官地水电站碾压混凝土施工质量控制.pdf

第 4 8卷第 9期 2 0 1 2年 9月 甘 肃 水 利 水 电 技 术 GA N S U WA T E R R E S OU RC F A N D HY DR OP OWER T EC HN OLO GY Vo 1 4 8 N o 9 S e p ， 2 0 1 2 施工技术 官地水电站碾压混凝土施工质量控制 丁 渔 刚 ( 浙江华东工程咨询有限公司， 浙江 杭州 3 1 0 0 1 4 ) 摘要 ： 雅砻江官地水电站碾压混凝土重力坝最大坝高 1 6 8 m， 为国内第三高碾压混凝土坝。它在碾压混凝土施工质 量控制方面做 出了一些重要尝试 ，并且最终得到了很好的应用。文章主要结合官地水电站大坝碾压混凝土施工特 点。 对碾压混凝土施工质量控制要点进行了分析。 关键词 ： 官地水电站； 碾压混凝土； 施工； 质量控制 中图分类号： T V 5 2 + 3 文献标志码： B 文章编号： 2 0 9 5 0 1 4 4 ( 2 0 1 2 ) 0 9 0 0 5 3 0 4 1 概述 1 1 工程简 介 官地水电站位于雅砻江干流下游、 四川省凉山 彝族 自治州西 昌市和盐源县交界 的打罗村境内 ， 系 雅砻江卡拉至江口河段水电规划 5级开发方案的第 3个梯级 电站 。 工程 等级 为一等 ， 主要 水工 建筑 物为 1 级 ， 次要建筑物为 3级。官地水 电站大坝为碾压混 凝土重力坝 ， 坝顶高程 1 3 3 4 0 0 I n 。 最低建基厢高程 l 1 6 6 0 0 m， 最大 坝高 1 6 8 0 I n ， 最 大 坝底 宽 1 5 3 2 I l l ， 坝顶轴线长 5 1 6 。 0 m。 整个坝体共 2 4个坝段 。 从左至 右 由左 岸 挡 水坝 1 # - 9 坝段 、 左 中 孔 1 坝 段 、 溢 流 坝 l l 1 坝段、 右中孑 L 1 5 坝段和右岸挡水坝 1 6 2 4 坝 段组 成 。右岸地 下 厂房 装 4台 6 0 0 MW 机 组 ， 总装 机容 量 2 4 0 0MW。 1 2 R C C 施工 简介 官 地 水 电 站碾 压 混 凝 土 浇筑 总 方 量 达 2 7 1 5 4 万 m 3 ， 主要通过高线和低线两个混凝土拌和系统进 行生产。其 中，低线混凝土系统设置 2座 HL 3 6 0 2 S 6 0 0 0 L型强制式拌和楼 ，高线混凝土系统设置一 座 4 x 3 m 型混凝土拌和楼和座 2 6 I l l 型混凝土 拌和楼 。 碾压混凝土入仓主要采用 自卸汽车直接入仓 入仓道路根据现场实际情况进行布置。当不具备 自 卸汽车直接人仓条件时 ， 主要通过满管溜槽或贝雷 桥卸料、 仓面用 自卸汽车转料方式入仓 。大坝碾压 混凝土施工主要采用斜层平 推法通仓浇筑 。 每层压 实厚度 3 0 c m。仓面配备 S D1 6 L湿地型平仓机和宝 马 B W2 0 2 A D型 ( 或 D y n a p a c双钢轮 )振动碾等设 备。 2 RC C 施工 流程 和质 量控 制 2 1 施 工流 程 官地水电站各仓号碾压混凝土施工过程主要可 以分为三个阶段 ，即备仓阶段、浇筑阶段和收仓阶 段。备仓阶段的施工主要包括 ： 基础面及缝面处理 、 模板架立 、 钢筋安装、 预埋件安装及浇筑准备 ； 浇筑 阶段的施工主要包括 ： 配料及拌和、 混凝土运输 、 卸 料及平仓 、 碾压 、 造缝 、 变态混凝土浇筑、 埋件施工 、 特殊气候条件下施工、 温控及养护 ； 收仓阶段的施工 主要包括 ：温控和养护。碾压混凝土具体施工流程 见 图 l 。 进 入 下 升 层 施 工 基础 面、 缝面处理 模板架立 l 塑 箜 耋 茎l r_ 预埋件安装l 壅 囱 j L 一 配料及拌和 I 混凝土运输 一 卸料及平仓 原材料备料 - 仓面各项设计图纸标明的 预埋件、 监测设备验收合格 仓面各项施工需要的冷却 水管、灌浆管路模板锚固等 验收 拌和、 运输、 浇筑、 变态混 凝土制浆人员机具到位准备 施工方案( 浇筑要领图) 工 程师审查 仓面冲洗干净 造缝l l 变态砼浇筑I I 碾压 I 埋件施工l l 特殊 气候条件下施 工 收仓 温控 、 养护 图 1 碾压混凝土施工流程 收稿 日期 ： 2 0 1 2 一 O 8 一 l 3 作者简介： 丁渔刚( 1 9 8 6 一) ， 男 ， 江苏南通人， 助理工程师， 学i ， 主要从事工程建设监理。 53 2 0 1 2年第 9期 甘肃水利水 电技术 第 4 8卷 2 _ 2质量控 制 官地水 电站碾压混凝土施工质量主要按照不同 阶段和工序来进行控制， 分述如下。 2 2 1 备仓阶段质量控制 ( 1 ) 基础面 、 缝面处理 凡建基面表面为缓倾、 平直、 光滑的结构面或附 有钙膜、 水锈时 ， 均应进行凿毛处理 ， 并用高压水冲 洗干净 ； 在施工间歇层的上层混凝土碾压前 对下层 混凝土的施工缝面进行高压水冲毛处理。混凝土施 工缝冲毛后要求无乳皮、 成毛面、 微露粗砂。 ( 2 ) 模板架立 大坝上 、 下游及横缝面主要采用悬臂翻升模板 ， 局部小范围不规则部位采用小型钢模板。悬臂翻升 模板具有足够的强度 、 刚度和稳定性 ， 能可靠地承受 各项施工荷载。面板板面平整、 光洁 ， 且拼缝密合。 由于悬臂翻升钢模板 自重较重 ， 在多层模板叠加情 况下仅靠模板问的调节系统 ( 螺旋千斤顶 ) 连接很难 自稳 ， 因此采取蛇形柱支撑并加拉杆方式对其进行 加 固。 ( 3 ) 钢 筋安 装 钢筋安装质量控制要点主要包括 ： 钢筋规格、 形 状 、 尺寸、 数量 、 间距 、 锚固长度、 搭接长度 、 接头布置 及保护层厚度等 。在施工过程 中 按 照设计 及规范 要求对其各控制点进行严格检查 ， 确保其施 工质量 满 足要求 。 ( 4 ) 预埋件安装 预埋件包括排水管、 通气管 、 灌浆管、 电气和金 属结构等 。 预埋件的安装位置通过测量放样进行定 位 ， 预埋件埋设好用钢筋骨架将其加 固牢靠。 ( 5 ) 浇筑准备 浇筑准备工作主要包括 ： 原材料备料 ； 仓面各项 设计图纸标 明的预埋件、 监测设备验收 ； 仓面各项施 工需要的冷却水管、灌浆管路模 板锚 固等验 收； 拌 和 、 运输、 浇筑、 变态砼制浆人员机具到位准备 ； 施工 方案 ( 浇筑要领图) 工程师审查； 仓面冲洗干净。 2 2 2 浇筑 阶段质量 控制 ( 1 ) 配料及拌和 每次拌制前均严格按设计配合 比进行各种原材 料掺量、 投料顺序及拌和时间设置 并对设备的正常 运行进行定期检查和校核。每次拌和混凝土所用水 量均根据骨料含水量和级配变化情况作相应调整 碾压混凝土出机 口温度严格按照设计 要求进行 控 制 ， 不符合设计要求的一律进行废弃处理。 ( 2 ) 运输 碾 压混 凝 土运 输 主要 采 用 自卸 汽 车运 输 方式 ， 5 4 运输能力应与拌和、浇筑能力和仓面具体情况相适 应。入仓 口设置洗车槽及脱水槽 ，汽车入仓前将轮 胎清洗并脱水干净。为防止 自卸汽车对防渗 区混凝 土碾压破坏 ， 在人仓 口防渗 区混凝土面上铺设 2 c m 厚钢板。 混凝土在运输过程 中，应尽量缩短运输时间及 减少转运次数。运输工具须设置遮盖 ，防止运输途 中混 凝土 温度 回升。在 仓面运 行 的车辆 应尽 量避 免 急刹车、 急转弯以及其他有损混凝土质量的操作 。 ( 3 ) 卸料 与平仓 碾压混凝土卸料采用退铺法依次进行。严格控 制卸料高度， 避免骨料离析 ， 若 出现少量分离骨料 由 人工或机械将其均匀分散到混凝土内。卸料时注意 对模板 、 钢筋及预埋件进行保护 ， 防止位移 、 变形 。 碾压混凝土主要采用斜层平推法摊铺 铺层厚 度为 3 4 e m， 第一层铺筑宽度限两个条带宽度 。铺筑 面积与浇筑设备能力及不同季节 的碾压混凝土连续 升层 的允许层 间 间歇 时 间相适应 。大坝迎 水 面二级 配防渗 区采用平层铺筑 。 平仓及碾压垂直水流方向。 ( 4 ) 碾压 碾压作业要求条带清楚 。条带宽度同振动碾轮 压宽度。碾压条带间的搭接宽度为 1 O 2 0 a m。 端头 部位搭接宽度不小于 1 0 0 e m。 碾压遍数采用“ 静碾 2 遍+ 有振碾 6 8遍+ 静碾 2遍” 。振动碾行走速度控 制在 1 0 1 5 k m h范 围内。 斜层碾压时。 坡度控制在 1 ： 1 0 1 ： 2 0范围内， 坡脚部位应避免形成尖角和大骨 料集中。厚度小于 1 5 e m的尖角要求清除。廊道周 边 、上下游坝面等部位应采用小型振动碾压实。碾 压后的混凝土面应具有泛浆、 微弹、 无粗骨料集中的 良好状态。碾压应在最长碾压允许历 时内完成 ， 气 温超 过 2 5或 多 风干 燥 ( 1 5月 ) 时最 长碾 压 允 许 历时为 1 5 h ， 其舞 候条件为 2 0 h 。 每个碾压条带作业结束后 。及时按网格布点检 测混凝土压实度 ， 要求不低于 9 8 5 。若不合格 ， 必 须采取补碾等措施直至压实度满足设计要求。 ( 5 ) 成 缝 大坝横缝采用手扶式液压切缝机切缝 ，采用先 碾压后切缝再骑缝补碾的顺序成缝。为了保证切缝 位置准确 ， 在碾压混凝土仓号准备时 通过测量放线 在上、下游模板上标定出结构缝位置。完成切缝后 立即将 已裁剪好的彩条布嵌入缝 中彩条布间距不 大于 1 0 c m， 切缝深度为该层铺料厚度 的 2 ， 3 ， 成缝 面积 每层应 不小 于设 计面 积 的 6 0 。 ( 6 ) 变态混凝 土 变态混 凝土 随碾压混 凝 土浇筑 按 照 “ 先碾 压 后 第 9期 丁渔刚 ： 官地水 电站碾压混凝土施工质量控制 第 4 8卷 变态” 的顺序逐层施工。变态混凝土采用造孔法进 行施工 采用不小于 4 , 3 2 m m 的造孔器人工造孔 ， 注 浆孑 L 深入到下层变态混凝土内 3 5 c m。注浆孔造孔 应按梅花型布置 。 其孔 、 排距为 1 5 c m。混凝土加浆 量按混凝土量的 5 7 进行控制 ， 注浆孔的注浆量 为注浆孔深度的 2 3 。在保证变态混凝土振捣密实、 均匀的前提下 ， 可尽量减小注浆量 ， 以利于混凝土的 温控 和 防裂 。变态混 凝土 与碾压 混凝 土搭接 部 位搭 接宽度应大于 2 0 c m， 在大碾碾压完成后 ， 再用小碾 补碾 3 4遍 。 ( 7 ) 埋 件施 工 冷却水管 ： 约束 区垂直间距为 1 5 m， 水平 间距 为 1 5 m： 自由区垂直间距为 3 0 m。 水平 间距为 1 5 m。 冷却水管距坝面距离要求为 0 8 1 5 m， 局部不应 小于 0 5 1 0 m。坝体冷却水管采用蛇形布置 ， 蛇形 管 应大致 垂直 于水 流方 向布置 。单根 蛇形 管长 度不 大 于 3 0 0 m。 冷却 水管接 头采 用膨胀 式 防水接 头 。 各 个坝段冷却水管相互独立 不跨坝缝布置 。冷却水 管铺设过程中采用 4 , 8 u型钢筋按 间距 3 m对 其进 行加固。 温度计 ： 埋设在每一浇筑升程的中部 ， 温度计沿 坝 段 横 向中线 进 行 布设 离 上 下 游表 面 0 5 1 0 m 范围内埋设一支温度计 ， 其余沿河流方向每隔 1 5 m 埋设 一支 温 度计 。温度计 按照 混凝 土仓 面设计 要求 进行埋设 ， 埋设过程中详细记录每支温度计的编号 、 埋设位置、 代表位置等 ， 已埋好 的温度计电缆上粘贴 醒 目的标 签 。 ( 8 )特殊气候条件施工 高温季节施工 ： 碾压混凝土浇筑时 ， 设置专人对 仓面进行喷雾 。通过喷雾使仓面形成小气候。喷雾 口不得正对混凝土面 ，喷头须高出混凝土面 1 5 m 以上 ； 根据施工仓面实际情况 ， 及时调整碾压混凝土 c值 ； 选定合适高效 的缓凝剂 以延长混凝土的凝 结 时间 。 雨季施工： 雨季到来前， 准备足量的防雨布及排 水工具。在降雨强度小于 3 m m h的条件下， 可适当 加大机 口拌和物 c 值 。适当减小水灰 比，继续施 工 ； 降雨强度等于或大于 3 m m h时， 应暂停施工 ， 并 作好仓面处理。已人仓的拌和料迅速平仓 、 碾压 ： 如 遇大雨或暴雨 ， 来不及平仓碾压时 应用防雨布迅速 全仓面覆盖， 待雨后进行处理。 2 2 _ 3 收仓阶段质量控制 ( 1 )养护 在 施 工 间歇期 间 。 碾 压混 凝 土 终凝 后 即开 始 洒 水 养护 。对水 平施 工 层 面 ， 洒水 养 护 持续 至 上 一层 碾压混凝土开始浇筑为止。对于永久暴露面分层挂 设喷淋花管进行长期淋水养护。 ( 2 ) 温控 新浇混凝土拆模后 ， 外露面粘贴 2层 2 5 e m厚 高密度聚苯乙烯泡沫板和塑料薄膜，待表面缺陷处 理完毕后外贴保温被。 碾压混凝土终凝后 ( 或 2 4 h ) 开始通水冷却。基 础 约束 区 3 1 0月采用 1 2 c I 二 制冷水 ，冷却水流量 1 2 1 5 m3 h ， 通水 2 1 d ( 或 2 8 d ) ； 自由区 3 一 l O月采 用 1 4制冷水 ， 冷却水流量 1 2 1 5 m 3 h ， 通水 2 1 d ( 或 2 8 d ) 。降温阶段最大 日降温速率 0 5 d ， 通 水温度与混凝土温度温差不大于 2 0。 冬季用河水 冷却时， 冷却水温度与混凝 土温差不超过 2 O。通 水过程 中， 每 日观测混凝土温度变化情况 ， 严格控制 通水流量 。保证混凝土温度峰值不超过设计允许最 高温度 。 通水过程采用每 2 4 h改变水流方向的方法 进行 冷却 。 2 2 4 特 殊质量 控制 ( 1 ) 使用多功能改性膜 多功能混凝土改性膜是由改性聚丙烯经特殊工 艺制成 ， 使用时将透水模板布贴在模板上 ， 它能把刚 刚浇好 的混凝土表面多余的空气和水排出，降低混 凝土表面水与水泥的比例值 W C， 提高了混凝土的 强度和耐磨性 ， 保证了外观质量 。 施工 时首先 在模 板上 涂刷 胶水 。当涂 刷 的胶 水 用手摸出现粘手时将改性膜毡状一面( 毛面) 粘贴至 模板 ， 从 中间 向 四周 压实 ， 确保 多功 能混凝 土改 性膜 粘贴平滑、无皱褶和气泡 。当一块模板上需要粘贴 多 张改性 膜时 ， 搭 接 部位应 重 叠 3 5 e m。 通过使用多功能混凝土改性膜 ，混凝土表面更 加致密 、 坚实 ， 提高了混凝土表面的强度和耐磨力 ， 确保了混凝土在养护期间保持高湿度 ，将裂缝风险 和微小裂缝减到最小。由于多功 能改性膜的使用 混凝土表面气泡逸出后 ， 混凝土砂眼、 蜂窝级麻面等 明显减少。 ( 2 ) G P S实 时控 制 系统 G P S实 时控制 系 统主要 包括 ：大 坝浇筑 碾压 质 量 G P S监控系统 、混凝土温度远程 自动监控系统、 仓 面小气 候信 息 自动监 控 系统及 大 坝施 工现 场 P D A采集系统 。 碾压质量监控 大坝碾压混凝 土浇筑碾压质量 G P S监控 系统 工作 原理 见 图 2 实时监控 ： 对碾压轨迹 、 行走速度 、 碾压遍数、 激 振力状态、 碾压高程 、 碾压厚度 、 仓面平整度等质量 5 5 2 0 1 2年第 9期 甘肃水利水电技术 第 4 8卷 监测运行轨迹 、 速度、 碾压 方向和激振力 统计计算碾压遍数、 压实厚 一 度和平整度 廉渤鞠 碾 压信息集成管理与分析 一， - 瞄聪目疆 i P 习 ， 壤 碾 压 车 系 统 豳 r ， 、 敌 披 数据库服务 器 图2 混凝土碾压质量 GP S监控系统工作原理 参数进行监控。开仓前， 将仓号桩号 、 高程等各项基 本参数录入系统 ， 监控过程中做好记录， 发现问题及 时处 理 。 实时报警 ： 当碾压机械施工参数不达标时 ， 系统 自动给现场管理人员发送报警信息。收到信息人员 及时纠正现场施工存在问题 。 从而达到控制仓 面施 工 质量 的 目的。 温度 监控 实时监控 ： 对混凝土出机 口温度 、 人仓温度 、 浇 筑 温度 进行监 控 。 实时报警： 拌和楼及现场人员对碾压混凝土出机 口、人仓及浇筑温度进行采集后将信息发送至混凝土 温度远程自动监控系统。系统根据预先设定的温控标 准 ， 实时分析动态监测到的温度数据 ， 当不满足温度 控制标准时， 向相关现场人员及时发送报警信息。现 场人员及时对温度情况予以调整 ， 确保满足要求。 仓面小气候监控 定时检测浇筑仓面湿度 、 温度和风速， 并将检测 数据 以及检测时间、 地点等信息 自动传输至总控中 心数据库 。定时检测仓面雨量 ，并 自动传输至总控 中心数据库。根据检测数据指导现场施工。 现场信息 P D A实时采集 对拌和楼新拌混凝土质量信息如 c值 、含气 量 、 抗压强度等进行 P D A采集 ； 对仓面现场 c值 、 含气量、核子密度仪检测信息等质量检测数据和钻 孔取样试验信息进行 P D A采集。 对采集数据进行分 析后予以反馈指导施工 。 3结语 通过 采取上 述质 量控 制措 施 ，官地水 电站大坝 碾压混凝土温控和浇筑等重要环节施工质量均得到 了很好的监控 。在大坝施工过程中，官地电站实现 了对大坝混凝土碾压质量 、 温控 、 仓面施工 、 坝面检 测以及大坝施工进度等信息的集成管理 ，最终官地 水电站碾压混凝土施工质量得到了较好的控制。 参 考文献 ： 1 宁钟， 张建 龙滩大坝碾压混凝土质量控制的关键要 素 J 水力发电， 2 0 0 7 ， 3 3 ( 4 ) ： 5 5 5 7 2 周慧芬 龙滩高碾压混凝土坝快速施工方案研究 J 水 力发电 ， 2 0 0 4 ， 3 0 ( 5 ) ： 5 1 5 3 ( 上接第 5 2页) 不得大于 0 5 ， 聚氨酯砂 浆填缝施 工后 8 h内防止与水接触 ： 雨、 雾 、 雪天严禁施工 ； 配 合好 的聚氨酯砂浆必须在 4 h内用完 ；聚氨酯和二 甲苯均为易燃物品 ， 存放和使用时须远离火源。 4结语 输水渠工程 1 3 k m 的现浇钢筋混凝土明渠 ， 伸 缩缝 经改 造后 ， 渠道在 冬 季低 温调水 、 夏 季高 温运行 5 6 中 聚氨酯伸缩缝弹性、 黏结性和伸展性能明显强于 其他伸缩缝 ， 体积收缩小 ， 防水 防渗性能优异 ， 对变 形有较强的适应性 。较好地满足了西营河专用输水 渠在寒冷条件情况下 ， 高速水流运行要求。 参 考文献 ： 1 王怀义， 贺传卿 ， 刘新之 ， 等 聚氨酯砂浆的试验研究 J 新疆水利 ， 2 0 0 5 ， 6 ( 2 ) ： 1 - 3