溪洛渡水电站拱坝混凝土施工工艺综述.pdf

土浇 筑施 工难度大 。 3 拱坝混凝土综合机械 化施工 3 1 混凝土拌和 系统 3 1 1 高 线混凝土拌和 系统 高线混凝土拌和系统布置在拱坝右岸下游三个平台， 包括粗细骨料竖井、胶凝材料储罐、混凝土拌和楼、制 冷楼、二次筛分楼、一次风冷车间、外加剂室及机修值 班室与仓库等 。 ( 1 )砂石料运输 ：粗骨料采用胶带机从 塘房坪骨料加 工系统成品料仓接料点运至高线混凝土系统 7 0 5 m高程平 台，经井顶卸料 皮带 小 车卸 料入 粗骨 料竖 井 。粗 骨料 由 骨料竖井下 的变频 电动 振动 给料 机给 料 ，通 过胶 带机 双 线给二次筛 分楼供 料 。粗 骨 料经 过 冲洗 、分 级后 由胶 带 机送入一次风冷料仓，通过一次风冷料仓下 的气动弧门 卸料给胶带机，由 2条供料线给任意一座拌和楼供料。 细骨料采用胶带机从马家河坝骨料加工系统成品料仓接 料点运至高线混凝土系统 7 0 5 m高程平台，经井顶一条可 逆胶带 机卸料入 细骨 料竖井 。细骨 料 由骨料 竖井 下 的气 动 弧 门 给料 ，通 过胶 带 机 共 2条 供 料线 给 2座 拌 和 楼 供料 。 ( 2 )水泥 、粉煤 灰系统 ：胶 凝材 料储罐 由 5 个 1 5 0 0 t 金属罐组成，其中2罐存储水泥计 3 0 0 0 t ，可满足高峰月 平 均 日浇筑强度 4 d的需要 ；考虑 到粉煤 灰供 应紧张 ，用 3 罐存储粉煤灰，计 3 6 0 0 t 。 ( 3 )外加剂车间：车间共配 3 个成品储液池，其中 1 个 为引气剂池 ，2个为减水剂池 。 ( 4 )混凝 土拌和 系统 ：系统 布置 在 6 1 0 m 高 程平 台， 共 布置 2座 4 4 5 m。 自落式混凝 土搅拌 楼 ，单座 楼主要 技术参数：常态混凝土 3 2 0 3 6 0 m。 h( 四级配) ，预冷 混凝土 2 5 0 m。 h 。2 0 0 8 年 6 月 1 7日2座搅拌楼已具备投 产运行条件，2 0 1 0年 9 月达到生产高峰 1 5 7 万 m。 。 ( 5 )预冷 系统 ：采 用骨料两次风冷 、加冰 、加冷水 拌 和的混凝土预冷工艺，确保混凝土出机 口温度满足设计 要求 。混凝土预冷系统 由一 次风冷 系统 、二 次风冷 系统 、 冰系统等三部分组成。 3 1 2 新增 6 0 0 m拌和 系统 新增高程 6 0 0 O O m 拌和 系统 布置在 4号 路交 通洞 下 游 出 口左侧 ，搅拌 楼 、胶 凝 材料 储库 和外 加 剂车 间布 置 于 4号公 路旁 高程 5 9 7 O O m 平 台。制冷平 台布置在 6 1 8 O O m高程平 台，细骨料储库 、骨料二次冲洗筛分设 施和一次风冷调节料仓布置在高程 6 3 0 O O m平台。粗骨 料储存和系统办公用地布置在高程 6 3 8 O O m平台。 粗 骨料从塘房 坪粗 骨料 加工 系统 粗骨 料堆 场 采用胶 带机运输至系统内。 3 2 缆机和混凝土供料线布置 混凝土垂直运输采用平移式缆索起重机方案。5台缆 混 凝 土 工 程 霉 _ 一 机共轨布置 ，主 车布置 在右岸 高程 7 2 0 O O m 平 台，副车 布置在左岸高程 7 0 0 O O m平 台，缆机可以覆盖整个大坝 区域，2台缆机主索允许靠近的最小距离为 1 l m。缆机小 车水平运输速度 7 5 m mi n ，垂直运输速度 3 5 m mi n ， 加上与之配套 的 9 m 混凝土侧卸运输车和 9 O m。 立罐 ，结 合不摘钩工艺以提高缆机生产率。 3 3 混凝土平仓振捣 混凝土采用 平铺 法浇 筑 。为 满足 大坝 通仓 长块 大面 积浇筑 和 9 O m。 料罐入仓要求 ，主要采用 1台缆机配 备 1 台平仓机 和 1台振捣车 。 3 4 施工 缝处 理 水平施工缝采用高压水冲毛工艺，合格标准为 ：尽 去乳皮 ，泛露粗 砂 ，微 露小 石 ；清洗 洁 净 ，无 积水 ，无 积渣杂 物 ，无松 动骨料 ，骨料外露不超过 1 3 。 横缝面亦采用高压水冲洗干净。冲毛用水要求干净， 不 含泥沙 ，以免磨损 冲毛机 ， 合格标 准为净 去乳 皮。 接缝材料为 4 0 c m厚三级配富浆混凝土。 4 模板设计和 施工 双 曲拱 坝 的上 下游 面 为 空 间 曲面 ，横 缝 面 为平 面， 泄洪设施进出口结构设有悬臂结构。横缝面上设有键槽 和接缝灌浆系统 。浇 筑分层 为 1 5 m 和 3 m，接 缝灌 浆分 区高度为 9 m。 4 1 模板形式与尺寸的选择 ( 1 ) 横缝面模板。横缝面采用多卡悬臂模板，规格为 3 O mX3 3 m ( 宽高，下同)和 2 O m3 3 m，横缝面 上、下游止水片处采用 自行加工的定型悬臂模板。横缝 面上设置球形键槽 ，每块 面板 上配 9 个球形键槽 。 ( 2 )上 、下 游模 板。上 、下游模板 采用 定型悬臂大模 板 ，悬臂模板尺 寸为 3 6 m3 3 m、3 m3 3 m 和 2 m 3 3 m三种 。 ( 3 ) 拱坝悬臂结构。拱坝悬臂结构采用外撑装配式模 板、改造悬臂模板和混凝土预制模板。模板安装拆移采 用 2 5 t 汽车式起重机在仓面作业或缆机直接安装，操作简 单 ，安全可靠 。 4 2 模板结构与布置 拱坝上、下游面采用定型悬臂大模板，局部采用散 钢模，模板整体结构受力明确，刚度大，经受多次拆移 和重复使用而不变形。 横缝 面采用 悬臂 大模 板 ，分别 由钢 面板 、 ( 背愣 )桁 架支撑结构、锚锥及操作平台组成。 拱 坝悬臂结 构采 用外 撑装 配式 模板 、改造 悬臂 模板 和混凝 土预制模 板 。 5 温控措施 施工技术要求 ：拱坝允许最高温度为 2 7 o C；控制混 1 9 鲻 豳 嗣 簟 水 利 水 电 施 工 2 0 1 4 第6 期 总 第1 4 7 期 凝 土内外温差不 大于 1 6 。 5 1 混凝土浇筑温度控制 骨料预冷。骨料在风冷骨料仓中一次风冷后，分别 由胶带机送到拌和楼料仓，进行二次风冷，将骨料冷却 到设计温度。骨料两次风冷后 ，温度可降至一2 4 。 冷水和片冰由紧邻拌和楼的制冰楼提供，根据设计 需要 ，通过调整 水和 冰 的 比例 ，可 以拌 制 出出机 温度 为 7 9 。 C的混凝土 。加 快混凝 土 浇筑 速度 ，减 少混 凝土 表 面受外界气温的影响。 利用喷雾降低仓面环境温度 ，同时也可减少混凝土 表面水分蒸发 。 5 2 混凝土通水冷却 为了削减混凝土内部水化热温升，控制混凝土最高 温升，在拱坝下游侧水垫塘马道布置五级移动式冷水车 间，在坝体内埋设循环管道通水冷却，混凝土最高温升 可削减 3 6 。 5 2 1 冷水车 间 移动式冷水站左 右 岸对称 布 置 ，就近 分层 布置 在坝 后边坡马道上，先后分五层布置，高程分别为 3 5 5 0 0 m 平 台、4 1 2 0 0 m 平 台、4 6 3 0 0 m 马道 、5 1 7 0 0 m 马道 及 5 5 9 0 0 m马道 。冷水 站按 最 大 冷水 用 量 进 行设 备 配 置 ， 根据拱坝混凝土各个高程及时段混凝土冷却用水量调配 各级冷水机组的数量。整个冷水系统共配置 1 2台套冷水 机组 ：2台 Y DL S一1 6 0型 ，额定制冷水能力 为 1 8 5 m。 h ； 1 O台 Y D L S一 3 0 0型，额定制冷水能力为 4 1 5 m。 h 。 5 2 2 坝 内冷却水管 冷却水管采用高密度聚乙烯 ( HDP E )管，导热系数 i 6 k J ( m h ) ，主管 3 2 6 0 mm3 7 mm，支管 2 8 0 0 mmX 2 0 0 mm。大坝混凝 土浇筑 层厚 一般 为 1 5 m 和 3 0 m，冷却水管埋置第一坯层和第四坯层，呈 S形布 置。冷却水管采用专用接头连接，在混凝土浇筑过程中 采 用 U形卡 固定 。 5 2 3 通水冷却 通水冷却降温要求分为两个阶段，2 0 1 0年 2月前采 用 I版施工技术要求，之后采用 版施工技术要求 ，两 个版本的通水冷却要求基本一致，仅降温速率要求不同。 以下仅介绍 版要求。混凝土通水冷却分为三期进行 ， 即一期 、中期和二期 。 ( 1 )一期冷却：一期通水冷却分为一期通水控温和降 温两个阶段，通水温度分别为 8 1 O 和 1 4 1 6 。根 据混凝土温度测量 成果 ，当混凝 土温度 达 到实测 最 高温 度后，当 日降温幅度达 2 C时，开始一期冷却降温控制， 日降 温 幅 度 不 大 于 0 5 C d ，当混 凝 土温 度 达 到 2 0 ( 约束区)和 2 2 C ( 非约束区)后进入中期冷却一次控温 阶段 。 ( 2 )中期冷却 ：混凝土 中期冷却在一期冷 却结束 后 开始进 行 ，分 为 中期 一 次 控 温 、 中期 降 温 和 中期 二 次控 温 三个 阶段 。 中期通 水 温 度 与 混凝 土 温度 之 差 控 2 0 制在 1 5 以内。中期一次控温使混凝土温度维持在一 期 冷却 目标 温 度 附近 ，温 度 变 幅小 于 I 。当 混 凝 土 龄期大于 4 5 d ，结合计 划安排转 为降温 阶段 ，降温速 率不大于 0 2 d 。当达到中期 目标 温度后 转为 中期 二次控温，二次控温使混凝土温度维持在 中期冷却 目 标 温度 附 近 ，温 度 变 幅 不 大 于 I 。 中期 通 水 冷 却 通 水 温度 为 i 4 I 6 。 ( 3 )二期冷却 ：混凝土满足二期冷却龄期要求及其他 相关要求后，即开始进行二期冷却，共分为二期一次降 温、二期一次控温、灌浆控温和二期二次控温四个阶段。 二期一次降温 日降温速率不大于 0 3 C d ，当达到设计封 拱温度后转为二期一次控温 、灌浆 控温 和二期二次 控温 ， 使混凝 土温 度 维 持在 封 拱 温 度 附 近 ，温 度 升 高 不大 于 0 5 C，不允许 出现超 温 ，温度 变幅不 大于 I C。二期 通 水温度为 8 1 0 。 ( 4 )通水冷却施工情况：截止到 2 0 1 4年 3月，共浇 筑 2 0 9 0 仓 ，统计最高温度 2 0 5 6仓，其中 1 8 7 9仓最高温 度符合温控 设计 要求 ，总体 符合 率 9 1 4 ，最高 温度 控 制 总体处 于 受控 状 态 。共 进 行 6 4 1 4 4次一 冷 降 温监 测 ， 平均 日降温速率为 0 1 7 ；共进行 6 4 4 1 5次中冷降温监 测 ，平均 日降温速率 为 0 I I ；共 进行 4 4 0 7 5次 二冷 降 温监测 ，平均 日降温速率为 0 1 6 ，降温速率总体满足 设计要 求。 5 3 混凝土表面保温 根据坝区气候特点，坝址区 1 1月次年 3月底气温 骤 降频繁 ，为降低混 凝 土 内外 温差 及 防止寒 潮 冲击 ，减 少 混凝 土表 面裂缝 ，防止 产生 深层 裂缝 ，拱 坝混 凝 土的 保温工作从 9月底 开始施 工 ，混 凝土 表面保 温 材料 主要 为聚乙烯卷材保温被 导热系数0 0 4 4 W( m ) 、 高密挤塑板 导热系数4o o 4 4 w( m )和聚氨酯 保温材料 导热系数4o o 3 w( m ) 。保温材料技 术参数均满足设计要求。 ， 各部位保温措施如下： ( 1 )仓面保温施工在混凝土收仓 、冲毛完成后及时覆 盖，保温材料采用厚 4 c m聚乙烯卷材保温被，并洒水保 持混凝土表面湿润但不积水。 ( 2 )横缝面保温采用 5 c m厚的聚乙烯卷材。拱坝上 下游面采用粘贴高密挤塑板全年保温，上游坝面粘贴厚 度为 5 c m，下游坝面除基础强约束区为 5 c m外 ，其余坝 面粘贴厚度均为 3 c m。 ( 3 )拱坝坝面廊道口和流道口采用聚乙烯卷材封闭门 保温处理 。 ( 4 ) 拱坝闸墩牛腿倒悬部位及流道表面采用喷涂 2 c m 厚 聚氨酯保 温保 护。 5 4 混凝土养护 从 4月底开始 ，停止拱坝混凝土表面、横缝面的保 温施工，以养护为主。仓面养护采用 自动旋转喷头不间 断、连续喷水养护，对于边角部位无法旋喷的，采用人工 洒水辅助养护 ，确保仓面保持湿润。横缝面养护采用花管进 行流水养护，花管采用 2 5 mm塑料管，每隔 2 O 3 0 c m 钻一直径 l mm左右的小孔，孔 口对混凝土壁面通常温水 养护。花管固定在模板支架上，随模板上升而升高。同 样对于局部花 管流 水不 到 的地方 ，采 用 人工 洒水 辅 助养 护 ，确保横缝 面保持 湿润。 混凝土工程 5 5 混凝土温控效果 5 5 1 最高温度控 制效 果 本工程在施工 中严格采取 了前述综合 温度控 制措施 ， 取得了较好 的效果。最高温度整体控制在设计范围内， 统计 成果 详见表 1 。 表 1 拱坝 混凝 土最高温度检 测统计表 仓次分析 测点分析 混凝土 测温 仪器埋 最高点 最高温 最高温 允许最 平均富裕 度平均 高温度 标号 仓次 设 ( 组) 温度( ) 度( ) 度( ) 符合 符合率 超温 符合 符合率 值 ( ) ( ) 超温 ( 组) ( 仓) ( ) ( 仓) ( 组) ( ) C18 o 4 0 9 7 9 1 9 8 4 3 8 9 3 8 9 2 5 3 2 7 1 7 9 1 O 9 3 O 6 8 1 7 O 3 8 5 8 2 8 1 C18 0 4 0 3 1 5 8 3 2 3 3 2 3 2 8 5 2 9 O 5 2 7 8 7 1 4 5 3 9 1 4 5 Cl8 。 3 5 7 0 3 1 3 3 6 2 8 4 2 7 1 2 4 2 2 7 2 8 7 0 3 l O O O 0 1 3 3 4 9 9 9 2 Cl8 o 3 O 1 9 9 3 8 8 2 7 2 7 2 3 9 2 7 3 1 l 9 9 1 O O O O 3 8 8 1 O O O O 注最高温度超标主要原因：河床坝段强约束区混凝土按 1 5 m升层 ，温度计埋设在距混凝土面 7 5 c m处 ，温度计受夏季高温气温影响 一些结构采用小级配混凝土 ，小级配混凝土水泥用量大 、放热量大，导致最高温度超标。 5 5 2 混凝土裂缝检查情况 截至目前 ，除在 2 0 0 9 年冬季拱坝基础约束区因固结 灌浆施工 引起 混凝 土长 间歇 等原 因产生 少量 裂缝 ，以及 在 2 0 1 2年 1月 2日因揭开聚 乙烯卷材保 温被 后遇 温度骤 降等原因在深孔流道侧墙产生 1条裂缝外，目前已经连 续浇筑 混凝 土达 6 7 0万 m。 ，没有发 现温度 裂缝 ；拱 坝上 下游坝 面抽 条检查 、底孔流道抽条检查 ，未发 现裂缝 。 6结束语 ( 1 )截至 2 0 1 4年 4月，大坝工程未出现危害性裂缝。 大坝工程共 完成 6 4 9 8 个单元 ，经监 理工程 师组织 质量评 定合格率 1 0 0 ，优 良率 9 3 7 。 ( 2 )混凝土月浇筑强度突破 2 O万 m。( 最高月浇筑混 凝土 2 1 5 9万 m。 ) ，年度突破 2 0 0万 m。( 全 年最高 浇筑 混凝土 2 1 7 万 r n 3 ) ，2 6 d完成大坝泄洪深孔钢衬底板混凝土 施工 ，全年未发现温度裂缝 ，创造 了水电系统单个项 目混凝 土浇筑新纪录和深孔钢衬混凝土施工组织先进水平 ，2 1 d 更 换缆机主索，刷新了常态混凝土取芯样的世界纪录。 ( 3 )大坝混凝土连续浇筑达 6 7 0万 m。 ，没有发现 温度 裂缝 ；拱 坝上 下 游坝 面 抽条 检 查 、底 孔 流道 抽 条 检 查 ， 未发现裂缝 。 3 0 0 m级特高拱坝施工是一个 极其 复杂 的过 程 ，其施 工工期长、强度高、施工约束条件复杂，溪洛渡拱坝在 施工过程中进行产、学、研协作科研攻关，运用了计算 机仿真技术，分析制约特高拱坝施工的关键技术，总结 出一套特高拱 坝关键 施工 技术 ，对 类似 特 高拱 坝具 有极 大的参考价值。 ( 上 接 第 1 7页 ) ( 4 )每天进行 肉眼巡视观察是 基坑工程监测 的一项重 要 内容 ，与其他监 测技 术 同样重 要 ，巡 视 内容 主要 包括 支护桩墙 、支 撑梁 、冠 梁 、腰 梁 结 构 及 基 坑 周 围地 面 、 道路 、建筑 物的裂缝 、沉 陷 的发生 和发 展 情况 ，获 取基 坑状况最直观的信息。 ( 5 )基坑施工过程 中 ，要 时刻 注意地下水的动 向，坑 外土体内若有水的渗入将会造成土体强度降低，增加主 动土压力 ，引起支护结构荷载变化，降低基坑工程安全 度。因此 ，施工过程中若发现有水 ，必须查清水源，针 对不 同的情 况采取适宜 的治理措施 。 5 结束 语 ( 1 )通 过监 测 有 效 地 进 行 了基 坑 施 工 安 全 控 制 ， 根据工程施工进展情况和监测数据的分析 ，及 时进行 安全预警 ，实现 了信息化施工 ，及时发现问题并采取 有效 的技 术 处理 措 施 ，查 明 了地 下 水渗 漏 原 因 ，提 出 了解 决 方 案 ，保 证 了基 坑 安全 ，确保 了工 程 的顺 利进 行 ，为 以后 类 似 基 坑工 程 的设 计 、施 工 和 监 测 提供 了 参考 。 ( 2 )本基坑的监测结果表明，采用钻孔灌注桩+内支 撑体系具有很高的围护体系整体强度和刚度，可有效控 制基坑变形。 ( 3 )对 于地 下水丰富 、透水性强的砂层 、黏土层地质 情况的深基坑 ，使用三轴水泥搅拌桩作为止水帷幕，可 靠性还是很高的。 ( 4 )现 场监 测除了作为确保实际施工安全可靠的有效 手段外 ，还 可 通过 监 测 分析 ，为 以后 的设 计 积 累 经验 ， 对于验证原设 计方 案 或 局 部 调整 施 工 参 数 、积 累数 据 、 改进和提高设计水平具有实际指导意义。 21