越南松邦4水电站大坝碾压混凝土快速施工方案.pdf

2 0 1 3年第 1 O期 ( 第 4 1卷) 黑龙江水利科技 He i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 1 0 2 01 3 ( T o t a l N o 4 1 ) 文章编号 ： 1 0 0 7 7 5 9 6 ( 2 0 1 3 ) 1 0 0 0 4 4 0 5 越南松邦 4水 电站大坝碾压 混凝土快 速施 工方案 朱小林 ( 中国水电第八工程局有 限公司， 长沙 4 1 0 0 0 7 ) 技术论坛 8 口口口口口 摘要： 越南松邦 4 水电站采用碾压混凝土大坝， 工程具有资金不足、 材料供应短缺、 合同条件 苛刻、 工期紧、 施工条件复杂等特点。为保证工程按期完工， 承建施工方采取对骨料加 工、 混凝土拌制、 混凝土人仓、 单仓浇筑高程、 模板制安等进行优化配备， 旨在与碾压混 凝土筑坝工艺相匹配 ， 力求简便 、 经济， 从而达到混凝土快速施工的目的。 关键词： 碾压混凝土； 施工方案； 优化配置 ； 快速施工； 越南松邦 4大坝 中图分类号： T V 5 4 4 9 2 1 文献标识码： A Fa s t Co n s t r uc t i o n S c he me o f Ro l l e r Co mpa c t e d Co nc r e t e Da m f o r S o n g ba n g No 4 Hy dr o p o we r S t a t i o n i n Vi e t na m 7 Hl I x a n 一 1 n ( H y d r o c h i n a N o 8 E n g i n e e r i n g B u r e a u L i m i t e d C o r p o r a t i o n ， C h a n g s h a 4 1 0 0 0 7 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： TVi e t n a m S o n g b a n g No 4 Hy d r o p o we r S t a t i o n i s a r o l l e r c o mp a c t e d c o n c r e t e d a mTh e c o n s t r u c t i o n i s f e a t u r e d b y f u n d a n d ma t e ria l s h o a g e， s t r i c t c o n d i t i o ns i n t h e c o n t r a c t ， t i g h t c o n s t r u c t i o n s c h e du l e a n d c o mp l i c a t e d c o ns t ru c t i o n c o n d i t i o n s I n o r d e r t o c o mp l e t e t h e c o n s t ruc t i o n o n t i me， c o n t r a c t o r o p t i mi z e d a g g r e g a t e p r o c e s s i n g， c o nc r e t e mi x i n g， c o n c r e t e p o u rin g， s i n g l e p l a c e me n t e l e v a t i o n， ma n u f a c t u r e a n d i n s t a l l a t i o n o f t e mpl a t e i n o r d e r t o ma t c h t h e RCC d a m c o n s t ruc t i o n p r o c e s s， a n d r e a l i z e f a s t c o ns t ru c t i o n wi t h s i mp l e a n d c o s t s a v i n g me t h o d Ke y wo r ds：r o l l e r c o mp a c t e d c o n c r e t e；c o ns t r uc t i o n s c h e me；o p t i ma l a l l o c a t i o n；f a s t c o n s t ruc t i o n； Vi e t n a m S o n g ba n g No 4 Da m 1 工程概 况 本项 目建在越南 V u G i a 河的支流 B u n g 河上 ， 位 于 Q u a n g N a m省 N a m G i a n g区 T a B H i n h和 Z u o i H公 社境 内， 距离 D a N a n g市西南 5 k m。 该项 目主要 为 国家 电 网提供 能 源 ， 装 机容 量 1 5 5 M W， 年发 电量5 8 6 2 5万 k W h 。工程施工分为 4个标段 ， 分别为渠首施工图与土建施工 、 水路施工 图与土建施工 、 金结采购与制安 、 厂房机 电设备采购 与制装标段 ， 其中渠首施工图与土建施工、 水路施工 图与土建施工 ， 通过 国际招标 由中 国水电建设 集团 中标承建 ， 工程管理由英 国麦克唐纳咨询公司负责。 根据设计 图纸 ， 挡水建筑 物为碾 压混凝 土重力 坝， 大坝底部高程 E L 1 1 6 m， 顶部高 E L2 2 9 m， 最大 收稿 日期 2 0 1 3 0 3 2 5 、 作者简介 朱小林( 1 9 8 3一) ， 男， 四川资阳人， 助理工程师 ， 研 究方向为水利水电工程施工与进度管理。 一 4 4 朱小林 ： 越南松邦 4 水电站大坝碾压混凝土快速施工方案 第 1 0 期 坝高1 1 3 m。大坝从右到左共分 1 7个坝段， 71 1 2 3 骨料生产的法律规范 坝段为溢流坝段 ， 坝段长度为 1 7 3 2 5 m 不等， 坝顶 长度约3 4 5 m， 碾压混凝土约7 6 4 5 6 0 m ， 变态混凝土 约3 0 6 4 1 3 8 m 。 根据施 工 进 度计 划 安 排 ， 碾 压 混 凝 土施 工 从 2 0 1 2 年 7月 1日开始至 2 0 1 4年 2月 2 8日 结束 ， 历 时 2 0 个月， 2 0 1 3年年浇筑强度5 O万 m a ， 月高峰 强度 出现在 2 0 1 3年 3 - _ 4月为8 2万 m m， 日浇筑 强度为3 2 8 0 m d ， 小时浇筑强度为 1 64 11 1 h 。 根据越南当地法律， 外国单位及个人无法获得 矿山开采许可证， 毛料开采只能由越南当地公司实 施。骨料生产初期， 出现料场覆盖层远远超过标书 工程量， 石料供应不足， 而且岩石硬度很高， 设备故 障率较高。经分包商内部重新调整， 加大资源投入、 加强施工管理等措施， 并对骨料加工设备进一步完 善， 使其与石料特点相适应， 保证骨料生产强度与质 量等符合设计要求。 2 骨料生产 3 混凝土生产 2 1 混凝土配置骨料的设计要求 配置混凝土的骨料为人工骨料， 距大坝上游 1 0 k m的石料场开采石灰岩加工而得 ， 根据混凝土月 浇筑强度 ， 骨料加工能力按6 0 0 t h 设计。为确 保骨 料生产满足混凝土浇筑需要， 中国水电建设集团对 骨料加工系统进行专业设计， 其次整套设备由国内 多家大型设备制造商提供， 该套设施具有 占地面积 小、 集中操作性强、 单机产量大、 劳动定员少、 任意调 整各级骨料产量等优点 J 。 2 2 骨料加工系统 的组成 整个骨料加工系统主要 由3部分组成 ： 给料 机； 破碎机； 振动筛。 设备配备及性能见表 l 。 表 1 骨料加工主要设备表 3 1 拌合系统布置 根据施工现场地形条件， 混凝土生产系统布置 在右岸坝顶 E 2 9高程平台上， 整个拌和系统 占地 面积约5 5 0 0 m ， 由以下 7 个部分组成： 拌和楼； 制冷间； 拆包间； 空压站； 外 加剂车间； 贮灰罐； 调节料仓。 其中， 拌合系统布置一座 2 4 5 m 和一台 1 3 11 1 。 强制式拌和楼。2 4 5 m 的拌和楼主要生产 碾压混凝土， 其常温混凝土生产能力为3 6 0 m h ， 制 冷混凝土的生产能力为2 2 0 m h ， 月浇筑强度为 2 2 0 m。 h2 0 h2 5 d=1 1 0 0 0 0 m ，能够满足高峰期混凝 土生产需要 。13 m 强制式拌和楼主要生产常态 混凝土， 常态混凝土的生产能力为8 0 m h ， 月浇筑 强度为 8 0 m h 2 0 h 2 5 d= 4 0 0 0 0 m 。 。2 4 5 m 拌合站为碾压混凝土专用 自动化拌和楼， 楼体内设 有储料层、 配料层、 搅拌层等， 各项操作均通过计算 机集 中进行。 3 2 骨料冷却 施工区属于热带季风 区， 一年分为冬季和夏季 ， 冬季9 一l 1 月为雨季。年平均温度 2 3 2 4。 【= ， 最高 温度4 1， 最低的6。根据合同文件对混凝土温 度控制 的要求 ， 混凝土浇筑温度 2 3 o C， 出机 口温度 1 9 ， 需要对混凝土进行预冷 ， 主要采用连续式风 冷骨料 、 冷水拌和、 加冰块拌合的方法冷却混凝土。 制冷风系统主要为 3台总制冷能力为1 8 1 2 k W 的螺杆式压缩机 ， 制冷水系统主要为 1台5 2 7 k W的 螺杆式压缩机 ， 每小时标准生产能 力为7 C I O 0 t ， 制冰系统主要为 3台总制冰能力为1 5 0 0 k W的螺杆 一 4 5 2 0 1 3年第 1 0期 ( 第 4 1 卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 1 0 2 01 3 ( T o t a l N o 4 1 ) 式压缩机 ， 可以满足拌合楼混凝土生产 l【 2 。 3 3 混凝土人仓 根据施工现场 的地形条件 ， 对混凝土人仓方式 进行优化选择 ， 先后选用 自卸汽 车直接入 仓 、 皮带 机一缓降溜管、 满管一皮带机运输、 料斗一缓降溜管 等方式 。通过实 践证 明， 选 择这些运输方式对 降低 成本 ， 保证工程工期和质量方面均有效 。 3 3 1 汽车直接入仓 大坝右岸 18 坝段 E L 1 4 7 m以下 和左岸 E L 1 5 3 m以下全部采用 自卸式汽车入仓 ， 汽车直接入仓 是大坝下部碾压混凝土施工重要 的人仓手段。大坝 右岸入仓道路利用前期导流箱 涵施工道路 、 左岸入 仓道路利用基坑开挖出渣施工道路。 采用 自卸式汽 车运输时， 在距离人仓 H6 0 m左右位置设置 冲洗台， 对汽车和轮胎进行冲洗清理。入仓 口与冲洗台之间 铺干净碎石作为脱水路 面， 从 而保证入仓汽车 的干 净 ， 防止污染碾压仓面。 3 3 2 皮带机缓降溜管人仓 大坝右岸 E L 1 3 2以上边坡高差大 ， 无法 修筑直 接入仓的施工道路 。1 8 坝段 E L 1 4 7E L 1 8 0混凝 土人仓采用皮带机一缓降溜管 ， 利用拌合 系统至大 坝右岸 E L 1 8 0道路为主供料线 ， 采用2 0 t 自卸汽车运 输至 E L 1 8 0平台2 0 m。 料 斗内， 经皮 带机运输 、 缓降 溜管人仓 。 3 3 3 料斗缓降溜管人仓 大坝左岸 91 7 坝段 E L 1 5 3E L 1 8 0混凝土入 仓采用料斗一缓降溜管。将大坝溢洪道底部 E L 1 8 0 高程作 为混凝 土进 料平 台， 利用 拌 合 系统 至右 岸 E L 1 8 0道路到达溢洪道 E 1 1 8 0平 台， 采用2 0 t 自卸汽 车运输 至 E L 1 8 0平 台2 0 m 料斗 内， 经缓 降溜管 人 仓。左岸 E L 1 8 0一E L 2 2 9混凝 土入仓 ， 将 左岸 坝顶 E L 2 2 9高 程作 为进 料平 台， 利 用 拌合 系 统至 左 岸 E L 2 2 9道路 ， 采用2 0 t 自卸 汽车运输 至 E L 2 2 9平 台 2 0 i n 。 料斗内， 经缓降溜管人仓。 3 3 4 满管皮带机入仓 大坝 E L 1 8 0以上混凝土入仓采用满管皮带 机方式。右岸坝顶 E L 2 2 9高程作为右岸混凝土进料 平台 ， 直 接 采用 2 0 t自卸 汽 车运 输 至 E L 2 2 9平 台 2 0 m 。 料斗内， 经满管 、 皮带机 、 缓降溜管人仓 。 4 6 3 4 大坝分层、 分块 根据越南规范 ， 碾压混凝土分层采用1 d 浇筑 1 层或者浇筑 3层停3 2 3 d ， 松邦 4水 电站大坝不管采 用那种方 案 都 将 给 成 本 、 工 期 、 温控 等 带 来 负 面 影响。 为确保碾压混凝土施工顺利进行 ， 联营体 与业 主， 英国和越南监理进行了多轮艰难的沟通， 最终使 业主和 监 理 接受 了 中 国碾 压 混 凝 土施 工 分 层 为 3 m 仓、摊 铺 厚 度 为 3 5 0 mm 层 ，压 实 厚 度 为 3 0 0 mm 层的施工方案 ， 成功实现 了中国规范、 英 国 规范和越南规范的有机结合。 碾压混凝土施工采用平层铺筑和斜层铺筑相结 合的方法 ， 当仓号 面积 3 5 0 0 I n 时采用斜层铺筑 ， 斜层铺筑坡 比为 1 1 0 1 2 0 。由于大坝左岸前期开挖过程中出现地质缺 陷， 需要进行二次开挖 ， 为满足度汛 面貌要求 ， 大坝 总体分块 以坝横 0+ 8 0 0桩号为界分为左 右两块浇 筑 ， 其中 1 8 为先浇筑块 ， 9 一1 7 为后浇筑块。 3 5 仓面配套设备 大坝碾压混 凝土施 工采取左 右岸 交替上 升模 式 ， 按照每班上升 2层 ， 仓面面积3 5 0 0 m 计算 ， 要求 单班混凝土浇筑总量为2 1 0 0 m 。为满足混凝土浇 筑需要 ， 中国水 电建设集 团根据越南实 际情况选 取 转运、 碾压 、 平仓、 喷雾等仓面设备 ， 通过现场实际浇 筑情况 ， 单班混凝土最大产量为2 8 0 0 m ， 不仅能够 满足混凝土浇筑需要 ， 也为工程节约大量成本 ， 详见 表 2 。 4 变态混凝土施工 根据设计图纸 ， 变态混凝土的宽度为0 6 m。变 态混凝土主要用于大坝上下游面 、 止水埋设处 、 廊道 周边 、 集水井和其它孔 口周边 以及碾 压设备不能到 达区域。变 态混凝土 随着碾压混 凝 土浇筑逐 层施 工 ， 变态混凝 土铺 层厚 度 与碾 压混 凝 土平 仓厚 度 相同。 变态混凝土施工程序如下 ： 1 ) 混凝土平仓后 ， 采用钻孔加浆法进行施工 ， 钻 孔深度为 2 0 0 2 5 0 m m， 再按照 8 L M的标准均匀摊 铺水泥火 山灰净浆于孔 内。 朱小林： 越南松邦 4水电站大坝碾压混凝土快速施工方案 第 1 0期 2 ) 完成前项作业后采用 q fl0 0型插入式振捣器 将碾压混凝土和浆液的混合物振捣均匀密实。 层面连续上升 时， 要求浇筑 上层混凝土 时振捣 器应深入下层变态混凝土 内5 01 0 0 m， 振捣器拔出 时 ， 混凝土表面不得 留有孔洞。水 泥粉煤灰净浆摊 铺 的速度应与碾压混凝土的摊铺速度相适应 。在浆 液的摊铺过程 中， 应对浆液进行不停 的搅拌 ， 以保证 浆液均匀性。 表 2 仓面主要配套设备表 注 ： 高压水 冲毛机同时作 为仓面喷雾 、 冲毛设备 。 5 模板工程 模板工程是 大坝混凝土工程重要组 成部分 ， 模 板安装质量与进度一定程度制 约工 程进展 ， 中国水 电建设集 团根据越南松邦 4大坝实际情况对大坝模 板进行优化设计 ， 先后使用连续 翻升模板 、 台阶模板 定型模板 、 预制混凝 土模 板 ， 并要求 每次使用前 ， 模 板要清洗干净 ， 并涂脱模剂 ， 对面板损坏或者变形较 大的模 板 要 及 时进 行 更 换 ， 确 保 混 凝 土 的 外 观 质量 J 。 5 1 连续翻升模板 大坝上游直立面、 斜面及下游溢洪道直立面均采用 连续翻升模板 j 。连续翻升模板主要有1 8 m( 高) 3 0 m( 宽) 和3 0 m( 高) 3 0 m( 宽) 两种， 其中1 8 m ( 高) 3 0 m( 宽) 主要用于上游面的1 ： 0 4 的斜坡面， 其 他的部位使用3 0 m( 高) 3 0 m( 宽 ) 的连续翻升模 板。连续翻升模板的结构主要包括 ： 面板、 支架、 工作平 台等， 全部采用钢结构制作 。 5 2 下游 台阶模板 大坝 下游 面设计 为 1 ： 0 8 阶梯 状 ， 每个 台 阶高 1 2 m。由于坝体每次升程3 m ， 模板 随大坝升程而 上升 ， 模板安装工作量大。为加快模板安装进度 ， 大 坝下游台阶采用 1 2 m( 高)3 0 m( 宽) 定 制钢模 板 ， 台阶模板 结构 主要包括 ： 面板、 支架 、 工 作平 台 等 ， 全部采用钢结构制作 ， 在 当地金结制造厂制作。 5 3 预制混凝土模板 大坝坝体 内部共有 E L 1 3 2 、 E L 1 6 8 、 E L 1 9 5三层 廊道。为加快混凝 土施 工进度 ， 水平廊道 顶板采用 预制混凝土块 ， 两侧爬坡廊道采用整体预制 ， 安装时 用 2 5 t 吊车、 2 0 t 货车进行转运和安装 。实践证 明， 采 用预制廊道和预制廊道顶板不但大量节约混凝土工 作准备时间， 也大大节约施工材料和生产成本 。 6 结构缝施工 混凝土结构缝 主要 是坝段横 向分缝 ， 结 构缝需 在接缝中填加分缝材料 ， 防止接缝产生黏结 。越南 松邦 4大坝坝体横缝缝面， 采用手持式切缝机切缝， 切缝施工程序为先碾压后切缝再碾压 的施工工艺 ， 填缝材料采用彩条布填缝。 7 施工缝处理 施工缝为使新混凝土与老混凝土结合成整体的 连接面。根据新老混凝土浇筑间隔时间长短或坝体 不同部位 ， 对施工缝采取不同的处理方式 。 7 1 热缝处理( 层间处理 2 4 h ) 采用高压冲毛枪冲洗表面， 然后将表面积水、 残 一 4 7 2 0 1 3年第 1 0期 ( 第 4 1 卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 1 0 2 0 1 3 ( T o t a l N o 4 1 ) 渣清理 干净 ， 最 后在 表 面摊 铺一 层 1 01 5 m m厚 砂浆。 具体的层间处理时间根据实验的初凝和终凝时 间结果并结合 当时的气温进行适当的调整 ， 当气温 过高时， 热缝、 温缝、 冷缝的时间要缩短， 当温度较低 时， 热缝、 温缝 、 冷缝的时间将适当延长 。 8 特殊气候条件施工 8 1 雨天施工 当降雨强度 5 mm h 或者 0 5 m m 6 mi n 的条 件下 ， 可采取下列措施 ： 1 ) 适当加大搅拌楼机口拌和物 V c 值， 适当减小 水灰比。 2 ) 卸料后立即平仓、 碾压， 或采用防雨布覆盖。 3 ) 做好仓面排水， 以免积水浸入碾压混凝土中 等方法。 当降雨强度35 m h 时， 应暂停施工， 暂停施工 指令发布后， 作业人员坚守岗位， 并迅速作好仓面处 理， 随时准备恢复施工。 1 ) 已入仓的拌和料迅速平仓、 碾压， 如果当碾压 混凝土表面开始黏住振动碾的时候， 需要停止碾压。 2 ) 如遇大雨或暴雨， 来不及平仓碾压时， 采用防 雨布迅速全仓面覆盖 ， 待雨后进行处理。如拌 和料 搁置时间过长或被雨水浸泡， 应作废料处理。 3 ) 大雨过后， 当降雨量每1 h5 m m， 并持续 3 0 m i n 以上 ， 仓 面已覆盖未碾压 的混凝 土尚未初凝 时 ， 经批准可恢复施工。 4 ) 恢复施工前， 严格处理已损失灰浆的碾压混 凝土( 含变态混凝土) ， 并按施工缝处理措施进行层 、 缝面处理 。 8 2 高温天气施工 本工程招标文件规定 的碾压混凝土浇筑温度 2 3， 我部还应采取以下措施保证入仓温度： 1 ) 采用制冷系统， 在拌合楼布置制冷系统， 对骨 料进行风冷 ， 同时生产冷水和冰块。 2 ) 错开高温时段， 选择在傍晚开仓， 充分利用夜 间温度较低的时段进行混凝土浇筑 。 3 ) 加大砂石骨料 的堆积厚度 ， 并在骨料仓上搭 设雨棚， 降低砂石骨料温度。 一 48 4 ) 骨料仓制作遮阳棚， 避免太阳直晒， 降低骨料 仓内的骨料温度。 5 ) 在混凝土运输过程中加保温设施 ， 即在胶带 机设遮阳棚， 减少因太阳直射引起混凝土温度回升 及 V C值损失 。 6 ) 在仓面上布置喷雾装置， 保持仓面湿润， 降低 仓面的温度。 9 结语 碾压混凝土筑坝技术是世界筑坝史上的一次重 大创新， 它具有施工速度快， 工艺简单， 降低工程造 价等优点， 不仅在国内运用广泛， 而且受到世界各国 的青睐。 越南松邦4水电站大坝施工过程中， 中国水电 建设集团不仅配备了先进的碾压混凝土专用施工机 械， 同时对相关施工方案进行优化选择， 保证施工机 械效率的正常发挥。尽管资金不足、 材料供应短缺、 合同条件苛刻、 工期紧、 施工条件复杂， 但通过采取 这些措施 ， 工程按照合 同规定 的工期计划顺利进行 ， 2 0 1 2年 1 月2 6日大坝截流以来， 2 0 1 3年 3 月 1 5日 大坝右岸已到 E L 1 7 4高程、 大坝左岸已到 E L 1 5 0高 程， 汛前坝体达到 1 8 6 高程指 日可待， 2 0 1 4年 6月 1 日蓄水发电的目标可望得到实现。 参考文献： 1 王泽福， 李炳荣 水利施工中混凝土工程质量控制要点探 讨 J 水利科技与经济， 2 0 1 2 ， 1 8 ( 0 4 ) ： 9 1 9 2 2 邢艳， 张宏伟， 夏留厂 中小型水利施工中对混凝土工程 质量控制要点 J 河南水利与南水北调， 2 0 1 0 ( O 1 ) ： 6 0 6 1 3 张卫彬 水利施工中混凝土工程质量控制要点 J 中小 企业管理与科技( 下旬刊) ， 2 0 1 1 ( 0 3 ) ： 2 4 5 2 4 6 4 曹润邦， 徐宁， 韩志华 浅述水利施工中混凝土产生裂缝 的原因及其防治措施 J 农业科技与信息， 2 0 1 0 ( 1 0 ) ： 3 2 3 3 5 赵敏， 满卫东， 孙英文特殊条件下的混凝土施工 J 黑 龙江水利科技， 2 0 0 5 ， 3 3 ( 0 4) ： 1 1 2 6 陈广平 贵州北盘江光照水电站大坝碾压混凝土施工质 量控制 J 人民珠江， 2 0 0 9 ( 04) ： 5 5 5 7 7 张少卫 舟坝水电站大坝碾压混凝土高温天气施工措施 及实施效果 J 水利建设与管理， 2 0 0 7 ( 0 1 ) ： 2 22 4