枕头坝一级水电站导流明渠纵向围堰碾压混凝土施工.pdf

水利水电技术第 4 4卷2 O 1 3年第 5期 枕头坝一级水电站导流明渠纵向围堰 碾压混凝土施工 张伟 ，冯 勇，梁 日新 ( 中国人民武装警察部队 水电第一总队，广西 南宁 5 3 0 0 2 8 ) 关键 词 ：导 流 明渠 ；纵 向 混凝土 围堰 ；碾压 混凝 土 ；枕 头坝一级 水 电站 中图分类号 ：T V 5 5 1 ． 3 ( 2 7 1 ) 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 0 0 0 — 0 8 6 0 ( 2 0 1 3 ) 0 5 — 0 0 6 7 — 0 4 1 工程概况 2 碾压混凝土母岩和砂石料加工 枕头坝一级水电站为大渡河干流水电梯级规划开 发的第十九个梯级 ，位于大渡河中下游乐 山市金 口河 区的核桃坪河段上 ，工程为Ⅱ 等工程 ，电站采用混凝土 堤坝式开发 ，最大坝高 8 6 m，电站装机容量 7 2 0 MW。 电站枢纽由左岸非溢流坝段 、河床厂房坝段 、排污闸 及泄洪 闸坝段 ( 前期为导流明渠 ) 、右岸非溢 流坝段 组成。电站采用右岸开挖 、混凝土浇筑形成明渠 的导 流方式 。 右岸导流明渠长 1 1 3 0 m，土石方开挖量为4 7 8万r n 3 ， 混凝土工程量为 4 4万 m ；明渠右岸为贴坡混凝土 ， 左岸为纵向混凝土围堰 ( 导墙 ) ，纵向混凝土 围堰坝 轴线长 6 5 0 m，其 中碾压 混凝 土轴线 长 6 3 2 m，桩 号 0— 0 6 ． 2 5— 0+0 6 0 ． O 0段为 闸坝段 ；上游段建基 面高程为 5 9 4～6 0 0 m，下游段建基面高程 为 5 7 1 ． 5 ～ 581 m 。 纵 向混凝土围堰结合泄洪闸坝段的左边第四个闸 墩布置 ，闸墩上游段及下游段为梯形断面，闸墩段为 矩形断面。闸墩上游段 顶高程 6 1 2—6 1 3 ． 0 m，顶 宽 7 ． 1 4～7 ． 7 1 m，两侧坡度分别为 1： 0 ． 4 2和 1： 0 ． 1 5 ， 纵 向围堰最大高度 2 8 m，最大底宽 2 3 ． 2 5 m；闸墩 下游段顶 高程 6 0 4～6 0 0 ． O 0 m，顶宽 6 m，两侧坡 度为 1 ： 0 ． 1 8 1和 1 ： 0 ． 3 3 6，最大高度 3 2 ． 5 m，最大 底宽 2 3 ． 9 m，长度 2 5 8 ． 8 9 m。闸墩段顶高程 6 1 2 r n ， 宽 1 8 ． 5 m，长 度 6 6 ． 2 5 m。 纵 向混凝 土 围堰 碾 压 混 凝 土 为 C 。 。 1 5、三 级 配混凝 土 ，基 础找平 混凝 土为 C 2 0三级 配 ，厚度 为 1 m。 W a t e r Re s o u r c e s a n d Hy d r o p o wer En g i n e e r i n g Vo 1 ． 4 4 No ， 5 导流 明渠纵 向混 凝 土 围堰碾 压混 凝 土 的母 岩 为玄武 岩 ，主要 矿物成 分 为石英 ，外送 试 验实 测 含量 5 0 ％ ～8 9 ％ ，为 硅 质 玄 武 岩 、部 分 为 石 英 砂岩 ，岩石坚 硬耐磨 ，天然状 态 下抗 压强 度 高达 3 4 3 MP a ，饱 和抗压 强度高达 2 6 2 MP a ，满足要求 不小于 4 0 MP a强度要求 ，岩石天然密度 为 2 ． 8 2～ 2．9 0 g ／c m 。 由于岩石坚硬耐磨 ，粗骨料的加工采用美卓矿机 鄂破 ：粗碎一 山特维克 圆锥破 ：中碎和细碎的工艺 流程 。砂的加工 ，立轴破 ( 贵州成智 等) 采用半干法 生产 ，控制含水率，控制成 品砂含水率 ≤5 ％ ，实测 一 般在 3 ％ ～ 4 ％ ，最大值为 4 ． 5 ％ 。事实证明，由于 玄武岩特性 ，湿法制砂 ，极容易堵塞筛网，且成品砂 很不容易脱水 ；控制冲洗后中石小石进人制砂料仓 的 比例 ，半干法制砂 ，不堵塞筛网，有效 、稳定地控制 了成品砂的含水率 ，这对拌和楼混凝土的拌制操作方 便 、控制质量 、碾压过程不出现泌水现象起到至关重 要的作用 。 由于岩石石英含量高 ，岩石坚硬 耐磨 ，耐磨 件 消耗量很大 ，生产 出来 的砂细度模数往往偏高 ，达 不到设计值 ，只有通过调节砂率和粉煤炭用量 ，提 高混凝土中细颗粒含量，从而经碾压提高混凝土的 密实性 。2 0 1 1年度取样 ，砂 的平均细度模 为 3 ． 0 5 ， 达不到原理论配合 比要求的 2 ． 6 8，平均石粉含量 为 收稿 日期 ：2 0 1 3 ． 0 2 — 2 7 作者简介 ：张伟( 1 9 7 3 一)，男 ，工程师 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 张伟， 等∥枕头坝一级水电站导流明渠纵向围堰碾压混凝土施工 l 3 ． 5 ％ 。 3 碾压混凝土施工 3 ． 1 模板和层高 采用 3 ． 0 m X 3 ． 1 5 m大型翻转模板 ，吊车起 吊， 人工安装 。碾压混凝土层高一般为 3 m。 3 ． 2混凝土的拌和 、运输和入仓 碾压混凝土采用容量为 3 ． 0 m 的强制式搅拌机 拌和 ，带遮 阳棚的自卸汽车运输 ，经轮胎冲洗、脱水 后直接入仓卸料。 自卸汽车人仓方式采用先立模 、浇变态混凝土形 成人仓斜台，再用石渣回填形成进仓道路。这种人仓 方式能有效地保证混凝土表面的平整 、光滑 ，施工方 便 ，不足之处是成本增加 。 3 ． 3混凝土的平仓、碾压和切缝 碾压混凝土采用 大仓 面薄层连续多层短 间歇浇 筑 。铺筑方式采用平层通仓法 。推土机平仓 ，局部 由人工或小型机械辅助 ，平仓铺筑厚度控制在 3 3～ 3 5 e m 范 围。 采用 Y Z C 1 2 C双钢轮振动碾碾压，碾压遍数 ：2 遍静碾 + 8遍振碾 + 2遍静碾。 压实度检测 ，采用美国 H U MB O L D T公 司生产的 H S一5 0 0 1 E Z型核子密度仪 ，全 自动检测容重 ，达到 9 8 ％压实度时无振碾压收面。 纵向围堰碾压混凝土可碾 f生 好，容易泛浆，2 I ) 万 m 3 混凝土施工碾压过程中没有 出现泌水现象 。 纵向围堰碾压混凝土 的诱 导缝采用切缝机切割 ， 缝面位置按施工图纸要求；切缝机切缝宜先碾后切 ， 缝宽 、缝距 、方向等满足施工图纸的规定，切缝的填 缝材料采用彩条布 ，便于施工 ，减少扰动。 3 ． 4层面及 缝面 处理 施工缝及冷缝的层面采用高压水冲毛等方法清除 混凝土表面的浮浆及松动骨料 ，处理合格后 ，均匀铺 1 ． 0～1 ． 5 c m厚的高流动度水泥粉煤灰砂浆 ，其强度 比碾压混凝 土等级高一级 ，在其上摊铺碾 压混凝 土 后 ，在砂浆初凝前碾压完毕。 3 ． 5变态混凝土浇筑 变态混凝土随着碾压混凝土浇筑逐层施工 ，变态 混凝土铺层厚度与平仓厚度相同。抽槽铺浆 ，灰浆洒 在新铺碾压混凝土的底部和中部 ，1 0 0型低频强力振 捣器振捣。 3 ． 6 碾 压混 凝土温 度控 制 “ 温控防裂 ” 是碾压混凝土质量控制极其重要 的 一 个环节。4月至 1 0月份 ，采用 预冷混凝 土人仓 ， 1 1月至 3月份 ，自然入仓。 3 ． 6 ． 1 拌和楼 温度控 制 对预冷混凝土，拌和楼采用风冷粗骨料 、加冰加 冷水 的方式控制混凝土的出机 口温度 ，并随时检测混 凝土的温度。 3 ． 6 ． 2运输 温度控制 采用带遮阳棚 的自卸汽车运输 ，并尽可能缩短从 拌和楼到入仓卸料的时间 ，减少温升。 3 ． 6 ． 3仓面喷雾 在 6月 ～ 9月高温季节 ，仓面还采用喷水雾的方 式控制仓面温度。 3 ． 6 ． 4 冷却水管埋设及通冷水冷却 通冷水冷却混凝土是控制碾压混凝土温度在设计 值范围内的最有效手段。 导流明渠碾压混凝土冷却水管采用高密聚乙烯塑 料冷却管，管径+ 3 2 ，在 1 h内承受 1 ． 2 M P a的液压 环向应力不破坏 、不渗漏 ；纵向回缩率≤3 ％。 冷却水管每 1 ． 5 m埋设一层 ，每一层内蛇形水管 的管距为 1 ． 5 I T I ，埋设 的误差不得大于 1 5 c m，水管 埋设在混凝土层面上。 每一个通水循环的管路最长不得超过 3 0 0 m，管 路中间不设接头。冷却水管引出堰体或坝体后 ，对管 道按序排列 ，明确标识编号。 水管在铺设完毕和覆盖 3 0 c m混凝土后分别进 行通水试验 ，检验是否漏水 和水管是否通畅 ，检验 合格后即可通河水 、冷水进行冷却 ，水温宜在混凝 土入仓 温度正 负两 度范 围 内。检验 水管 通 畅标 准 为 ：水压在 0 ． 2 MP a时 ，流量 大于 1 5 L ／ ra i n为通 畅 ，否则为不通畅 ，对不通畅的冷却 水管必须采 取 措施恢复通畅。 冷却通 水 时 间为 2 0 d ，专人 负 责 ，并 做 好记 录。混凝 土温度与 水温之差 ，不 宜超过 2 2℃ ，管 中水 的流速以 0 ． 6 m／ s 为宜。水流方 向每 2 4 h调换 1 次 。 冷却水管使用完后，灌浆回填封堵。 3 ． 6 ． 5混凝 土温度监 测 纵 向混凝土围堰碾压混凝土施工的温度监测 由 长江勘测规划设计研究有限公 司枕头坝水 电站安全 监测单位实施 。2 0 1 1年 8月 8 E t 上午 ，监测单位在 围堰桩号 0+ 9 3和 0+ 9 9 、高程 5 8 8 ． 1 m( 堰顶高程 为 6 0 4 m) 处各埋设 了一支 弦式温度计 ，编 号为 r r Z 一 1 、T Z一2 ，混凝土人仓 时温度为 1 8 q C，大气 温 度为 3 0 ． 3 c I = ，监 测 到 混凝 土 的 最 高 温度 分 别 为 3 5 ． 3℃ 、3 5 ． 9℃，完全满足设计下发的《 导流明渠混 水利水电技术第4 4卷2 0 l 3年第 5期 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 、 赠 p 、 赠 张伟， 等∥枕头坝～级水电站导流明渠纵向围堰碾压混凝土施工 ? ’ 。、、 、 、 ～ ， — ／ ＼ ／ 时间／ 年一 月一 日 图 1 T Z一 1温度变化过程线 ( 、 一 、 、 几 ＼ ／ ＼ 时间／ 年- 月一 日 图 2 T Z一 2温度变化过程线 凝土工程施工技术要求》 中碾压混凝土各部位温度 控 制标准要求。监测 的温度曲线如图 1 、图 2所示。 4 碾压混凝土质量检测 4 ． 1 外观质量 使用 大 型 翻转模 板 ，使 用熟 练 工 人 ，注意 混 凝土 的摊铺 、加浆 和 振 捣 等工 艺 ，长 约 6 3 2 m碾 压混凝 土围堰两侧表面光 滑 、平整 ，“ 做 到了象 常 态混凝土一样 ，非常不容易 ” ；除了部分设计 的诱 导缝部位 出现细小的表面裂缝外 ，其他部位没有出 现裂缝 ；汛期 明渠高水位运行时 围堰外侧没有 出现 渗水现象。图 3为 2 0 1 1年 7月 6日导流明渠过大洪 水 ( 6 0 0 0 m ／ s ) 时碾压混凝土 围堰消力 池段外侧 图 片 。 4 ． 2 混凝土的抗压、抗渗 、抗冻检测 纵 向混凝土围堰工程混凝土抗压强度检测成果见 表 1 。 表 1 纵 向混凝土 围堰工程混凝土抗压 强度检测成 果 最大值 最 小值 平 均值 标准 概率 离差 保证 项 目 组数 说 明 ／ MP a ／ M P a ／ MP a 差 系数 系数 ％ C 2 0 8 8 3 5 ． 8 2 1 ． O 2 6 ． 1 2 ． 8 0 2 ． 1 7 9 O ． 1 0 7 9 7 ． 7 机 口取样 C 9 0 l 5 2 9l 2 7 ． 8 1 6 ． 5 2 0 ．0 2 ． 5 0 2 ． 0 0 0 0 ． 1 2 5 9 7 ． 7 机 口取样 C 9 o 1 5 2 l 9 ． 6 l 8 ． 7 l 9 ． 1 _— — 。— — 芯样 水利水电技术第 4 4卷2 0 1 3年第 5期 图 3 碾压混凝土 围堰消力池段外侧 纵向混凝土围堰工程混凝土抗渗性能检测成果见 表 2 。 表 2混凝土 ( 抗渗 ) 性 能检测成果 设计抗 实测抗 合格率 强度等级 检测组数 说明 渗等级 渗等级 ／ ％ C 9 0 1 5 4 W6 >W6 l o 0 机口取样 C 2 0 6 W6 >W6 l O 0 机 口取样 C 9 0 1 5 2 W6 ≥W6 1 0 0 芯样 纵向混凝土围堰工程混凝土抗冻性能检测成果见 表 3 。 纵向碾压混凝土 围堰 混凝土抗剪 ( 断 ) 强度 ( 芯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 张伟， 等∥枕头坝一级水电站导流明渠纵向围堰碾压混凝土施工 样) 检测成果，见表 4 。 表 3混凝土 ( 抗冻 ) 性 能检测成果 设计抗 实测抗 合格率 强度等级 检测组数 说明 冻等级 冻等级 ／ ％ C 帅1 5 4 F 5 0 >F 5 0 1 O O 机 口取样 C 2 0 6 F l 0 O >F 1 0 0 1 0 0 机 口取样 C 9 o 1 5 F 5 0 ≥F 5 0 1 o 0 芯样 表 4碾压 混凝土 ( 抗剪，芯样 ) 性能检测成 果 组数 { l C 1 1 ． 1 9 2． 2 8 MP 1 ． 0 0 2 ． 0 4 MP a 4 ． 3碾压 混凝 土取芯 纵 向碾压 混凝 土 围堰 的现 场钻 孔取 芯 检查 施 工于 2 0 1 2年 6月 8日开钻 ，至 2 0 1 2年 7月 1 E t 完 工 ，工期 2 4 d ，主要在堰体导 0—6 0至 0+1 6 5范 围内的 R C C( 三级配 ) 、变态混 凝土 中进行 ，对 多 工艺浇筑质量及 碾压 层缝 面结 合情 况进行 综合 检 查 。 钻孔取芯累计进尺 9 6 ． 9 m，其 中采取 4 ) 2 1 9 m m 钻具钻取 4) 2 0 0 mm芯样进尺 9 0 ． 3 6 m，芯样采取率 、 获得率 9 9 ． 3 8 ％ ，取得单根整长 1 8 ． 3 m三级配芯样 一 根( 见图4 ) ，进入全 国 1 8 m以上整长芯样纪录先 进行列 ，芯样表面光滑 、致密 、骨料分布均匀；采用 西 1 7 1 mm钻具钻取 4) 1 5 o m l T l 芯样进尺 6 ． 5 4 1 3 1 ，芯样 图 4 单根整长 1 8 ． 3 m 芯样 图片 采取率 、获得率 1 0 0 ％。 玄武岩制砂采用半干法非常适合，能很好地控制 砂的含水率 ，导 流明渠碾压混凝土没有 出现泌水现 象，砂的含水率很稳定是条件之一 ；通冷水冷却混凝 土是控制碾压混凝土温度在设计值范围内的最有效手 段 。模板质量 ，工人的操作技能 ，混凝土的摊铺 、加 浆和振捣等工艺是控制碾压混凝土表面是否光滑 、平 整的关键因素。 ( 责任编辑欧阳越 ) ( 上接 第 6 6页) 接缝处理 ：接缝宜做成不大于 1 ： 4的斜坡 ，相邻差 ≤ 1 ． 2 m，同层接缝不宜形成上下游通缝 ，同时按照冷 缝要求冲毛和清洗。 2 ． 8 碾压混凝土养生和表面保护 现场主要是检查碾压混凝 土表 面是否保 持湿润 状态 、是否有 外 来水 流人 、养 护 时 间是 否满 足 要 求 、降温或低温天气是否采取保温措施。碾压 混凝 土在施工 过 程 中，须 采取 喷雾 或覆 盖 塑料 布等措 施 ，始终保持混凝土表面呈湿润状态 。在 施工间歇 期 间，碾压混凝土终凝后即开始进行养护工作 ；对 上 、下游永久暴露面 ，宜养护 2 8 d以上 ；对于水平 施工层面 ，洒水养护工作应维持 到上一层碾压混凝 土开始铺筑为止。 2 ． 9温度控 制 现场主要是检查碾压混凝土入仓温度是否满足要 求 、高温天气是否采取降温措施。温度标准混凝土在 4月、5月的允许浇筑温度为 2 0 q C，允许最高温度为 3 6 c C；1— 3月低温季节浇筑时段 ，混凝土浇筑温度 可为 自然入仓温度 。 温控措施 。当 日平均气温高于允许浇筑温度时， 应采取 以下有效措施进行温度控制：混凝土运输工具 采用隔热遮 阳措施 ；采用较小 的 值 ，仓面应尽量 控制在 1— 8 s 范 围内；采用喷水雾 的措施 降低仓面 小环境 的气温；在 白天高温时对 已碾压混凝土表面覆 盖彩条布内夹保温材料。 对下游 R C C围堰进行钻孑 L 取芯、压水试验等质 量检查，结果显示芯样获得率很高且芯样完整，混凝 土外观密实 、层间结合较好 ；分段压水试验吕荣值均 小于 1 ，符合设计要求 ，质量检查结果和经历洪水的 实际情况显示围堰质量符合要求。 ( 责任编辑欧阳越) 水利水电技术第 4 4卷2 0 1 3年第5期 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m