堆石坝除险加固的混凝土防渗面板施工技术.pdf

2 0 1 3年第 1 2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 2 2 01 3 ( T 0 t a l N o 4 1 ) 文章编号 ： 1 0 0 77 5 9 6 ( 2 0 1 3 ) 1 2 0 0 7 4 0 3 堆石坝 除险加 固的混凝 土防渗面板施 工技术 朱勇坤 ( 福建省水利水电工程局有限公司， 福建 泉州 3 6 2 0 0 0 ) 摘要： 文章针对钟吕水库除险加固工程的特点及存在的病害 ， 对坝体的渗漏采用混凝土防渗 面板替换原有土工膜防渗的方案。并采取了有效的施工工艺， 运用滑模施工技术， 采 用合理的混凝土配合比及坍落度， 克服了大坡度上混凝土浇筑的施工难度， 确保了混 凝土的施工质量， 混凝土防渗面板施工后坝体渗水明显减少 ， 消除了渗水的安全隐患。 关键词： 混凝土； 防渗面板； 滑模 ； 配合比； 浇筑； 施工 中图分类号： T V 5 4 4 文献标识码 ： B l 工程概况 江西省钟 吕水库位于乐安河一级支流小港水的 钟 吕村上游约1 6 0 m处 ， 坝址位于 E 1 1 8 。 0 2 ， N 2 9 ， 坝址距婺源县城3 1 k m。 坝址 以上控 制 流 域 面 积 3 3 k m ， 主 河 道 长 度 1 2 1 k m。正常蓄水 位2 7 6 O m， 相 应库 容为 1 9 1 0 1 0 m。 ； 死水位 2 4 8 0 m， 相应库容为 1 7 21 0 m ； 设 计洪水标准为5 0 a 一遇， 设计洪水位2 7 6 7 3 m， 校核 洪水标准为1 0 0 0 a 一遇， 校核洪水位2 7 8 1 6 I n ， 水库 总库容 2 1 5 51 0 m 。 原坝型为堆 石碾 压复合 土工膜面板 防渗坝 ， 但 施工后存在大量的渗水， 危及下游群众的安全， 为了 消除渗水隐患 ， 重新进行了防渗处理 ， 防渗体是主坝 上游坝面浇筑钢筋混凝 土面板 ， 面板厚度0 4 m， 混 凝土强度等级 C 2 5 ， 混凝土抗渗等级 W8 ， 施工完后 坝体渗水明显减少， 防渗效果达到预期的目标。钟 吕水库坝体除险加固前后示意图见图 1 、 图2 。 2 混凝土防渗面板施工 混凝土防渗面板施工包括 3 个部分： 2 1 施工程序 原面板清除及坝面 c 5无砂混凝 土找平一 测量 放样一钢筋制作与安装一止水制作与安装一侧模制 作与安装一滑模安装就位一面板混凝土浇筑。 2 2 浇筑块的划分 钟吕水库主坝总长1 6 9 m， 根据设计及规范要求 1 2 m一块进行浇筑 。因此将水库 上游坝划分 为 1 4 块浇筑， 浇筑由中间向两边跳块进行， 块与块之间采 用沥青乳液隔离 ， 采用止水铜片止水 。 图 1 原土工膜面板防渗结构示意图 2 3 防渗面板混凝土施工方法 主要包括 8个方面 ： 收稿日期 2 0 1 3 0 6 0 3 作者简介 朱勇坤( 1 9 7 9 一) ， 男， 福建泉州人， 工程师。 - 74 - 朱勇坤 ： 堆石坝除险加固的混凝土防渗面板施工技术 第 l 2期 2 3 1 原面板清除及坝面 C 5无砂混凝土找平 原面板清除 由人工从上 至下进行撬 除， 让混凝 土碴及土工膜直接往坝前集结 ， 再用 P C 2 0 0挖机装 自卸汽车运至指定碴 场。坝 面凹凸不平处 采用 c 5 无砂混凝土进行找平。 图 2 C 2 5面板防渗结构示意 图 2 3 2 测量放样 在面板 C 2 5 混凝土浇筑前采用全站仪对原坝面 布设 1 2 X 1 0 m的坐标控制 网， 将整个坝面进行分块 并标出块序 J 。 2 3 3 钢筋制作与安装 钢筋制作与安装安根据现场的施工要求布设 p 2 O 长5 0 c m 的梅花形 1 5 1 5 m的插筋， 以确保面 板钢筋架立牢固。面板钢筋根据设计， 在钢筋加工 厂裁好后用人工搬运至各个作业面自下而上进行绑 扎或焊接。 2 3 4 止水制作与安装 止水铜片质量制作安装必须严格控制， 铺设时， 在止水铜片底先铺一条5 c m 厚左右的 M 7 5砂浆带 找平， 砂浆由2 t 卷扬机牵引拉送小车运送至各作业 面施工。待砂浆带凝固后再铺设 P V C垫片并用铁钉 钉牢 固定 。 为了尽量减少接 头数量 ， 止水铜片选购卷材运 至现场采用冷挤压的方法制作， 并且将制作机械安 放在坝顶砂浆带头部， 尽量减少大的挪动以免造成 铜片变形而影响止水质量。止水铜片的连接采用搭 接长度 I2 12 1 1 1 。 2 3 5 侧模制作与安装 首先对测量好 的坐标控制点进行 加密拉线 ， 标 出 C 2 5面板混凝土面 。其次将 2台5 t 卷扬机安放于 两侧模之间距侧模1 5 m的位置， 调试运行后将经过 加工好的 1 01 0 o lcn 、 1 0 X 1 5 e m及 1 0 X 6 c m的方木 用小车 由5 t 卷扬机牵引拉送至各个作业面进行侧模 架立。侧模架立根据拉好线的面板混凝土面由底端 往坝顶逐段连续安装 ， 架设完后用 ( p 1 0的圆钢穿过 方木与面板钢筋焊接并用卡扣锁 紧加 固 ， 确保侧模 的强度、 刚度、 稳定性达到滑模运行的稳定要求 。 2 3 6 滑模安装就位 滑模由1 5 t 汽车起重机 吊运至浇筑块安放在 两 侧模上， 用 2台卷扬机牵引拉住 ， 将集料及溜槽全部 吊运至滑模的工作平台上， 然后慢慢松开使滑模缓 缓下滑 ， 滑动1 5 1 1 3 左右 ， 停下来安放集料斗及溜槽 ， 直滑行至周边 。对局部滑模与侧模摩擦力较大无法 下滑及后浇块 直接在混凝 土面上滑行时 ， 采用撬 棍 推滑模直至周边。 2 3 7 C 2 5面板混凝土浇筑 面板混凝土 自下而上 滑行浇筑 ， 面板 混凝 土料 由1 台7 5 0搅拌机搅拌均匀后由2台拖拉机运至浇 筑块的坝顶卸放至集料斗 由溜槽运至仓 面， 再 由人 工进行平仓振捣。混凝 土入仓必须均匀布料 ， 每层 布料厚度为 2 53 0 c m， 并及 时振捣 ， 振捣采用 2台 直径5 0 m m 及 2台直径3 0 m m 的振捣器进行， 靠近侧 模的为了防止破坏止水铜片采用直径3 0 m m的振捣 器进行振捣 ， 振捣间距 4 0 c m， 深度应达到新浇筑 层底部以下5 c m。底端 三角块采用斜拉法 ， 局部滑 模无法滑到的部位采用插入式振动器振捣后用平板 式振动器辅助振捣， 确保混凝土的施工质量 J 。滑 模拉动时间 ， 根据面板混凝土的凝结状态而定 。 2 3 8 面板混凝土养护 为确保混凝土的施工质量， 在面板压平抹光后 根据天气气候情况及时采用黑心绵覆盖洒水保温、 保湿养护 ， 养 护必 须 由专人 负责 ， 并应 作好 养护记 录 ， 直至蓄水前为止。 3 混凝土防渗面板的质量控制要点 3 1 C 2 5混凝土防渗面板配合 比设计 3 1 1 外加剂的选择 面板混凝土配合比的选择具有其特殊性， 这是 一 7 5 2 0 1 3年第 1 2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 2 20l 3 ( T o t a l N o 4 1 ) 因为面板采用滑模施工 。为了保证模板顺利滑 升 ， 要求拌制出的混凝土凝结时间合适 ， 便于滑槽输送 ， 且在输送过程 中不离析 ， 不分层 ， 入仓后易 于振 捣， 出模后不泌水 、 不下塌 、 不被拉裂。 在混凝土 中掺用 引气剂 ， 能显著改善混凝 土的 和易性 ， 减少离析与泌水 ， 提 高混凝土的密实性 、 不 透水性及抗裂性 ， 并 明显 改善混凝土的抗冻融性 能。 根据试验研究和工程经验 ， 掺用减水剂 ， 能改善混凝 土的和易性 ， 减少混凝土的离析与泌水 ， 使混凝土宜 振捣密实， 并节约水泥用量。掺用调凝剂( 包括早强 剂 、 速凝剂 、 缓凝剂 ) ， 根据不 同条件 的施工需要调节 混凝土的凝结时间， 以保证 面板滑模上升速度 ， 以及 出模后的混凝土稳定性。 3 1 2 坍落度 的控制 混凝土的坍落度 ， 应根据混凝 土的运输 、 浇筑方 法和气温条件决定 。溜槽输送 面板混凝土的关键是 坍落度 的选用 是否恰 当。坍 落度太 大 ， 超过 1 0 c m 时， 混凝土的滑行速度过大 ， 在滑行过程中石子先于 砂浆 ， 出现人仓 后混凝 土 的不 均匀现 象； 塌 落度 太 小 ， 低于2 c m时 ， 混凝土松散 ， 增加滑行 阻力 ， 不仅影 响施工速度， 而且在滑行过程中有砂浆在下、 石子在 上的分层现象 。 3 1 3 配合 比参数的确定 钟 吕水库面板混凝土配合 比设计委托中国水利 十 二 局 试 验 室 进 行 专 项 试 验 配 制 ，配 比 为 ： 水： 水泥： 砂： 石( 5 2 0 ) ： 石 ( 2 0 4 0 )： 防裂剂 ： 粉煤 灰 ： 高效减水剂 ： 引气剂 =1 4 6 ： 3 1 4 ： 5 2 9 ： 4 7 9 ： 7 2 1 ： 5 1 ： 6 4 ： 3 2 1 8 ： 4 2 9 ； 坍落度为7 c m， 在现场实际施工中 石子与砂浆黏结牢固， 在滑行过程 中很少离析分层 ， 且滑行速度适中， 沿滑槽下滑的状态 良好。 3 2 混凝土浇筑过程的质量控制 3 2 1 混凝土拌制 严格按照监 理工程师审签 的配合 比进行 配料 ， 并在拌制 时随时对混 凝土拌 和楼 的计量 器进行 检 查 ， 以确保混凝土配料 的准确性。加 强拌 和系统 的 检修和保养 ， 确保混凝土的连续施工。 3 2 2 昆 凝土运输 选择的混凝土运输设备及其能力， 应与拌和、 浇 筑能力相适应 ， 以保证混凝土浇筑 的连续性 ， 以及运 一 76 一 输过程中不致过多损失混凝土的坍落度。钟吕库水 平运输采用 3 5自卸汽车进行运输 ， 垂直运输采用 溜槽 ( 用厚2 mm的铁板制成宽4 0 c m、 高3 0 c m的 U 型槽 ， 每节净长2 0 0 c m) ， 为 了减小 滑槽 人仓 口的摆 度 ， 尽量减少平仓作业 量 ， 每块 面板设两条 滑槽 ， 施 工运用效果 良好 。 3 2 3混凝土浇筑 面板混凝 土的滑模施工 ， 强调均匀布料 、 薄层浇 筑 ， 人仓混凝土的每层厚度控制在 2 53 0 c m 较为适 宜。靠近侧模处的钢筋较密 ， 又有止水设施 ， 捣实较 为困难。因此 ， 对接缝止水部位混凝 土振捣 必须特 别注意 ， 应采用小振捣器 ( 直径 3 0 c m) 仔细振捣 ， 以确保质量。 3 2 4 滑模滑升速度 滑模施工时的滑升速度 ， 应与浇筑强度 、 脱模时 间相适应。钟吕水库面板混凝土浇筑滑模平均速度 为1 2 5 m h ， 经过多次的试验得出 ， 滑模的滑升速度 控制在 1 2 m h 较为适宜 。 4 结 语 0 8年 5月钟 吕水库大坝施 工完毕后 ， 开始蓄水 运行 ， 大 坝 下 游 渗 流 量 在 2 7 0 4 m高 程 左 右 为 1 5 5 9 7 L s ， 而 2 0 0 3年同一水位渗流量为 2 4 1 0 4 9 ， 相 比渗 流量 减 少 了 9 3 5 ， 比 1 9 9 9年 渗 流 量 3 0 2 4 4 4减少 了 9 5 ， 说明防渗效果达到预期 的 目 标 。在施工 中抽取抗压混凝土试块 3 6组 ， 抗渗混凝 土试块 1 4 组， 经上饶市水利科研究所检测全部符合 设计及规范要求， 防渗面板混凝土施工质量得到了 肯定。 参考文献 ： 1 中华人民共和国水利部 s L 4 9 _ _ 9 4混凝土面板堆石坝施 工规范 S 北京 ： 水利电力出版社出版， 1 9 9 4 2 林金华 滑模在万胜坝水利枢纽工程堆石面板坝中的应 用 J 水利建筑与管理 ， 2 0 1 1 ( 0 3 ) ： 1 3 3 谢志松 灌砂法在磨盘水库堆石坝除险加 固中的应用 J 广西水利水电， 2 0 0 8 ( 0 5 ) ： 5 35 4 4 姚伯奇东坑水库堆石坝除险加固问题的探讨 J 水利 科技 ， 1 9 9 5 ( O 1 ) ： 4 8