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混凝土碾压!天花板水电站大坝碾压混凝土施工技术

导读:本论文是一篇免费优秀的关于混凝土碾压论文范文资料。

母女惨遭混凝土碾压惊魂救命 视频 : 碾压混凝土重力坝 1、★沥青混凝土碾压施工的质量控制探析2、★高温条件下碾压混凝土坝施工技术3、★江坪河混凝土面板堆石坝冰渍砾岩石料冲击碾压试验4、★土石坝碾压式沥青混凝土心墙施工技术要点——38团石门水库为例

陈海(云南滇能牛栏江水电开发有限公司,云南 昭通 657000)

摘 要:文章通过天花板水电站碾压混凝土双曲拱坝工程实践,对碾压混凝土生产、入仓方式、仓面规划、碾压、层间结合、变态混凝土施工、夏季温度控制等方面进行技术总结,为今后碾压混凝土施工积累宝贵经验.

关键词:天花板水电站;双曲拱坝;碾压混凝土;施工技术

中图分类号:TV544 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2011)31-0094-03

一、工程概况

天花板水电站位于云南省昭通市境内的牛栏江上,为Ⅲ等中型工程,主要建筑物为3级.水库正常蓄水位1071m,死水位1050m,最大坝高107m.总库容7871万m3,调节库容3621万m3,为不完全季调节水库.安装2台单机容量90MW的水轮发电机组,电站总装机容量180MW,保证出力43.5MW,多年平均发电量8.295亿kWh,装机年利用小时数为4608h.

坝体上游坝面为二级配C18020W8F100碾压混凝土防渗层,中部及下游面为 配C18020W6F50碾压混凝土.两坝肩与基岩接触面部位采用1m厚等强度变态混凝土,上下游表面采用0.5m厚等强度变态混凝土.大坝基础找平层为二级配C18020W8F100常态混凝土.大坝混凝土总量为28.4万m3,其中碾压混凝土19万m3(含变态混凝土1.8万m3),常态混凝土9.4万m3.

二、坝体碾压混凝土运输通道和入仓方式

结合现场施工道路条件,尽量采用自卸汽车直接入仓方式,有利于提高混凝土入仓强度,同时降低设备投入成本.

大坝990.5m以下高程:混凝土入仓通道:利用坝后基坑开挖时形成的L1道路,从969.8m高程开始,利用护坦右岸回填石渣方式将L1公路垫渣抬高至990.5m高程,作为大坝990.5m高程以下混凝土入仓通道;入仓口采用混凝土预制块作为封仓块,随大坝碾压混凝土上升分层垫预制块.入仓方式:采用自卸汽车直接入仓.

大坝990.5~1012.5m高程:混凝土入仓通道:

利用坝前基坑开挖时与上游围堰后堰坡形成的L2道路,沿大坝上游开挖边坡修建一条通道至大坝左岸上游侧990.5m高程,L2道路与坝体间通过回填石渣形成通道,随着坝体上升,采用回填石渣抬高通道方式解决.入仓方式:采用自卸汽车直接入仓.

大坝1012.5~1029.5m高程:混凝土入仓通道:

利用进水口施工道路,在进水口1023m高程平台设置胶带机输送.入仓方式:通过胶带机分送到各浇筑仓面,小的仓面直接由胶带机送料,较大仓面配置1辆自卸汽车倒运.胶带机采用B等于800mm,V等于2.5m/s,输送能力251m3/h.

大坝1029.5~1075m高程:混凝土入仓通道:利用左、右岸坝顶交通洞,在坝体左、右岸各设1套满管溜槽,满管溜槽采用内径600mm钢管.入仓方式:使用满管溜槽作为垂直运输,仓内采用自卸汽车倒运.

三、主要施工方案

(一)仓面规划

坝体碾压混凝土基本每仓高度按5.4m控制(按四层模板翻升为一间歇层),遇廊道、闸孔等结构层适当调整,中孔、表孔、排沙孔上下游挑坎常态混凝土滞后大坝碾压混凝土1~2仓浇筑,在坝体段中孔、表孔、排沙孔孔道常态混凝土与大坝同步上升.仓面采取垂直水流方向分条带通仓浇筑(除廊道层和受中孔、表孔及排沙孔分割采用分仓浇筑外),上游面二级配碾压混凝土须单独分一个条带(含变态混凝土),下游面 配混凝土按6~8m分条带施工.铺料方法采取“退铺法”和“进占法”,在预埋冷却水管层采用进占法,其他层采用退铺法,整个铺料、碾压工序从上游向下游推进.碾压分层厚度结合诱导缝模块安装、冷却水管安装综合考虑,原则上按30cm控制,局部受结构影响按25cm控制.

(二)坝体模板施工

拱肩槽以外坝体上下游模板主要采用3.0m×1.8m(宽×高)规格可调节翻转模板,每4套为一组,对于部分相邻模板之间的“V”型缝利用木模和专用模板拼缝.拱肩槽内采用3×1.8m大模板,φ48钢管支撑,拉筋加固.

四、碾压混凝土施工工艺

(一)碾压混凝土施工

1.仓面准备.仓面准备指混凝土开仓碾压前各项工序的准备工作,内容包括:

(1)在建基面上浇筑第一层混凝土时,将松动、尖峭及反坡岩石予以清除,并冲洗干净;排除仓内积水,保持岩基洁净湿润;当有地下水时,要认真制定引排措施妥善处理.

(2)在老混凝土面上浇筑混凝土时,要将其表面的乳皮采用刷毛机刷毛和高压水冲的方式清除干净,局部可人工凿毛,使其表面成为新鲜干净的麻面.

(3)检查钢筋、模板、预埋件及止水设施是否符合设计要求,并做好记录.

(4)检查混凝土运输系统,使其在混凝土入仓过程中始终处于最优工况.

(5)仓面施工所需的施工设备、机具、风、水、电、劳动力组合等要安排好并到位.

(6)根据气候条件制定应急预备方案,确保碾压混凝土连续施工.

2.混凝土供应.由布置在清水河口的混凝土拌和系统供应,拌和系统由一座120拌和站及一座160连续式拌和站组成,混凝土拌和能力为280m3/h.根据现场气温及运输状况,合理控制混凝土出机口VC值,使到达仓面的混凝土VC值在3~5s(根据实际情况动态控制,使混凝土具有较好的可碾性).混凝土采用15T自卸车运输.对于自卸车直接运输入仓的,自卸车入仓前应冲洗车轮和脱水,避免对仓面造成污染,在仓内行驶的车辆避免急刹车和急转弯等行车动作.

3.卸料.卸料采用退铺法或进占法,在预埋冷却水管层采用进占法,其他层采用退铺法.卸料高度小于1.2m,卸在摊铺混凝土的边缘外,采用边卸料边平仓的方法,减少粗骨料的分离.堆放出现的分离骨料由人工将其均匀摊铺到未碾压的混凝土面上,仓面设专人指挥卸料,控制卸料的密度,仓面周边卸料堆的边缘与模板的距离不小于1.2m.

4.平仓.用推土机进行平仓,人工配合对模板边角部位平仓,为控制平仓厚度,在仓面周边模板上预先按高差34cm、平距5m设水平标记,中部按一个平仓条带宽度插杆拉线作标记,作业人员参照标记按要求的平仓厚度平仓,对推土机无法作业的区域由人工辅助平仓.平仓注意事项:

(1)摊铺要均匀,不发生混凝土离析现象,表面应平整,无凹坑,平层施工时不允许出现向下游倾斜的仓面.

(2)及时平仓,平仓时既要保证施工条带上具有足够数量的混凝土,同时要及时跟进平仓,使混凝土从拌和到碾压完成的时间不宜大于2小时.

(3)推土机在运行时履带不得破坏已碾压的混凝土层面,如有破坏,立即修复.

(4)摊铺过程中,粗骨料如有集中,用人工仔细处理,用小装载机配合人工将集中的骨料分散在已摊铺但未碾压的仓面上.

(5)模板周边采用50cm宽的变态混凝土浇筑,摊铺时用小型装载机配合人工摊铺.

5.碾压.BW202AD 振动碾行驶速度控制在1.0~1.5km/h,碾压遍数为:无振2遍→有振8遍,有振8遍后若表面出现裂纹应再静压2遍.碾压作业采用搭接法施工,要求碾压条带清楚,走偏控制在10cm范围内.碾压方向均为垂直水流方向碾压,碾压条带间搭接宽度10~20cm,端头部位搭接宽度不小于100cm.压实度检测,每层碾压作业结束后,及时布点检测混凝土压实度,采用MC-3双管核子密度仪检测混凝土压实容重.检测点数按每100~200m2至少取1个检测点,每个仓面布设的检测点数不少于3点的原则进行控制,或按监理工程师要求进行检测,且测试应在压实后1h内进行.

碾压混凝土采取连续上升碾压施工,层间允许间隔时间控制在各种不同气候下混凝土初凝时间以内.通过现场施工,碾压混凝土层间覆盖时间控制在4~6小时层间结合效果较好.

6.层面处理.大坝碾压混凝土每仓间隙层作施工缝凿毛处理,铺一层15~20mm厚水泥砂浆,铺浆条带宽度为6~8m,铺浆长度30~40m.铺浆后应及时覆盖混凝土,若来不及覆盖混凝土,应缩小铺浆面,可边铺浆边覆盖,上部碾压混凝土采取连续浇筑.

当碾压混凝土层间覆盖时间超过6小时但未超过初凝时间时,可采取先铺一层2~3mm厚水泥粉煤灰净浆,再继续进行碾压施工;当碾压混凝土层间覆盖时间超过初凝但未到终凝时,应先铺一层15~20mm厚水泥砂浆,再继续进行碾压施工;当碾压混凝土层间覆盖时间超过终凝时间时,按施工缝处理.上游面二级配混凝土每个碾压层铺一层2~3mm厚水泥粉煤灰浆.

7.诱导缝埋件施工.诱导缝采用预制混凝土块安装形成,预制块长100cm,高28cm,布置在碾压层间,隔两层布置一层.安装时应在预制块安装部位碾压混凝土面铺浆连接,模块由两个半块组成,模块间有灌浆管路连接,安装顺序为:先安装固定好半个模块→安装管路→安装另外一半模块,安装到位后采用固定插件将预制模块固定到碾压混凝土面上.

诱导缝上游面诱导空腔采取拔件法施工,拔件采用钢制材料,诱导空腔为菱形,对角线长分别为20cm和10cm,诱导空腔周边采取变态混凝土施工.

8.岸坡接触灌浆埋件施工.岸坡接触灌浆为左右岸拱座边坡与大坝接触范围, 高程为969.8~1076.8m,标准灌区为9m,一个独立灌区由横向止浆坎和大坝上下游止水形成闭合区,灌区布置灌浆管路系统.施工中,大坝上下游止水超前大坝施工,接触灌浆横向止水坎适当超前大坝混凝土碾压施工.施工前,先测量放线确定坝上下游岸坡止水槽位置,止水槽内锚杆采用风钻造孔施工,人工安装锚杆,止水槽形成后进行止水安装,止水应按设计要求进行连接,加固牢固.微膨胀混凝土采取人工入仓、振捣施工,模板采用小钢模和木模.管路系统按设计要求安装,进浆管、回浆管及升浆管加固牢固.

9.变态混凝土施工.

(1)变态混凝土加浆量按17L/m2·34cm或14L/m2·28cm.采取表层加浆,变态混凝土铺料平整后,采用人工挖出小坑,坑深10cm,坑距30cm,采用人工向坑内加浆.

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(2)为防止变态混凝土浆液扩散到碾压混凝土范围内,先对碾压混凝土静压2遍,再对变态混凝土范围内的摊铺料进行加浆.

(3)浆液在制浆站统一配制,配置称量设备按重时称量,采取搅拌机制浆,浆液用大桶浆,人工用小桶定量加浆.

(4)采用人工用振捣器将变态混凝土振捣密实,止水部位用人工细心振捣,浇筑上层变态混凝土时,振捣器深入下层变态混凝土内5~10cm,振捣时振动器应缓慢拔出,混凝土表面不得留有孔洞.

(5)变态混凝土与碾压混凝土结合部位碾压搭接宽度大于20cm.碾压至满足压实度要求.

10.拱肩槽贴角混凝土施工.贴角混凝土模板、钢筋和大坝同步施工,混凝土浇筑采用变态混凝土施工工艺,碾压混凝土铺料后,贴角部位混凝土、拱座1m厚混凝土,均采取变态混凝土施工.

11.坝体排水孔.采取拔管法施工,排水孔径15cm,采ф15cm钢管制作,长度为0.5m,铺料前先将管顶拔到铺料高度,碾压完成后采用拔管架和葫芦向上提升管子,拔到上一铺料高度,进行下一循环施工.

12.冷却水管施工及一期通水冷却.冷却水管为HDPE(ф32mm)的塑料管,平面间距为1.5m,1029m高程以下冷却水管层距为0.9m,1029m高程以上层距为1.5m,单根水管长度一般控制在250m以内.冷却水管上一层混凝土碾压完成后即可通水,混凝土温度与水温度之差不超过25℃,冷却时混凝土日降温幅度不超过1℃,通水流量按1.5m3/h控制,具体根据降温情况调整,水流方向应24小时改变一次,使坝体均匀冷却,连续通水时间不大于20天.

13.养护.碾压混凝土间隙层面采取流水养护,上下游面采取淋水养护,养护时间不少于28天.

(二)夏季施工温度控制措施

根据天花板水电站气候条件和坝体混凝土施工设计温度控制要求,做好夏季高温季节混凝土施工温度控制是本工程难点之一,也是保证拱坝施工质量的重要环节.因此,做好夏季混凝土温度控制至关重要.

当平均气温高于25℃时,碾压混凝土施工应缩短层间覆盖间隔时间,同时采取控制混凝土出机口温度、入仓温度、仓面喷雾降温保湿及对已浇混凝土通水冷却等温度控制措施,主要措施如下:

1.控制出机口混凝土温度在15℃~17℃,主要控制措施有:骨料仓做遮阳设施,对粗骨料喷雾降温;骨料堆增加高度,地弄取料;胶带机安装遮阳遮雨棚;对骨料通过冷却系统降温.

2.做好混凝土运输过程温度控制,减少运输途中温升,主要控制措施有:自卸车安装遮阳篷;接料时对车厢外面淋冷水,降低车厢温度;对运输道路洒水降温降尘,保障道路畅通.

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3.尽量缩短层间覆盖间隔时间,从拌和到碾压完毕的最长历时不超过2小时,混凝土层间覆盖时间控制在4小时内.

4.做好仓面环境降温、保湿工作,主要控制措施有:对已平仓碾压混凝土及时覆盖土工布,避免阳光直射;用喷雾机对浇筑仓面上空进行喷雾,降低仓面环境温度,保证仓面湿度,雾滴直径达到40~80μm,以防止混凝土表面泛出水泥液,喷雾后仓面环境温度较外界气温可平均降低6℃左右.

5.做好仓面保温工作,平仓振捣后表面及时覆盖土工布,直至上层混凝土开始浇筑铺料时逐步将下料部位的土工布揭开,混凝土浇筑收仓后层面立即覆盖土工布进行隔热保温,隔热保温12~24h,终凝后表面流水养护.控制浇筑温度回升降低4℃左右.

6.做好混凝土一期通水冷却工作.通过一期通水冷却,混凝土温峰可削减3℃左右,使最高温度在要求范围内.

7.做好养护工作.混凝土收仓12小时后和在间歇期间,连续采用天然河水进行表面流水养护,流水厚度为6~8mm,流水和混凝土温度差控制在3℃以内.

五、结语

天花板水电站碾压混凝土双曲拱坝高107m,在国内百米级同类坝型中坝高第七,具有一定的代表性.电站于2010年10月下闸蓄水,至今已运行一年,大坝运行正常,坝体未新增裂缝,且防渗效果很好.通过一年的实践检验,事实证明,大坝工程质量优良,碾压混凝土施工技术科学合理.

作者简介:陈海(1976-),男,河北人,云南滇能牛栏江水电开发有限公司工程师,研究方向:水利水电工程技术和建设管理.

(责任编辑:陈倩)

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