小湾水电站坝体中底孔混凝土施工.pdf

小湾水 电站坝体中底孔混凝土施工 混凝土工程 露郭增光 ( 中国水利水电第四工程局有限公司) | 薯 l 瓶 善 小湾永电 狭壤壤身永久泄浃奇葳扎具南镪 被底辞混凝王浼筑整妥难 葭失、混凝 王盈葭控 标准蔑 薯 l 专特点。苯 叉畸4 水电站畚肄大壤_j i枣 段5个永久、泄浃 蒇扎蛹混凝王巍工 况进行弋 惠姥 ， 卉介绍1具俸头 强 l i 巍诵施 工方案 及裁技朱 、瓿 工艺 娟蕴甄。 ； | | | | | 一 | | 孽 的酞 警小 湾浆电站 泄洪轧 混凝王施工 童 温蕨控黼誊誓 | 。 - - 薯一 0 | 警 | | 。 | _ 1 概述 小湾水电站位于澜沧江中游凤庆县与南涧县交界的 河段上，是澜沧江中下游河段规划八个梯级中的第二级。 小湾水电站工程属大 ( I)型一等工程，挡水建筑物为 混凝土双曲拱坝，最大坝高 2 9 4 5 m，库容 1 4 9 亿 m3 ，装 机容量 4 2 0 0 MW。 拱坝坝体内布置有 2个放空底孔和 6个泄洪中孔， 放空底孔位于 1 9号、2 6号坝段，泄洪中孔位于 2 O 2 5 号坝段。泄洪中底孔孔 口段顺水流向按结构特征依次为 进水塔段、孔身钢衬段和工作弧门闸墩段。 拱坝坝身泄洪中底孔具有以下特点：布置相对集中； 结构复杂；钢筋密集，尤其是孔身钢衬段 ；混凝土标号 高 ( 标号 C s o 4 O ) ，温度控制标 准高 ( 容许最 高温度为 2 9 ) ；钢衬底部浇筑密实难度大。鉴于上述情况，泄洪 中底孔混凝土施工对施 工组织、技术方案编制、工艺设 计、温控措施和质量控制等均提出了很高的要求。 另外，如何协调处理好该部位施工质量和进度的关 系，成为亟须解决的一个关键问题。在施工中结合实际 情况，孔身段钢衬安装 时设置 3个始装节，形成 4或 5 个工作面同时进行安装；体形相对更复杂、埋件制作安 装量更多的支撑大梁与坝体实行分期施工。同时推广应 用了先进的技术和工艺，制定了合理、科学的施工管理 和考核制度，保证了泄洪中底孔混凝土施工质量和进度。 2 技术方案设计要点 ( 1 )施工分层：规定除底板部位为满足钢衬安装和塑 料拔管施工按 2 0 m( 2 5 m) 升层施工外 ，其余全部 按 3 O m 升层施工 。 ( 2 )模板设计：专门设计的异型钢模板。侧墙采用悬 臂支架加固，顶板采用八字梁支撑。 ( 3 )钢衬底部施工 ：钢衬底部选用浇筑 自密实混凝 土，并安装塑料拔管灌浆系统进行接触灌浆。 ( 4 )混凝土温控：针对孔口部位混凝土标号高，浇筑 的混凝土大多又为二、三级配，而容许最高温度又比较 严等要求 ，专门制定严格的温控和保温防裂措施 ，并切 实实施 。 3 施 工方法 3 1 施工程序 施工缝面处理一测量放点一孔身段钢衬安装及验收一 钢筋、预埋件和模板安装一仓号清理及清洗一验收一混凝 土浇筑一收面养护和混凝土面保护一下一层施工。 3 2 施工分层 在符合 拱坝混凝土施工技术要求( X W T J 1 7 B 一 2 0 0 7 )和满足钢衬安装和塑料拔管施工要求的前提下， 并结合设计结构体形、模板安装及覆盖厚度、混凝土温 控、不出现薄层及尖角 和快速施工等要求，泄洪中底孔 孔口段混凝土浇筑分层设计规划为 ： ( 1 )底板部位层厚 2 O m( 2 5 m) ，相应以下坝体施工 分层按此要求进行调整。 ( 2 )侧墙部位层厚按 3 0 m控制。 ( 3 )顶板按三层全部覆盖完毕 ，第一、二层与顶板相 交部位作倒角处理，保证混凝土厚度不小于 5 0 c m。 3 3 模板设计 孔 口段模板设计主要为检修门槽上游喇叭口段底板、 1 7 鬻 水 利 水 电 施 工 2 0 1 0 第1 期 总 第1 1 8 期 侧墙和顶板三部分。根据结构型式和浇筑分层，模板设 计规划为： ( 1 )底板进 口反弧段配置异型组合钢模板，以满足翻 模施工，平直段顺流向安装角钢刮轨，间距 1 5 m。 ( 2 )侧墙配置异型大钢模板，采用悬臂支架加固。 ( 3 )顶板配置 P 3 0 1 5组合模板和异型钢角模 ，支撑 采用八字梁 。所有模板拼缝处粘贴双面胶带，组合模板 表面贴 3 mm厚 P VC板 ，以提高成型后 的混凝土外观 质量 。 3 4 施工缝面处理 水平缝面大面主要采用高压水枪冲毛，冲毛压力为 5 0 MP a ，冲毛开始时间控制在收仓后 3 6 h左右；钢筋 网 和边角部位人工凿毛。横缝面采用角磨机打磨、压力水 冲洗，并用砂轮机割除拉杆头等非结构过缝件，回填上 层模板加固定位锥孔。 3 5 钢筋制作安装 钢筋加工按设计图纸和浇筑分层设计的加工料表进 行切割下料，并进行钢筋直螺纹连接加工。安装时先放 点安装架立筋 ，控制起始钢筋位置，并在各层钢筋之间 设定位筋，控制层间距，以保证保护层、层间间距及错 缝满足规范及图纸要求；控制层间钢筋网格对应，以满 足下料和振捣需要。钢筋连接 2 S mm以上采用直螺纹连 接， 2 5 mm以下接头采用搭接焊。 3 6 混凝土浇筑 泄洪中底孔孔 口段混凝土标号有三种：A区结构混 凝土 ( 标号 C s o 4 0 W9 。 1 4 F 9 o 2 5 0 ) 、闸墩混凝土 ( 标号 C 9 o 4 O F 9 o 2 5 0 )和 自密实混凝土 ( 标号 C 1 8 o 4 0 W9 o 1 0 F 9 。 1 5 0 ) 。 混凝土浇筑采用平铺法。孔身钢衬段底板下方浇筑 自密 实混凝土，侧墙 2 3 m范围内和顶板第一坯层，以及闸 墩钢筋密集部位全部二级配混凝土；进水塔、闸墩和止 水周边浇筑三级配混凝土 ；其 余部位第一坯层浇筑厚 4 0 c m三级配富浆混凝土，第二坯层及以上浇筑四级配混 凝土，坯层厚度 5 O 5 5 c m。为消除混凝土表面气泡，提 高外观质量，模板边混凝土第一次振捣完 3 0 4 0 mi n后， 用 8 0 mm振捣棒进行二次振捣。 3 7 自密实混凝土施工 因泄洪中底孔钢衬断面大 断 面尺寸 ( 宽 高) ： 5 0 rex 8 0( 9 0 ) m3 ，纵横 向加劲板 布置较 密，间距 0 5 m，并设有三层钢筋网，决定钢衬底部浇筑 自密实混 凝土。自密实混凝土是一种仅靠混凝土 自重作用，无需 振捣便能均匀密实成型的高性能混凝土，具有 良好的流 动性、抗离析性和填充性。 3 7 1 配合 比设计 自密实混凝土设计思路是通过优选合适的原材料和 各组分的适配性及其配合比例，在高效外加剂的扩散、 塑化作用下，使混凝土拌和物浆体具有优 良的流动性和 黏聚性，能够有效地包裹、输运骨料，达到 自行流动、 高效填充和自行密实、凝结牢固的效果。 ( 1 )原材料选用 ： 1 )水泥 ：采用滇西水泥厂生产的 4 2 5中热水泥。 2 )粉煤灰 ：采用宣威电厂生产的 I 级粉煤灰。 3 )细骨料：采用工区内左岸砂石系统生产的人工砂， 细度模数 2 6 。 4 )粗骨料 ：采用工区内左岸砂石系统生产的人工碎 石 ，粒径小于 4 0 mm。 5 )# f- J 剂：采用江苏博特外加剂厂生产的缓凝高效 减水剂 J MP C A和北京利力生产的引气剂 F S 。 ( 2 )配合比设计： 混凝土设计强度按 c s o 4 0配制。经计算和室内拌和 试验，最终选定的生产配合比见表 1 。 表 1 自密实混凝土生产配合 比 k g m 3 粉煤灰 砂率 设计指标 级配 水胶 比 水 水泥 粉煤灰 砂 小石 中石 J M l I F s ( ) ( ) O 3 8 3 0 4 8 1 8 O 3 3 2 1 4 2 7 9 7 8 8 9 4 0 2 9 O O 1 4 C1 8 0 4 0 F9 o 2 5 0 W 9 0 1 4 0 3 8 3 0 4 3 1 6 5 3 0 4 1 3 O 7 6 6 6 2 1 4 1 4 3 0 3 8 0 0 2 6 3 7 2 施工 要点 ( 1 )在 钢衬底板 中心 线上顺 流 向布置 8 1 0个 4 1 5 O mm的孔，间距 8 m，用于浇筑过程观测钢衬底部 自 密实混凝土浇筑密实情况和排气。在钢衬与横缝之间空 间较大一侧搭设溜槽 ，间距 6 m，另一侧布置溜筒 ，间距 1 2 m，用于将 自密实混凝土导入钢衬底部。在钢衬上设置 三个观测断面，用于观测自密实混凝土浇筑过程中的钢 衬变形情况。 ( 2 )先浇筑钢衬两侧常规混凝土，待浇筑至将钢衬部 位形成一个左右向顶宽 8 1 0 m的倒梯形槽时，再浇筑 自 密实混凝土，以控制 自密实混凝土用量。常规混凝土浇 筑时左右两侧均衡上升，每个坯层收面时形成坡向钢衬 1 8 底部的 1： 2的斜坡，并将上个坯层全部覆盖。自密实混 凝土采用由一侧向另一侧的浇筑顺序，并先从溜槽一侧 下料。浇筑时用加长形 8 O mm振捣棒在钢衬底部排气孔 部位进行振捣，以加快 自密实混凝土流动，浇筑快满时， 用橡皮锤或木锤敲击钢衬，降低钢衬底部出现夹气脱空， 并检查浇筑密实度。若钢衬底部未浇满，再通过钢衬另 一 侧溜筒补浇自密实混凝土，尽量将钢衬底部浇筑密实， 减少后期灌浆量。泄洪中底孔钢衬底板层浇筑区域规划 见图 1 。 从后期接触灌浆结果来看，单位面积注人水泥浆量 在 1 7 2 2 L m2 ，表明钢衬底部脱空区域不大，采用浇筑 自密实混凝土达到了预期效果。 混凝土工程 r 锚馈 钢衬 一 7 1 0 8 0 5 莩 1I f J J ，I J J I I几 一 。 士 j 。 ： _lI 蚤 幸 d ； _ 毛 l ：二 I ：， 4 ， 图 1 放 空底孔 自密 实混凝土浇筑 区域示意 图 3 8 接触灌浆 由于钢衬底部即使采用流动性特别好 的自密实混凝 土浇筑也难以保证完全浇筑密实，以及后期混凝土自身 干缩和冷却收缩，需在钢衬底部布置塑料拔管灌浆系统， 后期对脱空区域进行接触灌浆处理。 3 8 1 灌浆管路布置 在钢衬底部顺 流向布置 , 0 mm塑料软拔管，间距 1 0 m，待混凝土初凝并达到一定的强度后，放出拔管 内 气体，将拔管从混凝土内拔出形成灌浆支管，并对管 口 临时保护，防止备仓时杂物进入造成管路堵塞。将灌浆 支管与 姐0 mmX 3 5 m m硬塑料灌浆主管焊接牢固，顺流 向沿仓面引至下游闸墩边墙内侧面，并做好标记，保护 好管口。泄洪中底孔钢衬底部塑料拔管安装剖面示意图 见图 2 。 图 2 放 空底孔拨 管安装 示意图 3 8 2 灌浆 根据小湾大坝工程 坝身 中孔底孔钢衬制作与安装 施工技术要求( X W T J 3 3 A 2 O 0 7 )规定，钢衬底部 接触灌浆在该部位混凝土二期冷却结束后进行 。 灌浆前用橡皮锤锤击检查钢衬底部脱空部位和大小， 并做好标记。在钢衬底板脱空区域顺流向安装 3个抬动 变形装置千分表，用于灌区串通检查和灌浆时监测 钢衬抬动变形，以及对灌浆压力等参数调整作指导。用 压缩空气检查脱空部位串通情况，并吹净空隙内的杂物 和积水 ，风压不大于灌浆压力。 灌浆水泥选用 4 2 5级中热硅酸盐水泥， l- J J rJ 剂选用 高效减水剂；灌浆水灰 比选用 1：1 、0 5： 1两个比级， 浆液马氏漏斗黏度小于 3 0 s ；灌浆压力大面积串浆区控制 在 0 I MP a ，独立脱空区控制在 0 1 5 MP a 。灌浆顺序 ：从 上游侧第一个区开始，逐步向下游侧灌区推进，并将下 游侧灌区的回浆管打开作为排气管，待排出浓浆 ( 接近 或者等于注入浆液的水灰 比)后，依次关 闭孔 口阀门， 且在灌浆过程中对脱空区域进行敲击，以利排气。灌浆 时先用 1： 1 稀浆低压灌注，待回浆浆液浓度达到或接近 1：1 浆液时，再改用 0 5：1 浓浆起压灌注，直至结束。 回浆管出浆浓度达到或接近 0 5： 1 浆液，且灌浆压力升 到设计要求值 ，注人率不大于0 4 L rai n 时，持续 2 0 rai n ， 结束灌浆。如灌浆过程中出现其他原因被迫中断时，立 即用压力水冲洗 ，以保持灌浆系统畅通。 灌浆结束 1 4天后，对照灌前检查情况，采用锤击法 对钢衬底部进行灌后质量检查 ，对单处脱 空面积大于 0 5 mX0 5 m的钻孔进行补灌。 从实际应用效果来看，除放空底孔 出现 2根灌浆支 管堵塞和 8 处脱空面积大于 0 2 5 m2 独立脱空区域 ( 总面 积 2 9 6 m2 )进行了补灌外，泄洪中孔均未发现有灌浆支 管堵塞和大于 0 2 5 m2 独立脱空区域，效果非常 良好，达 到了预期效果。 3 9 温控措施 参照其他混凝土坝工程施工经验 ，并结合本工程泄 1 9 水 利 水 电 施 工 2 0 1 0 第1 期 总 第1 1 8 期 洪孔混凝土温控施工要求，温度控制主要从混凝土拌制、 运输、浇筑、通水冷却和表面保护等方面采取措施，并 执行预警机制。具体采取的措施和要求如下： ( 1 )控制指标：除 自密实混凝土外，混凝土出机口温 度 7 C，浇筑温度 1 1 ，内部最高温度 四级配混凝土 2 7 ，三级配混凝 土 2 8 ，二级配混凝 土 2 9 。 ( 2 )加强混凝土水平和垂直运输管理及两者之间的快 速衔接，有效控制混凝土人仓温度。 ( 3 )浇筑过程控制： 1 )在仓面左右横缝两侧模板上口各均匀架设 2 3台 G S W 型高压射流造雾机，在白天气温较高 ( 超过 2 3 ) 或日照强烈时进行喷雾降温。 2 )人仓混凝土及 时进行平仓 、振 捣 ，尽量 缩短 坯层 覆盖间歇时间。 3 )混凝土振捣密实后 ，在混凝土 坯层表 面覆盖 一层 专用保温材料 ( 双层聚氯乙烯卷材外包防水塑料布)进 行隔热蓄冷，并边浇边揭边覆盖，保证仓面保温被覆盖 率大于 6 O 。 ( 4 )通水冷却：混凝土浇筑时即开始通水冷却 ，通水 流量根据季节变化进行动态控制，即实行 “ 个性化”通 水 ，混凝土最高温度出现前控制在 2 4 2 7 r n 3 h ，最高 温度出现后至第 1 0 d ，控制在 1 2 1 5 m3 h ，随后调整 至 0 4 1 2 r n 3 h 。进水温度控制在 8 1 O ，降温速率 控制在 0 3 O 8 C d 。通水时间控制在 2 1 2 5 d 。 另因钢衬底部采用 自密实混凝土，该部位冷却水管 布置间距调整为 5 0 c m7 5 c m ( 水平 垂直) ，并独立作 为一个 回路 。 ( 5 )上 下游永久面 ( 含进水塔、闸墩永久面)模板 拆除消缺验收后跟进粘贴厚 5 c m聚苯乙烯保温板。低温 季节 ( 当年 l 1 月次年 3月)施工时，孔 口侧墙部位 模板拆除后贴 2 c m厚保温被进行临时保温 ，孔 口全部 形成后 ，在孔 口上 、下游侧进 出口部位设置帆布保温 架进 行 保 温；临时 施 工 缝 面用 2 c m 厚 保 温被 进 行 保温。 ( 6 )预警机制：当过程中某一个环节混凝土温度将达 到预警底线时，启动预警系统，确保将各个环节混凝土 温度控制在预警底线内。 从埋设在坝体混凝土内部的测温管显示结果来看， 浇筑完 3 5 d后 出现最 高温度，最高 温度在 2 4 4 2 7 5 C之间，满足设计要求。 4 质量控制措施 在建立完善的质量管理体系的基础上 ，制定详细的 专项施工组织措施，实施前对相关管理办公室和作业队 的技术、质量和作业人员进行充分的技术交底，并严格 执行验收制度。 5 结束语 拱坝坝身泄洪孔历来都属于拱坝坝体混凝土施工中 的重点和难点项 目。在小湾工程右岸大坝标段泄洪中底 孔施工 中，由于技术方案设计合理 ，技术准备工作充 分 ，施工中又积极 采用先进 的技术 和工 艺，以及建立 了有效的质量控制管理体 系，不仅满足 了泄洪中底孔 孔 口段混凝土施工质量要求 ，而且也可为后续 国内同 类型工程泄洪孔 孔 口段 混凝土施 工提供 了有价值 的 经验 。 ( 上接第 1 3页) 量、消能环型号、双支撑绳 的抱紧绳卡安装、钢柱挂端 上支撑绳的安装。 ( 6 )钢绳网与格栅网安装质量检查 ：检查项 目包括缝 合绳缠绕方式、缝合绳张拉、缝合绳端 固定、格栅网的 搭接宽度、格栅网与钢绳网的扎结点间距、格栅在 网底 的敷设长度。 5 4 S N S防护系统竣工验收 S N S柔性 防护系统 施工 完 后 ，先进 行 内 部 “ 三 检” ， 内部 “ 三检”合格后，且每道工序 已按要求进行验收， 准备齐全验收资料 ，报请监理工程师组织验收。 6 结束语 泸定水电站厂房后边坡上 S NS柔性防护系统施工完 后，经受了四川汶川 “ 51 2 ”特大地震的考验，其防护 效果得到了很好的体现。 2 0 S NS 柔性防护系统充分利用高强金属材料的质轻和 易加工特点来实现系统 的轻型化、部件生产的工厂化和 积木式部件安装，以尽可能简单的机具、最短的工期和 最少的劳动力来实现施工安装和维护的简单快速化，从 而解决了山区复杂地形条件下传统防护措施施工 困难、 进展缓慢的长期难题；并充分利用系统 的柔性和施工布 置的灵活性来最大限度地适应各种复杂的地形地貌环境， 避免或尽可能降低因开挖所造成的环境破坏和对边坡稳 定性的危害，以及对其他作业和周边建筑物正常运营的 干扰，可以同步或超前于土石方主体开挖工程的施工， 即能实现逆作法施工或平行作业。 S N S柔性防护系统在技术上已 日趋完善，形成了一 种地质灾害防治工程领域内不可替代的成熟的柔性防护 新技术 ，产品类型也愈来愈多，并实现了标准化，在铁 路、公路、矿山、水电站、旅游区和其他边坡安全防护 特别是崩塌落石防护领域得到了大量推广应用。