樞紐及施工總布置左岸山勢(shì)陡峭，右岸地形較平緩，大壩砼生產(chǎn)系統(tǒng)布置在右岸869M高程平臺(tái)上。2.1.3、大壩結(jié)構(gòu)和碾壓砼與常態(tài)砼的設(shè)計(jì)分界9#～23#壩段中，9#壩段888.0高程以下、10#壩段837.8高程以下、11#～15#壩段880.0高程以下、16#～17#壩段837.8高程以下、18#～22#壩段890.0高程以下為碾壓砼，上部為常態(tài)砼，23#壩段均為常態(tài)砼。2.2、砼的水平運(yùn)輸與垂直運(yùn)輸根據(jù)xx電站工程樞紐及施工布置特點(diǎn)，分別采用如下四種砼入倉(cāng)方式以滿足不同部位砼的入倉(cāng)：汽車直接入倉(cāng)。汽車運(yùn)輸+真空溜管入倉(cāng)。汽車運(yùn)輸+羅泰克膠帶機(jī)+真空溜管入倉(cāng)。汽車運(yùn)輸+纜機(jī)運(yùn)輸入倉(cāng)。汽車運(yùn)輸+羅泰克膠帶機(jī)入倉(cāng)。各種砼入倉(cāng)方式所控制的澆筑范圍見(jiàn)圖1，各種砼入倉(cāng)方式澆筑的砼方量見(jiàn)表1。表1各種砼入倉(cāng)方式澆筑的砼方量項(xiàng)目汽車直接入倉(cāng)倉(cāng)汽車+真空溜溜管汽車+纜機(jī)汽車+膠帶機(jī)機(jī)+溜管左岸右岸常態(tài)砼（萬(wàn)MM3）34.32碾壓砼（萬(wàn)MM3）25.27.913.27.8821.5砼總量（萬(wàn)MM3）25.221.142.221.52.3、各種砼入倉(cāng)方式的布置及應(yīng)用2.3.1、汽車直接入倉(cāng)運(yùn)距為1.5KM。入倉(cāng)道路回填料采用基坑開(kāi)挖石碴，隨澆筑倉(cāng)面的升高而上升，入倉(cāng)道路路面寬度為8.0M，最大下坡坡度為10%，最大上坡坡度為8%，入倉(cāng)口前設(shè)有30～50M長(zhǎng)的脫水路面。汽車在拌和樓接料過(guò)程中移動(dòng)，在車身內(nèi)形成兩點(diǎn)或三點(diǎn)式料堆，卸料時(shí)應(yīng)卸至倉(cāng)面經(jīng)攤鋪后的碾壓砼面上，以減少骨料分離。2.3.2、汽車運(yùn)輸+真空溜管入倉(cāng)方式真空溜管輸送砼的方式雖在貴州普定等工程已得到較普遍的應(yīng)用,但其下滑坡度一般均大于或等于45,且輸送的高差均在50M左右,而xx工程的特點(diǎn)是：高差大，大壩壩址岸坡開(kāi)挖的平均坡度不足45。1#、2#真空溜管布置在基坑右岸，受料斗高程為865.6，出料口高程為808.0，最大高差為57.6M。1#、2#真空溜管的輸送能力均為220M3/H。3#真空溜管布置在左岸23#壩段上。其進(jìn)料口高程為906.0，出料口高程為820.0，最大高差為86.6M，槽身長(zhǎng)120M，輸送能力為220M3/H。一般地，真空溜管的輸送能力不決定于自身，而決定于進(jìn)料口或出料口汽車運(yùn)輸?shù)哪芰Α?.3.3、汽車運(yùn)輸+羅泰克膠帶機(jī)+真空溜管入倉(cāng)方式羅泰克膠帶機(jī)布置在右岸7#公路865.0平臺(tái)與10#壩段右邊墻之間。該膠帶機(jī)曾用于二灘工程,寬度為24英寸,帶速為230M/Min,實(shí)際選用俯仰角為-10+25,膠帶機(jī)設(shè)計(jì)輸送能力為4.12.1M3/Min。膠帶機(jī)安裝在鋼桁架上，鋼桁架的支承結(jié)構(gòu)設(shè)在9#壩段壩后臺(tái)階上。2.3.3、汽車運(yùn)輸+羅泰克膠帶機(jī)入倉(cāng)方式該進(jìn)料系統(tǒng)由3條羅泰克膠帶機(jī)組成。1#、2#羅泰克膠帶機(jī)布置在右岸7#公路865.0平臺(tái)與10#壩段右邊墻之間。膠帶機(jī)安裝在鋼桁架上，鋼桁架的支承結(jié)構(gòu)設(shè)在9#壩段壩后臺(tái)階上。1#、2#羅泰克膠帶機(jī)由7#公路的受料斗接料，轉(zhuǎn)運(yùn)到3#羅泰克膠帶機(jī)上，3#羅泰克膠帶機(jī)近乎平行10#壩段邊墻布置，起始端擱在10#壩段邊墻上，終端架設(shè)在布置在倉(cāng)面內(nèi)的受料斗上，受料斗由6m高的簡(jiǎn)易支架支撐，汽車可自由的進(jìn)入受料斗出料口下部接料。隨著壩體砼澆筑上升，布置在倉(cāng)面內(nèi)的的受料斗和3#膠帶機(jī)隨著轉(zhuǎn)移提升。2.3.5、汽車運(yùn)輸+纜機(jī)運(yùn)輸入倉(cāng)方式2臺(tái)20T平移式纜機(jī),按每臺(tái)纜機(jī)每小時(shí)吊10罐計(jì)，配6M3臥罐，則兩臺(tái)纜機(jī)的澆筑能力約為120M3/H。由于纜機(jī)受吊運(yùn)材料設(shè)備等因素的影響，澆砼的實(shí)際利用率一般只有6070%，即2臺(tái)纜機(jī)的實(shí)際澆筑能力為7085M3/H。當(dāng)砼采用纜機(jī)入倉(cāng)時(shí)，澆筑倉(cāng)面面積大于1500M2時(shí)采用斜層平推鋪筑法施工；當(dāng)澆筑倉(cāng)面面積小于1500M2時(shí)采用通倉(cāng)平層鋪筑法施工。3、溫度控制3.1、氣象條件xx壩區(qū)氣溫較高，其多年平均為20.2℃，月平均最高氣溫為六月的25.3℃，月平均最低氣溫為一月的12.8℃。極端最高氣溫為40.4℃，極端最低氣溫為0.5℃，日夜溫差大，全年無(wú)霜。3.2、溫度控制措施3.2.1、降低混凝土出機(jī)溫度3.2.1.1、成品料堆高大于6M；出料皮帶及骨料罐設(shè)涼棚防雨防曬。3.2.1.2、風(fēng)冷骨料:大壩碾壓混凝土采用風(fēng)冷骨料的冷卻形式。大壩標(biāo)制冷裝機(jī)容量為250萬(wàn)KCal/Min，安裝5臺(tái)50萬(wàn)KCal/Min的螺桿式氨壓機(jī)，在拌和樓骨料倉(cāng)外相應(yīng)配有附壁式冷風(fēng)機(jī)。為了提高風(fēng)冷骨料的效果，須特別注意做到以下幾點(diǎn)：A.冷風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中要嚴(yán)格按規(guī)定時(shí)間沖霜。B.適時(shí)補(bǔ)料，使骨料倉(cāng)內(nèi)盡可能接近滿倉(cāng)壯態(tài)，以延長(zhǎng)骨料在倉(cāng)內(nèi)停留時(shí)間。C.進(jìn)料時(shí)，在膠帶機(jī)上噴霧加濕，使骨料處于不滴水，但表面濕潤(rùn)的壯態(tài)，有利于蒸發(fā)降溫。3.2.2、減少砼澆筑過(guò)程中溫度回升3.2.2.1、快速入倉(cāng)、快速平倉(cāng)、快速碾壓，碾壓砼從加水拌和到碾壓完畢在2小時(shí)以內(nèi)完成，減少外界溫度的倒灌。3.2.2.2、在高溫季節(jié)陽(yáng)光直射時(shí)，在汽車頂部設(shè)置防曬裝置。3.2.2.3、倉(cāng)面噴霧倉(cāng)面噴霧采用汽水混合噴霧和高壓水噴霧兩種形式。汽水混合噴霧控制大壩上游二級(jí)配防滲層碾壓混凝土部位，噴嘴固定在模板上；高壓水噴霧采用移動(dòng)式噴霧槍，每個(gè)倉(cāng)面設(shè)2～3把噴槍移動(dòng)噴霧，控制整個(gè)碾壓砼施工倉(cāng)面。以降低倉(cāng)面氣溫,提高倉(cāng)面濕度，減少水分蒸發(fā)，防止混凝土表面失水，延長(zhǎng)混凝土初凝時(shí)間，改善碾壓砼層間結(jié)合性能。3.2.3、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，有條件的部位采用流水養(yǎng)護(hù)，陽(yáng)光直射的永久暴露面采用覆蓋麻袋等表面保護(hù)措施。4、碾壓混凝土施工4.1、施工工藝準(zhǔn)備大壩碾壓砼施工前，針對(duì)xx工地壩區(qū)的氣象、摻合料采用PT料（磷礦渣與凝灰?guī)r按1：1的比例研磨而成）等特殊條件，進(jìn)行了各方面的工藝試驗(yàn)，摸索出適合于大壩的碾壓砼配合比。前期分別在拌合樓平臺(tái)、右岸重力墩、碾壓砼拱圍堰及A渣場(chǎng)進(jìn)行了碾壓砼施工及工藝試驗(yàn)，澆筑碾壓砼約10萬(wàn)m3。施工實(shí)踐證明，PT料和粉煤灰相比，由于PT料比重較大，按相同重量比例加入RCC砼拌和物中所含膠凝材料的體積相對(duì)（粉煤灰）較小，為此，將碾壓砼的VC值控制在1—15s，同時(shí)選用優(yōu)質(zhì)的外加劑FDN-04來(lái)改善碾壓砼的包裹性、粘聚性、可碾性等工作性能，F(xiàn)DN-04中摻入適量引氣劑PS-1及緩凝劑PS-3來(lái)適應(yīng)碾壓砼的不同季節(jié)、部位的施工。復(fù)合改性后的FDN-04性能指標(biāo)如下：減水率不小于18%；砼含氣量控制在4%以內(nèi)；高溫時(shí)（>30℃）、常溫及低溫條件下砼初凝時(shí)間大于8小時(shí)，為增加碾壓砼的可碾性，砂中石粉含量（d≤0.15mm）大于15%，其中d≤0.08mm的細(xì)粉大于8%。為了解碾壓砼本體層間抗剪性能指標(biāo)，在A渣場(chǎng)進(jìn)行了碾壓砼層間抗剪試驗(yàn)。在大壩碾壓砼正式澆筑前，進(jìn)行了一系列室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)的RCC配合比、原材料物理力學(xué)性能、生產(chǎn)工藝試驗(yàn)、編制了相應(yīng)的碾壓砼施工工法、施工技術(shù)措施等，對(duì)PT料作為摻合料用于大壩碾壓砼上積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為在大壩上澆筑優(yōu)質(zhì)碾壓砼作了充分的施工工藝及技術(shù)準(zhǔn)備工作。4．2、模板為實(shí)現(xiàn)大壩碾壓砼的快速施工，體現(xiàn)碾壓砼的優(yōu)越性，xx工程針對(duì)碾壓砼大倉(cāng)面使用不同結(jié)構(gòu)形式的模板。橫縫等部位采用交替上升模板，壩體上、下游暴露面根據(jù)分層為3m的澆筑特性，設(shè)計(jì)了全懸臂模板。該模板根據(jù)壩面的坡度調(diào)整倒懸值，取消拉模筋，用套筒螺栓承受砼側(cè)壓力，碾壓砼設(shè)備可靠近模板施工，解決了碾壓砼施工設(shè)備與拉模筋之間的干擾。11#—15#壩段為溢流壩段，壩后為寬0.7m、高1m在永久消能臺(tái)階，該倉(cāng)面根據(jù)入倉(cāng)方式等條件為合倉(cāng)斜層碾壓，碾壓砼斜層從15#壩段向11#壩段推進(jìn)，層高3m。為保證碾壓砼連續(xù)施工，采用方鋼作為骨架，第一層模板在碾壓砼澆筑層面上立好，在斜層碾壓砼推進(jìn)過(guò)程中，人工輔助收平，然后將第二層、第三層模板立上去，模板傳力方向?yàn)椋旱谌龑幽０逅惺艿捻艂?cè)壓力及機(jī)械設(shè)備碾壓產(chǎn)生的側(cè)壓力傳至第二層模板的骨架上，第二層模板所承受的砼側(cè)壓力及機(jī)械設(shè)備碾壓時(shí)產(chǎn)生的側(cè)壓力傳至第一層模板的骨架上，第一層模板所承受的砼側(cè)壓力之和全部由冷升學(xué)層上拉模筋來(lái)承擔(dān)。如圖2所示。4．3、碾壓砼鋪筑方法當(dāng)碾壓混凝土采用汽車或真空溜管入倉(cāng)時(shí),澆筑倉(cāng)面面積大于4000M2時(shí)采用斜層平推鋪筑法施工；當(dāng)澆筑倉(cāng)面面積小于4000M2時(shí)采用通倉(cāng)平層鋪筑法施工。4．4、卸料、平倉(cāng)、及碾壓平倉(cāng)機(jī)采用D65P型一臺(tái)和D31P型三臺(tái)，每層碾壓砼壓實(shí)厚度為30CM，鋪料厚度為35CM。汽車在倉(cāng)內(nèi)行駛時(shí)應(yīng)避免急剎車和急轉(zhuǎn)彎等有損質(zhì)量的操作，平倉(cāng)機(jī)按平倉(cāng)厚度進(jìn)行平倉(cāng),前部略低。有骨料集中時(shí)必須用人工分散處理。振動(dòng)碾采用4臺(tái)BW202AD和2臺(tái)BW75S，碾壓作業(yè)采用先無(wú)振二遍和有振六～八遍，最后無(wú)振碾壓兩遍，行走速度1.0～1.5KM/H，第一遍采用高頻低振幅，以后采用高頻高振幅，碾壓作業(yè)要求碾壓條帶清楚，走偏距離應(yīng)控制在10CM范圍內(nèi)，通倉(cāng)碾壓情況，碾壓條帶必須重疊15～20CM,同一條帶分段碾壓時(shí)，接頭部位重疊碾壓2.4～3.0M，兩條帶間因碾壓作業(yè)形成的高差，采用有振慢速碾壓1～2遍壓平處理。碾壓砼從出機(jī)至碾壓完畢，要求在2小時(shí)內(nèi)完成。碾壓砼的層間允許間隔時(shí)間必須小于砼初凝時(shí)間1～2小時(shí)。在1：12或1：15在斜坡上卸料及平倉(cāng)與平碾相同，但斜層碾壓每一層砼在端部留30—50cm不碾壓，避免骨料壓碎等，在1：12或1：15的斜坡上施工，平倉(cāng)及碾壓設(shè)備的工作性能和平碾中施工無(wú)本質(zhì)區(qū)別。大壩工程已澆砼分層及鋪筑方法如圖3所示。4．5、斜層碾壓壩體碾壓砼澆筑至814.00以上后，開(kāi)始采用斜層平推鋪筑碾壓砼施工，斜層平推碾壓鋪筑法施工的曲型倉(cāng)位的特征參數(shù)如表2所示。斜層碾壓條帶布置見(jiàn)圖4。表2斜層平推碾壓曲型倉(cāng)位參數(shù)統(tǒng)計(jì)表典型倉(cāng)位澆筑高程倉(cāng)面面積(mm2)斜層最大碾壓壓面積(m2)砼總量(m33)斜層坡度14#～188#壩段合倉(cāng)倉(cāng)斜碾814～811760183240165151:1212#～188#壩段合倉(cāng)倉(cāng)斜碾820～822384783560252991:1216#～188#壩段合倉(cāng)倉(cāng)斜碾826～822945823650137601:1211#～155#壩段合倉(cāng)倉(cāng)斜碾823～822652503115157501:1211#～155#壩段合倉(cāng)倉(cāng)斜碾856～85593264218898961:15從表2可看出，利用斜層平推鋪筑法施工有如下優(yōu)點(diǎn)：1）澆筑作業(yè)面積比倉(cāng)面面積小，每層需要澆筑的砼方量比通倉(cāng)平推鋪筑法小，因此能縮短層間間隔時(shí)間，徹底解決碾壓砼層面結(jié)合問(wèn)題；2）可以進(jìn)行大倉(cāng)面連續(xù)澆筑，減小壩體分塊面積過(guò)小的影響和橫縫模板工程量，在不提高砼澆筑強(qiáng)度的條件下，提高施工效率，加快施工進(jìn)度，降低施工成本等；3）由于層間間隔時(shí)間縮短，顯著改善了層面結(jié)合質(zhì)量，可以減少預(yù)冷砼的溫度倒灌，對(duì)溫控有利。同時(shí)砼覆蓋面積小，有利于高溫時(shí)段的倉(cāng)面噴霧保濕，對(duì)xx壩址區(qū)特殊高溫、低濕的氣象條件尤為重要；4）對(duì)降雨天氣施工有利，倉(cāng)面排水方便。4．6、保證碾壓混凝土層間結(jié)合良好的措施xx工程采取了以下保證碾壓混凝土層間結(jié)合良好的有效措施。4．6．1、碾壓混凝土拌和料從拌和到碾壓完畢歷時(shí)不宜超過(guò)2小時(shí)。4．6．2、在配合比設(shè)計(jì)上，采用有顯著緩凝作用的緩凝劑，并根據(jù)氣溫條件的不同適時(shí)調(diào)整，保證碾壓混凝土在高溫或低溫季節(jié)的初凝時(shí)間都大于或等于8小時(shí)。在鋪筑方法和澆筑工藝措施的選擇上，應(yīng)盡量縮短碾壓混凝土上下層面復(fù)蓋的間隔時(shí)間，確保碾壓混凝土上下層面復(fù)蓋的間隔時(shí)間比碾壓混凝土的初凝時(shí)間縮短1～2小時(shí)。4．6．3、在大壩迎水面每層R90200#防滲碾壓混凝土之間鋪灑約3MM厚的水泥摻和料凈漿。鋪灑水泥摻和料凈漿后應(yīng)及時(shí)覆蓋混凝土，其間隔時(shí)間應(yīng)控制在30～50Min以內(nèi)。4．6．4、高溫多風(fēng)天氣，運(yùn)輸混凝土過(guò)程中應(yīng)加以復(fù)蓋，避免陽(yáng)光直射；混凝土