乐昌峡水利枢纽工程碾压混凝土大坝的施工程序.pdf

6 0 朱传 平 乐 昌峡 水 利枢纽 工程碾压 混凝 土大坝 的施 工程 序 与方 法 文章编号 ： 1 0 0 6 - - - 2 6 1 0 ( 2 0 1 1 ) 0 3 0 o 6 O 0 5 乐昌峡水利枢纽工程碾压混凝土大坝的施工程序 朱传平 ( 广东水电二局股份有限公司， 广 东省增城市5 1 1 3 4 0 ) 摘要：以广东省乐昌峡水利枢纽工程为具体实例 ， 介绍了该工程碾压混凝土的分层分块， 混凝土配合比、 模板安拆、 混凝土运输、 卸料平仓、 碾压和变态混凝土施工； 并就夏季高温条件下施工， 提出了多种有效的温控措施。 关键词 ： 碾压混凝 土； 大坝 ； 施工 中图分类 号： T V 5 2 文献标识码 ： A Co ns t r uc t i o n me t ho d a n d pr o c e d ur e o f RCC da m ZHU Chu a n- pi n g ( G u a n g d o n g N o 2 H y d r o p o w e r E n g i n e e r i n g B u r e a u C o L t d ， Z e n g c h e n g 5 1 1 3 4 0 ， C h i n a ) A b s t r a c t ： T a k i n g t h e L e c h a n g x i a w a t e r c o n s e r v a t i o n p r o j e c t i n G u a n g d o n g P r o v i n c e f o r e x a m p l e ， t h i s p a p e r p r e s e n t s t h e l i f t a n d b l o c k d i v i s i o n o f R C C， c o n c r e t e mi x t u r e r a t i o ， f o r mw o r k i n s t a l l a t i o n a n d d i s ma n t l i n g ，e o n c r e t e t r an s p o r t a t i o n，u n l o a d i n g an d l e v e l i n g ， r o e r c o rn p a e t i o n an d c o n s t r u c t i o n o f a b n o r mal c o n c r e t e a n d r e c o t n l n e n d s ma n y e f f e c t i v e t e mp e r a t u r e c o n t r o l me a s u r e s f o r c o n s t ruc t i o n u n d e r h o t we a t h e r i n s u mme r Ke y wo r d s： RCC c o n c r e t e；d a m ；c o ns t r uc t i o n 1 工程概况 2 混凝土浇筑施工程序和施工方法 广东省乐昌峡水利枢纽工程位于广东省韶关市 乐昌市境内北江支流武水乐 昌峡河段 内， 坝址地处 原京广线塘角火车站附近， 下距乐昌市 区约 1 4 k m、 韶 关 市区约 8 1 4 k m。 工程等别为 等 大( 2 ) 型 ， 为碾压混凝土重力 坝 ( R C C ) ， 坝顶高程 1 6 4 6 m， 最大坝高 8 4 6 m， 坝 顶长 2 5 6 0 m， 其中溢流坝段长 7 8 0 m， 左岸非溢流 坝段 长 9 6 0 m， 右岸非 溢流 坝段长 8 2 0 m。碾 压混 凝土2 7 6万 m 、 变 态混凝 土I 8 6 万 1 1 1 、 常 态混凝 土 1 3 6万 m 、 预制混凝土1 0 6万 m 。 收稿 日期 ： 2 0 1 1 4 ) 4 - 1 3 作者简介 ： 朱传平 ( 1 9 8 1 一 )， 男 ， 湖北省孝 昌县人 ， 工程 师 ， 主要 从事水利水电工程管理工作 2 1 碾压 混凝 土施工 分层 分块 乐昌峡水利枢纽工程拦河大坝共分 l 0个坝段 ， 除坝端部 1和 1 0号坝段为常态混凝土坝段外 ， 其余 坝段为碾压混凝土坝段。碾压混凝土包括二级配碾 压混凝 土 、 三级 配碾压 混 凝 土 ， 总计 2 9 4 4 6 7 m ( 包 括变态混凝土 1 8 5 6 8 m ) 。在碾压混凝土坝段 ， 除 坝基常态混凝土和坝体约束 区混凝 土分块 厚度为 1 5 m外， 其余分块厚度均为 3 m， 见图 1 ( a ) ， ( b ) 所 示。在高程 9 0 5 m 以下， 碾压混凝土一仓施工， 在 高程 9 0 5 m 1 1 2 9 5 m， 左侧 2， 3 ， 4 ， 5号坝和右侧 6 ， 7， 8 ， 9号分别 为一仓 ， 高程 1 2 9 5以上碾 压混凝 土 ， 左侧 2 ， 3 ， 4号和右侧 8 ， 9号分别为一仓 ， 分左右 两侧 2仓施工 ， 最大浇筑仓面积 3 0 6 0 m 。 2 2碾压混 凝土施 工程序 与方 法 ( 1 )配合 比选择 西北 水 电 2 0 1 1年 第 3期 6 1 碾压混凝土施工既要满足常态混凝土的基本特 性和要求 ， 又要满足振动压实 的工艺要求 。选择配 合 比， 必须通过试验 ， 合理确定水泥 、 粉煤灰 、 砂石及 外加剂的品种和用量 ， 以满足工程设计的各项指标 ， 使碾压混凝土具有较好 的可碾性 ， 能够通过碾压达 到均质密实及设计要求的各项物理力学性能。为了 改善混凝土性 能 ， 通过试 验掺和粉煤灰 和外加剂。 配合比参数应满足下列要求 。 图 1 ( a ) 碾压 混凝土坝典型纵剖面图 单位 ： m 图 1( b ) 碾压 混凝土坝典型横剖面图 单位 ： mm； 高程 ， 1 1 71 1 )掺和料掺量 ： 3 0 6 5 。 2 )水胶 比： 应满足施工图纸要求的碾压混凝土 强度和耐久性 。 3 )碾压混凝 土拌和的稠度 值 ， 机 口值应在 51 0 S 范 围内选用 。 4 )大体积建筑物 内部碾压混凝土 的胶凝材料 用量应不低于 1 3 0 k g r n ， 其 中水泥熟料不低于 5 5 k g m 。 根据上述要求 ， 经试验确定 ， 本工程碾压混凝土 的配合比及对应的出机 口 值如表 l所示。 表 1 碾压混凝土的配合比及对应的 出机 口 值表 编 级 水泥 水胶 煤灰参 减水剂 引 气剂 混凝土 材料用量 ( k g m I 3 ) V c 号 配 等级 比量 fi 水泥 水 砂 碎石 粉煤 s l二P 0 4 2 5 0 4 5 5 0 0 6 2 3 8 5 9 5 8 5 6 5 2 1 4 9 2 9 5 5 2三 P 0 3 2 5 0 4 8 4 8 0 5 8 3 8 5 9 2 8 7 6 5 5 1 5 0 2 9 0 6 3 =P o 3 2 5 0 5 4 5 4 0 3 8 2 0 5 7 0 8 2 5 9 5 l 5 4 0 8 5 7 ( 2 )碾 压层 面处 理 为了改善碾压层面的状况 ， 确保碾压混凝土大 坝的整体质量 ， 在实际施工过程中， 本工程采取了如 下 措施 ： 1 )快速铺筑 ， 提高碾压混凝土的铺筑强度 ； 2 )选择 了高效 的缓凝 减水 剂 ， 延 长碾 压 混凝 土 的初凝 时 间 ； 3 )采用斜层摊铺方式 ， 缩短层间间隔时间 ， 有 效地将层问间隔时间控制在混凝土初凝时 间以内， 即夏天控制在 6 h以内 ， 冬天控制在 8 h以内； 4 )碾压时 ， 使上一层碾压混凝土骨料压入下一 层 。 从而形成了较强的咬合面 ； 6 2 朱传 平 乐 昌峡 水 利枢 纽工程碾压 混凝 土大坝 的施工程 序与 方法 5 )提高碾压混凝土的抗分离性， 防止骨料的分 离及软弱颗粒的混入 ； 6 )实时调整 值 ， 并采取喷雾措施对碾压混 凝土仓面进行降温和保湿； 7 )做好防雨准备 ， 保证仓面雨天不受外来水流 侵蚀 。 ( 3 )模板安装及拆除 大坝混凝土施工主要采用悬卡式大模板 ， 两岸 坝肩与基岩接触带使用散装组合钢模板与木模板。 悬卡模板由面板 、 钢架 、 可拆式支腿 、 承力螺栓 和撑杆螺栓组成 。其中承力螺栓分别由预埋螺栓 、 锥形螺母 、 多功能节、 紧固螺栓 4部分组成。当完成 一 层混凝土浇筑并且混凝 土达到一定强度后 ， 将 紧 固螺栓 的螺母松脱， 取出紧 固螺栓 ， 然后松脱模板 ， 将多功能节安装到上层 的预埋螺栓锥形螺母上， 再 将模板提升嵌入上层安装好的多功能节承力面上 ， 再将紧固螺栓拧人多功能节 中， 联合撑杆螺栓来校 正并固定模板。 上述悬卡模板结构简单 ， 使用方便 ， 受力合理 ， 制作时材料用量低 ， 安拆 时省时又省力。在本工程 的实际应用中， 该模板表现为工效高 、 成本低 、 安全 可靠 、 碾压混凝土外观质量高。 ( 4 )混凝土运输 坝体 1 2 0 m高程以下碾压混凝土， 采用 A卸车 直接运输人仓 ； 坝体 1 2 0 1T I 高程以上碾压混凝土 ， 水 平运输采用 自卸车， 通过下游 1 4 0 m高程道路和上 坝道路运输 ， 转 由抗分离溜管 ( 笔者单位 自行研制 的) 垂直运输到仓面， 再通过 自卸车运输至浇筑点。 抗分离溜管 ： 利用安装在溜管上的“ 抗分离器” 降低 混凝土在溜管中的下落速度， 调整了混凝土大小骨 料在管内的运动状态， 并使混凝土在抗分离器 中相 互撞击 ， 充分混合。大落差向下运输混凝土时， 可防 止混凝土分离， 能保证混凝土经运输后的质量要求。 抗分离器溜管结构简单 ， 安装周期短 ， 费用低 ， 大落 差向下运输混凝土时， 可防止混凝土分离 ， 能保证混 凝土经运输后的质量要求 ， 运输速度快 ( 一套抗分 离溜管运输能力为 2 4 0 m h ) 。 ( 5 )混凝土卸料与平仓 由于仓面大 ， 铺料采用斜层铺料法 ， 斜层坡 比为 1 ：1 0。 自卸汽车直接人仓卸料时， 采用退铺法依次卸 料 ， 铺筑方向与坝轴线平行。卸料采用一车一点的 方式 ， 卸料高度控制为 1 2 m。严禁不合格碾压混 凝土进人仓内， 已进仓 的不合格料需进行挖 除处理 或采用经监理人员 同意的方法处理后 方可继续铺 筑 。 碾压混凝土采用大仓面薄层连续铺筑 ， 实际施 工过程中所有仓位铺筑厚度为压实后 3 0 e m。平仓 采用 串联叠压式作业 ， 每层起始端第一车卸料位置 ， 距模板边 1 5 I T I ， 距边坡基岩 6 m。卸 2 3车料后 ， 平仓机将拌合物摊铺成薄层斜坡面作为条带始端， 然后逐层叠加至平仓厚度 ， 条带始端在平仓过程中 保持为缓坡斜坡面。混凝土拌合物卸到条带始端斜 坡面中部 ， 严禁将混凝土卸到未铺砂浆 的部位 。卸 料堆边缘与模板距离不小于 1 I l l ， 与模板接触带、 止 水片止浆片附近采用人工铺料 ， 集 中骨料人工分散 处理。卸料平仓严格控制各级配混凝土分界线 ， 汽 车卸料后料堆周边大骨料 由人工分散到料堆上 ， 未 处理的料堆附近不准卸料。平仓时出现在条带两侧 集中的骨料 ， 由人工分散于条带上。 平仓设备为 C A T D 3 P ， 平仓做到随卸料 随平仓 ， 平仓时铲刀从料堆一侧浅插推料 ， 依次将料堆摊平 ， 以减少骨料分离。并做到浅推少刮 ， 快提刀 ， 边缘死 角辅以人工铺料 ， 平仓依据模板上画出的分层线进 行摊铺 ， 做到条带平整厚度均匀。平仓后碾压混凝 土表面 应平整 ， 无 凹坑 。 ( 6 )混凝 土碾压 摊铺好的条带， 及时进行碾压 ， 碾压方向平行于 坝轴线 ， 两岸与基岩接触带局部采用横 向碾压。碾 压设备为 B W2 0 2 一 A D。碾压遍数按无振 2遍+ 有振 6 8遍进行碾压。振动碾行走速度控制在 11 5 k m h以内。有振碾压边数 与压实厚度通过试验确 定 。 碾压作业条带清楚 ， 走偏误差控制在 2 0 e m范 围内， 相邻碾压条带必须重叠 1 5 2 0 e m， 同一条带 分段碾压时， 接头部位重叠碾压 2 43 1T I 。2条碾 压条带间因作业形成 的高差 ， 采用无振慢速碾压 1 3遍作压平处理 。 每次碾压作业开始 ， 对局部粗骨料集中的仓面， 及时派人分散粗骨料 ， 或采用小型反铲分 2次摊铺 ， 1 次碾压 ， 以消除局部骨料集中和架空。 连续上升铺筑的混凝土， 层间允许间隔时间应 控制在混凝土初凝时间内， 夏天控制在 6 h以内， 冬 天控制在 8 h以内， 混凝土拌 和物从拌和到碾压完 西 北水 电 2 0 1 1 年 第 3期 6 3 毕历时不得超过 1 2 0 rai n ， 混凝土拌和物从摊铺到开 始碾压的历时不得超过 3 0 ra i n 。不允许入仓或平仓 后的碾压混凝土拌合物长时间暴露 ， 以免 值的损 失。碾压混凝土的层间允许 间隔时间必须控制在混 凝土的初凝时间以内。 碾压作业后 的碾压层表面有微浆 出露、 振动碾 滚轮前后 略呈弹性起伏 ， 试验 和施工人员根据实际 情况和对 I ， C 值的实测值及 时通知拌和楼调 整混凝 土 值。高温条件下施 工， 尤其是中午 日照强时 ， 仓面采用 G C H J 5 0 B型高压冲毛机朝天喷雾对仓 内 混凝土降温保湿。碾压完成 ， 要求上下层骨料相互 嵌入 ， 骨料粘接牢固， 层间结合 良好 ， 形成整体 。 每层碾压作业结束后 ， 及时布点检测混凝土压 实密度 ， 各标号的碾压混凝土在任何测点测得 的相 对压实密度不得低于 9 8 ， 如达不到设计要求应立 即重复检测 ， 并查找原 因采取处理措施。 ( 7 )变态混 凝 土施工 变态混凝土应随着碾压混凝土浇筑逐层施工 ， 灰浆应洒在新铺碾压混凝土的底部或中部。在混凝 土按要求摊铺好后 ， 灰浆通过加浆管道插入 已摊铺 好的碾压混凝土的 中部或 中下部 ， 并严格控制加浆 量， 均匀加在碾压混凝土中。 变态混凝土如采用沟槽法加浆 的方式 ， 则具体 要求 ： 在已经摊铺好的碾压混凝土上 ， 人工采用钉耙 将碾压混凝土掏出沟槽 ( 如图 2所示 ) ， 然后将灰浆 均匀地掺人沟槽内。灰浆可采用计量装置的加浆机 或人工掺人 ， 灰浆应均匀掺入混凝土沟槽内。 注浆完成任务后 ， 立即用 1 0 0型高频振捣器 插入振捣 ， 振捣器插入深度大于 5 0 c m， 以保证振捣 篱 边 线 藕 边 线 变态混凝土厚为5 0 c m的沟槽 0 -。 戛 态 ， 00 彰 图 2 沟槽法加 浆示意 图 单位 ： c m 器插人下层混凝土深度不小于 1 5 c m， 确保层问结 合质量 。 ( 8 )异种混凝土浇筑常态混凝土与碾压混凝土 的结合处理 碾压混凝土与常态混凝 土的衔接 ， 一般要求 2 种异质混凝土同步上升 ， 以保证 2种混凝土结合面 的质量。 常态混凝土与碾压混凝土的结合部位应按 图 3 所示方式认真处理。 振捣器振捣范围 一 常态混凝土 碾压混凝土 、 ( a ) 先浇常态混凝土后铺筑碾压混凝士 ( b ) 先浇碾压混凝土后铺 筑常态混凝土 图 3 异种混凝土结合部位的处理图 2 3 高温季节温控措施 参考 以往工程的施工经验， 结合实际， 充分发挥 碾压混凝土水泥用量少 、 水泥水化热低 、 混凝土收缩 小、 徐变度小及混凝土储热量少等特点 ， 在夏季高温 施工时 ， 采取了下列技术措施 ， 保证高温季节不问断 施工 。 ( 1 )优化混凝土原材料及施工配合 比 优化混凝土原材料及施工配合 比主要是采用低 热水泥、 高掺粉煤灰技术及根据温度变化及时调整 施工配合 比。 ( 2 )降低原材料 的初始温度 当 日平均气温高于 2 5 q C时， 尽可能地降低原材 料拌和时的基础温度 ， 各种原材料料仓均应搭设凉 棚及喷雾设施。 ( 3 )混凝土运输控制 主要在皮带机上搭设遮 阳棚等， 汽车在运输过 程 中盖 遮 阳布 ， 减少混 凝 土在运输 过 程 中吸热温 升 。 ( 4 )仓 面施 工控 制 1 )仓面喷雾降温。喷雾降温是夏 天高温施工 质量保证的重要措施之一。仓面安设 4台喷雾机 ， 同时在上下游模板边各设一排简易喷雾设施 ， 对摊 铺的混凝土表面不断喷雾 ， 同时喷雾 器工作范围以 6 4 朱传 平 乐昌峡 水利 枢纽 工程碾压 混凝 土大坝 的施 工程 序与 方法 外的混凝土， 采取喷水的方法及时补充润湿。 2 )控制仓面碾压混凝土的摊铺面积。根据混 凝土拌和能力、 人仓温度及仓面处理能力等综合 因 素 ， 决定各仓面 R C C分块摊铺 的面积 ， 以保证下层 混凝土在初凝前覆盖。一般斜层 以控制在 1 8 0 0 m 以内为宜。 3 )严格控制混凝土的停放时间。混凝土拌和 物从 出机 口到 现场碾压 这 时段 ， 值 损 失在 1 2 h 内影响不大 ， 若在 3 h以上 值损 失会成倍 地增 长。碾压混凝土 值应控制在 51 5 s 之间， 以 6 1 0 s 最佳。因此为保证 混凝土的压实度 ， 应严格 控制混凝土的停放时间 ， 一般上从出机 口到现场碾 压的历时不大于2 h 。 4 )仓面施工控制的其它措施 。在夏季高温季 节进行碾压混凝土铺筑时 ， 仓面施工质量控制除前 面所术的措施外 ， 还采取了其它措施如： 混凝土在碾 压时， 利用碾压机本身 自行喷水 2 4遍 ； 在可能出 现冷缝的边界及层面及时喷洒缓凝剂， 延缓层面混 凝土的初凝时间； 加强条带边部混凝土的质量控制 ； 尽量避开温峰时间开仓 ； 加强混凝土养护。 ( 5 )加强施工管理。主要是加强设备保养和混 凝土质量控制等。加强人员素质教育 ， 竖立强大的 质量意识 ， 严格按规范 、 工法及夏季施工技术措施施 工等。 3 结语 碾压混凝土是一种贫水泥 、 干硬性 、 无塌落度的 混凝土 ， 使用硅 酸盐水泥 、 粉煤灰或火 山灰质掺和 料 、 水 、 外加剂和砂、 以及分级控制的粗骨料拌制而 成。其 主要施工过程为混凝土拌制、 运输 、 入仓 、 铺 筑 、 碾压。相对于普通混凝土 ， 碾压混凝土在本工程 的实际施工过程中， 表现出如下优点 ： ( 1 )流水化作业、 大面积浇筑 、 施工速度快 ； ( 2 )机械化程度高 ， 劳动强度降低 ， 施工质量有 保 证 ； ( 3 )大量使用掺和料 、 节约水泥明显 、 降低成本 幅度大 。 基于其显著的优点 ， 碾压混凝土广泛应用于水 利水电工程项 目， 但由于碾压混凝土施工工艺多 、 节 奏快、 质量问题容易出现。因此， 碾压混凝土项 目正 式开始施工前 ， 项 目部必须根据项 目的具体情况 ， 严 格按照技术规范 ， 遵守相关规定， 认真设计合理的施 工程序， 详细制定正确的施工方案， 确保各项工作顺 利进行、 工程质量达到既定要求。 乐昌峡水利枢纽工程在施工过程中各项测试和 试验数据表明， 碾压混凝土的抗压 、 抗拉 、 抗渗和密 实度以及外观质量等各项指标都达到了合同文件的 相关要求 ， 得到了监理部 门的认可和业主的好评。 参考文献 ： 1 顾志刚， 张东成， 罗红卫 碾压混凝土坝施工技术 M 北京： 中国电力 出版社 ， 2 0 0 7 2 田育功 碾压混凝土快速筑 坝技术 M 北 京 ： 中国水 利水 电 出版社 ， 2 0 1 0 3 张严明 中国碾压混凝土筑坝技术 M 北京 ： 中国水利水电 出版社 ， 2 0 1 0 4 梅锦煜 ， 于子忠 ， 吴 秀荣 ， 石红伟 碾 压混凝 土筑坝技术 M 北京 ： 中国电力 出版社 ， 2 0 0 8 5 徐玉杰 碾压混凝 土坝施工技术与 质量控制 M 北京 ： 黄河 水利出版社 ， 2 0 0 8 6 D L T 5 1 1 2 - 2 O O 9 ， 水工 碾压混凝土施工规 范 s 北京 ： 中国 电力 出版社 ， 2 0 1 0 7 于猛 ， 陈尧隆， 梁娟 基于 B P神经 网络 的碾压混凝土坝温度场 反分析 J 电网与清洁能源 ， 2 0 0 8 ， 2 4， ( 5 ) ： 5 9 6 2 8 张 占锋 ， 许正 平缅甸 耶涯水 电站 R C C大 坝主 要施 工技术 J 西北水电 ， 2 0 0 9 ， ( 4 ) ： 4 4 4 8 9 黄从前 居甫渡水 电站大坝碾压混凝 土施工 技术 探讨 J 西 北水 电， 2 0 0 8 ， ( 4) ： 4 6 4 8 I Oj 易善亮 ， 田学成， 刘长垠高温环境下碾压混凝士坝的施工技 术 J 河南水利与南水北调 ， 2 0 1 0 ， ( 1 2 ) ： 5 8 6 0 1 1 张建龙， 田育功， 马伶俐 金安桥大坝碾压混凝土快速施工关 键技术 J 水 力发 电， 2 0 1 1 ， ( 1 ) ： 4 2 4 5 1 2 杨焕源碾压混凝土坝的施工方法控制 J 中华建设 ， 2 0 0 9 ， ( 1 0) ： 7 8 - 7 9 1 3 3 张国新碾压混凝土坝的温度控制 J 水利水 电技术 ， 2 0 0 7 ， ( 6)： 41 - 4 6 1 4 吴强碾压混凝土臆工 技术特 点及控 制措 施分析 j 今 日 科苑 ， 2 0 0 9 ， ( 1 8 ) ： 1 2 2