堆石混凝土施工技术在布尔津山口水利枢纽围堰工程中的应用.pdf

堆 眉 混 凝 土 袍 工 技 术 在 布 尔 津 山 口 水 利 枢 纽 围 堰 工 程 中 的 应 用 刘 辉 ( 中国水利水 电第十六工程局有 限公 司， 福建福州 3 5 0 0 0 3 ) 摘要 ：布尔津山 口水利枢纽上游 围堰成功应用 了堆石混凝 土施 工技 术 ，以该 工程为例 ，从 施工配合 比、现场施工 工艺 、越冬层面保护措施等方面对该技术进行 了介 绍 ；根据工程积累的经验 ，对该技术的优势进行了总结 ，同时提 出了进一步改进的建议 。 关键词 ：堆石混凝 土；围堰 ；高寒地 区；布尔津山 口水利枢纽 Ap p l i c a t i o n o f R o c k F i l l e d C o n c r e t e o n t h e Co n s t r u c t i o n o f C o ff e r d a m i n B u e r j i n S h a n k o u Wa t e r C o n r o l P r o j e c t Li u HUi ( S i n o c h i n a B u r e a u 1 6 C o ， L t d ， F u z h o u 3 5 0 0 0 3 ， F u j i a n ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e r o c k f i l l e d c o n c r e t e i s u s e d i n t h e c o n s t r u c t i o n o f u p s t r e a m c o ff e r d a m i n B u e r j i n S h a n k o u Wa t e r C o n t r o l P r o j e c t T h e r o c k fi l l e d c o n c r e t e c o n s t ruc t i o n i s i n t r o d u c e d f r o m m i x p r o p o r t i o n ， o n s i t e c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y a n d s u r f a c e p r o t e c t i o n i n wi n t e r T h e a d v a n t a g e s o f r o c k fi l l e d c o n c r e t e a r e s u mma r i z e d a n d t h e i mp r o v e me n t s a r e a l s o p r o p o s e d h e r e i n K e y Wo r d s ： r o c k fi l l e d c o n c r e t e ； c o f f e r d a m ； c o l d r e g i o n ； B u e r j i n S h a n k o u Wa t e r C o n r o l P r o j e c t 中图分类号 ： T V 5 4 4 9 2 ( 2 4 5 ) 文献标识码 ： B 文章编号 ： 0 5 5 9 9 3 4 2 ( 2 0 1 2 ) 1 2 0 0 3 5 0 3 O 引言 堆 石 混 凝 土( Ro c k F i l l e d C o n c r e t e ，简 称 RF C) 是 利 用 自密 实 混凝 土( S C C)的 高 流 动性 、抗 分 离 性 能好 以及 自流动 的 特 点 ，在 粒 径较 大 的块 石( 在 实 际 工程 中可 采 用 块 石 粒 径 在 5 0 0 mm 以 上 ) 内 随 机充 填 自密 实混 凝 土 而形 成 的混 凝 土堆 石 体 。 该混 凝 土 的 堆 石 界 面 与 专 用 自密 实 混 凝 土 的 胶 结 致 密 浑 然一 体 ，其 强度 、抗 渗 、密 实 性 能等 完 全 达 到工 程 技 术 的 要 求 标 准 ， 且 具 有 水 泥 用 量 少 、水 化 温 升 小 、 综合 成 本 低 、施 _T速 度 快 、良好 的体 积 稳 定 性 、层 问抗 剪 能力强 等优 点 。 1 工程概况 新 疆 布尔 津 山 口水 利 枢 纽 位 于新 疆 阿 勒泰 地 区 境 内 ，为二 等工 程 大( 2 )型 工程 ，大 坝 、泄 水建 筑 物为 2级建 筑物 。大坝 为常 态混凝 土 双 曲中厚 拱 坝 最 大 坝 高 9 4 m，坝 顶 厚 1 0 m，坝 底 厚 2 7 m，厚 高 比 0 28 7。 根 据 布 尔 津 气 象 站 1 9 6 1年 2 0 0 7年 的 气 象 资 料 统计 ：工 程 所处 地 区多 年平 均 气 温 为 5，极 端最 高 气 温 3 9 4，极 端 最 低 气 温 一 4 1 2 ，多 年 平 均 降 水 量 为 1 5 3 4 lff l m， 多 年 平 均 蒸 发 量 为 1 6 1 9 5 mm，多 年 平 均 风 速 3 7 m s ，极 端 最 大 风 速 3 2 1 m S ，最 大 积 雪 深 4 6 c m， 最 大 冻 土 深 1 2 7 c m。 布 尔 津 山 口水 利 枢 纽上 游 围 堰设 计 防洪 标 准 为 全 年 1 O年一 遇 ，采 用堆石 混凝 土 围堰( 过水 围堰 ) 围 堰 断 面 为 三 角 形 ，最 大 堰 高 3 0 7 7 i n， 长 1 5 4 I l 1 顶 宽 6 I T I 。围堰 上 游 面坡 度 1 ： 0 1 ，下游 起坡 点 高 程 为 堰 顶 高 程 5 9 7 0 0 Il l ， 坡 度 1 ： 0 6 5 。 考 虑 到 施 工 及 堰 顶溢 流 ，下 游坡 为 台阶式 ，台阶尺 寸为 1 8 mx 1 1 7 Il l( 高宽 )，基 础 采 用 帷幕 灌 浆 防 渗 。典 型 断 面 见 图 1 。 主 要 工 程 量 ：C1 5堆 石 混 凝 土 4 9 7 4 8 m ， 帷 幕 灌 浆 1 7 0 0 1X 1 收稿 日期 ：2 0 1 2 - 0 5 2 8 作者简 介：刘辉 ( 1 9 7 2 一 ) ，男 ，福建武平人 ，高级 工程师 主 要从事 水利水 电施工 管理工作 W a t e r P o w e r V o 1 3 8 N o 1 2困 量 I ， O 师 0 mm 蝴 - d 1 2 碓 0 0 mm 2 0 0 0 P 5 6 6 2 1 7 7 y y 7 ， ， 3 0 8 9 8 I 图 1 上游围堰典型 断面( 高程单位 ：m；尺寸单位：mm) 2 堆石混凝土原材料品种及配合比设计 2 1 原 材料 ( 1 )水泥 采用 布尔 津县 水泥 厂 生产 的“ 屯河 P 0 4 2 5普通 硅酸盐 水泥 ” 。 ( 2 )粉煤 灰采用 玛纳 斯 电厂 I级 粉煤 灰 。 ( 3) 外 加 剂 采 用 北 京 华 实 水 木 科 技 有 限 公 司 生 产 的堆 石混凝 土专 用外 加剂 。 ( 4) 粗 骨 料 采 用 砂 石 系 统 生 产 的 天 然 砂 砾 料 ， 粒 径 5 2 0 mm。 ( 5)细 骨 料 采 用 砂 石 系 统 生 产 的 天 然 砂 。 2 _ 2配合 比设计 ( 1 )常温天气上游围堰堆石 混凝 土配合 比见表 1 。 表 1 常温天气上游围堰堆石混凝土配合 比 k m ( 2)由于 电站 地 处新 疆 阿勒 泰 地 区，每年 1 0月 底 就 进入 冬 季施 _T期 ，冬 季寒 冷 且 冬 季施 工 无法 避 免 。 为 此 ，通 过 试 验 ，得 出 冬 季 施 _丁 配 合 比 见 表 2 。 表 2 冬季上游围堰 堆石 混凝土配合比 k m 注 ：1 )防冻剂额外加入不要掺人外加剂 内使用 ，否则会降低外 加剂 的有效 用量 ：2 )配合 比中所有 细骨料 为绝对 干砂 ，现场浇 筑 时，要对现场砂进行含水率检测 。 3 堆石混凝土施工 堆 石 混 凝 土 施 工 工 艺 见 图 2 。 ( 1 ) 堆 石 料 的 选 取 、运 输 和 堆 石 。 堆 石 料 取 料 在弃 渣场 内 ，利用 P C 3 6 0挖 掘 机选 取粒 径 为 3 0 1 2 0 c m、新 鲜 完 整 、质 地 坚 硬 且 无 剥 落 层 和 裂 纹 的 块 石 选 取 过 程 中人 工配 合 对石 料 表 面 附着 的 泥 土灰 尘 进 行一 次 冲洗 ，冲洗 干净 的块 石 料 堆存 备 用 。对 于 检查 合格 的石料 采用 P C 3 6 0挖 掘机 配合 2 0 t自卸 图 2堆 石 混 凝 土施 工 工 艺 汽 车 运 输 装 车 汽 车 人 仓 前 采 用 高 压 水 枪 对 石 料 进 行 二 次 清 洗 ，确 保 石 块 干 净 人 仓 。 块 石 随 机 堆 放 ， 但对 于基础 混 凝土 接触 面 大 的堆石 ，配 置 P C 3 0 0挖 掘 机 进 行 码 放 、整 平 ，进 行 调 整 ， 以 保 证 新 旧 混 凝 土 的结 合 。在 模 板 附 近堆 石 时 尽量 选 用 粒径 小 的 块 石 上游 堆 石 体 与模 板 之 间应 保 留不 小 于 1 0 c I n 的空 隙作 为保 护 层 。仓 内 的块 石体 应 遵循“ 下 大上 小 、 中 大 外 小 ” 的 原 则 。 对 仓 内 的 不 合 格 料 进 行 清 理 ，经 质 检 员 检 查 、监 理 工 程 师 验 收 后 ， 完 成 堆 石 工序 。在建 基 面 堆石 入 仓前 ，浇 筑一 层 5 0 c m 厚 的 自密 实 混 凝 土 或 其 他 常 规 混 凝 土 在 混 凝 土 初 凝 前将 块 石 埋入 混 凝 土 中 ，确 保堆 石 混凝 土 与 基础 结 合 良好 。 ( 2)分 层 分 块 。 根 据 堆 石 混 凝 土 设 计 施 T 技 术 要 求 ，施 工 时 ，分 层 高 度 为 1 8 m，分 缝 长 度 为 2 0 I l l ， 根 据 现 场 实 际 情 况 ， 为 减 少 发 电 洞 进 水 口 开 挖 对 上 游 同 堰 施 工 的 干 扰 ，上 游 围 堰 前 期 分 为 两 段 进 行 施 T ，桩 号 0 + 0 0 0 0 + 0 8 0先 施 工 ，0 + 0 8 0 0 + 1 5 4 待 发 电 洞 进 水 口 开 挖 完 成 后 再 施 工 ，并 与 左 岸 段 交 替 上 升 。 左 右 岸 两 段 均 进 行 通 仓 浇 筑 ， 即 一 个 升 程 的 仓 面 堆 石 全 部 人 仓 完 成 后 一 次 性 浇 筑 完 成 。 横 缝 面 隔 缝 板 利 用 两 侧 堆 石 进 行 固 定 。 ( 3) 堆 石 混 凝 土 模 板 。 堆 石 混 凝 土 模 板 以 钢 模 板 为 主 ，木 模 板 为 辅 。 钢 模 板 用 于 大 面 积 尺 寸 规 则 部 位 ，木 模 板 用 于 各 边 角 部 位 补 缝 。 钢 模 板 采 用 P 6 0 1 5标 准 钢 模 板 ， 为 减 少 现 场 拼 装 T 作 量 ， 将 P 6 01 5标 准 钢 模 板 利 用 方 小 及 钢 管 拼 接 成 1 8 mx 4 5 IT I 的组 合模 板 。模 板 安 装前 先 进 行测 量 放 线 ，按 照 测 量 放 线 所 提 供 的 位 置 进 行 模 板 安 装 。 由 于 自 密 实 混 凝 土 流动 性 高 ，模 板 必须 保证 密封 性好 ，在 模板 接 缝 处 粘 贴 密 封 条 。 ( 4) 自 密 实 混 凝 土 拌 和 、运 输 及 入 仓 。 混 凝 土 采用 HZ S 5 0搅 拌 站拌 和 ，拌 和站 拌 和 能力 为 5 0 1 T I h 满足入 仓强 度要 求 。 自密 实混凝 土拌 和 时按 顺序 上 料 ，首 先 将 称 量 好 的 骨 料 和 胶 凝 材 料 分 别 投 入 搅 拌机 十拌 ，加 入水 和外加 剂后 继续搅 拌 1 mi n，在 爿5 j 6 画 爿5 J z期 刈 胖： 脏 口 臣 上 胭上 | 又小 仕 T T 】 ， J 、 犀 UJ LJ 小 个U 仉 厶三 I 1 I玉I堰 上 任 十 J 13 3 J t t-J 机 口进 行 流 动度 和 扩 散 度测 试 ，待工 作 性 能 达 到要 求 时 方 可 出 机 。 由 于 白密 实 混 凝 土 的 流 动 性 对 于 浇 筑 效 果 有 很 大 影 响 ， 因此 混 凝 土 出 机 后 3 0 mi n 内必 须 浇筑 完 成 。混 凝 土 输 送泵 布 置 在 拌 和站 出料 口处 ( 混 凝 土输送 泵 理论 输 送量 7 0 ma h) ，混凝 土 直 接采 用混 凝 土输送 泵从 拌 和站 出料 口输 送至仓 面 。 ( 5) 自密 实 混凝 土浇 筑 。 浇筑 仓 面 较 大 时 ，采 取 多 点 浇 筑法 ，采 用“ Z” 形 或“ N” 形 浇 筑 方 式 4 m 左 右 布 置 一个 浇 筑 点 ， 浇 筑 点 间 距 不 大 于 2 i n 连续 布 置 。待 一 个 浇 筑点 灌 满 后 方 可移 至 下 一 浇筑 点 。以保证 堆 石 混 凝 土密 实 。浇 筑顺 序 采 取 单 向顺 序 。不 可 在 仓 面 上 往 返 浇 筑 。待 堆 石 下 方 密 实后 ， 混凝 土 即将 到达 仓 面 时 ，应 控 制 浇筑 高 度 一般 情 况 下混 凝 土 面低 于 堆 石 面 5 2 0 C lT I ，以便 于下 个 仓 面 的粘 结 。一 层 全 部 浇筑 完 成 后 。待 自密 实 混凝 土 强度 达到 5 MP a以上 时 ，即可进 行 下层 浇筑 。 ( 6 )施 工 缝处 理 。 由于 浇筑 顶 面 留有 块 石棱 角 ， 其 高 出堆 石 混 凝 土 顶 面 5 2 0 c m因此 堆 石 混 凝 土 施 工 缝 一般 不 需 要 凿 毛 ，只 需 清 除表 面 积 水及 浮渣 即 可 但 对 表 面 积 大 于 0 5 m 的 混 凝 土 平 整 面 应 进 行 凿 毛 处 理 ， 揭 去 乳 皮 。 4 半成品和成品混凝土及越冬层面混凝土保 护措施 严 寒 地 区 混 凝 土 重 力 坝 上 下 游 越 冬 层 面 温 度 应 力 超 标 ，容 易 引 发 裂缝 ，对 此 须采 取 严 格 的 温控 措 施 堆 石 混凝 土施 工 至 2 0 1 1年 1 1月 6日时 ，进 入 冬 休 期 ，冬休 期越 冬层 面混 凝土 必须 进行 临 时保 护 ， 上下 游坝 面采 取 临时保 温 的保护 措施 。 ( 1 )半 成 品 和 成 品 混 凝 土 及 越 冬 层 面 混 凝 土 保 护 措 施 。 首 先 在 越 冬 面 铺 设 一 层 塑 料 薄 膜( 厚 0 6 mm) ，然 后在 其上 铺设 3层 2 c m 厚棉 被 ，最 后 在顶 部 铺 设 一层 三防 帆 布 。塑 料 薄 膜 、棉 被 和 三 防 帆布 铺 设 时 应有 一 定 的 搭接 ，接 缝 处用 沙 袋 压 盖 。铺 设 围 堰 顶 部 棉 被 时 ，需 向 上 下 游 面 及 侧 面 延 伸 2 m， 并 用 板 条 固 定 。 同 堰 上 下 游 面 顶 部 1 r n以 下 区 域 全 部 采 用 石渣 回填 保 温 石 渣 回 填顶 部 宽 度 不应 小 于 3 m 。 ( 2 )根 据温 控 理 论计 算 结 合 现 场 实 际气 温 与 混 凝 土 表 面 实 测 温 度 ，在 2 0 1 2年 3月 底 前 后 ， 揭 开 临 时 保温 被 ，完 全揭 开时 机需 根据 环境 气温 最终 确定 ， 即越冬 层 面混凝 土 温度 与 日平 均 气温 温差 小 于 3 然 后 进行 开春前 的复工 lT作 。 5 结语 布尔 津 山 口水 利 枢纽 上 游 围堰堆 石 混 凝 土 工程 总 量 4 9 7 4 8 m 平 均 月 浇 筑 强 度 1 5 0 0 0 m 。 同 堰 经 受 住 了 2 0 1 1年 寒 冬 的考 验 ，未 出 现 裂 缝 ；钻 孔 取 芯 和 压 水 试 验 结 果 表 明 ， 各 项 指 标 均 在 设 计 和 理 论 计 算 的范 同 内。 根 据 工 程积 累 的经 验 。笔 者 对堆 石 混凝 土施 _T 优势进 行 了总 结 同时也 提 出 了一 些改进 建议 。 ( 1 ) 与 传 统 的 大 体 积 混 凝 土 施 工 方 法 相 比 ， 堆 石 混 凝 土 技 术 温 控 效 果 明显 。这 主 要 是 冈 为 高 掺 粉 煤 灰 低 水 泥 用 量 ，可 降低 水 化 热 同 时 仓 面 采用 大体 积 块 石( 大 于 5 0 以上 的 掺 量 )，有 利 于 温 控 。 ( 2) 3 - 程 采 用 的 块 石 全 部 利 用 基 坑 开 挖 料 ，减 少 了弃 渣 和堆渣 占地 面积 ，体 现 了绿色环 保节 能 。 ( 3 )堆 石混 凝 土 技 术不 仅 可 应用 在 大 坝工 程 建 设 中 ，还 可 广 泛 应 用 在 堤 防 、公 路 、铁 路 、港 口 等 领 域 ，是 一 项 具 有 广 阔应 用 前 景 的 混 凝 土 施 工 新 技 术 ( 4)对 上下 游 面 模 板 的改 进 建议 。采 用钢 模 板 立 模 ，由 于拉 条被 仓 内块石 挤 压 会 造成 外 观质 量 不 美 观 ，如采 用浆 砌石 作为 模板 施工 速度 慢 ，成本 高 。 建 议 采用 混 凝 土 预制 块 作 为上 下 游模 板 。既保 证 外 观 质 量 又 可 加 快 施 工 进 度 ，节 约 成 本 。 ( 5)对 大仓 面 堆 石混 凝 土 施 一 的建议 。布 尔 津 山 口lT程 原 设 计 仓 面 2 0 m 一 段 分 缝 ，采 用 永 久 横 缝 由于块 石 的不平 整 ，造成 横缝 不顺且 施 工 困难 ， 后 经 过 多方 论 证 ，后 期 施 工采 用 上 游 面设 置诱 导 缝 的技术 ，解 决 了大仓 面 快速 施 _丁 的难 题 ，可 为类 似 _T程提 供参 考 。 ( 责任 编辑焦 雪梅 ) 船 闸库 区引航道通航安全数值模 拟试验研究科技项 目通过验收 2 0 1 2年 1 O月 1 4日，浙江省交通运输厅在杭州主持 召开 厅科技 项 目 船 闸库 区引航道通 航安全 数值模拟试 验研 究 课题验 收评 审会。 中国水 电顾 问集团华东勘测设计研究 院作 为该课题第一 合作单位参加会议 并进行了成果汇报 。 评审 委员会 听取 了有关 成果 汇报 ，并 进行 了认 真讨论 评审认为 ，该 成果技术资料齐全 、规 范 ，该课 题依托富春江 船闸扩建改造 工程 ，分析 了富春 江电厂满发流量和泄洪流量 时上游水 动力 条件 ，对与工程相关的水 动力 问题进行了研 究 成果具有较强 的实用性 ，其成果可作 为该类 浮式导航设施设 计 、建造 、检测 的参考依据 ，会议同意项 目通过验收。 ( 华东勘测设计研究 院) W a t e r P o w e r V o 1 3 8 N o 1 2豳