水利工程混凝土砌石重力坝施工的技术要点.pdf

2 0 1 4年第 1 期 ( 第 4 2卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 1 2 01 4 ( T o t a 1 N o 4 2 ) 文章编号 ： 1 0 0 7 7 5 9 6 ( 2 0 1 4 ) O 1 0 0 6 0一 O 3 水 利工程混凝土砌 石重力坝施工 的技术要点 廖声海， 唐 昌金 ( 贵州省黔东南州水利电力勘察设计院， 贵州 黔东南5 5 6 0 0 0 ) 摘要： 细石混凝土砌石坝是把浆砌石坝的胶结材料由砂浆改为混凝土， 有效保证工程施工质 量。混凝土砌石坝是浆砌石坝改进的坝型， 施工技术简单 ， 工程造价相对较低 ， 建筑材料丰富， 解决了材料的上坝及进仓以提高施工速度。文章就水利工程混凝土砌石重力坝施工的技术要 点进行了相应的探讨。 关键词： 水利工程； 混凝土； 砌石重力坝 ； 技术要点 中图分类号： T V 6 2 4 3 文献标识码 ： B 1 水利工程混凝土砌石重力坝施工方法 1 1 选料 选料的重点是毛石料 的选择 ， 要求表面洁净 、 质 地坚硬 、 无裂 缝 、 无 风化 ， 密度 2 2 t m 的石料 。 对毛石 的形状无严格要求 ， 但最小边应 1 5 e m， 条 形或片状毛石不允许使用 。在大坝下游约 1 k m 的岸 坡选择了一个毛石料场， 开采出合格的毛石用于重 力坝工程 的砌筑。 1 2 砌筑 砌筑 的基本原则是分层 ， 错缝砌筑 ， 灌浆饱满 ， 振捣密实 。要进行清基凿毛 ， 无论是 与混凝 土底板 的结合面， 还是 由于技术间歇或其 它原 因造成 的砌 石之问的施工缝， 因为重力坝是依靠 自身重力维持 稳定的， 只有成为一个整体才能满足要求。 石料在摆放时 ， 相邻石块之 间要 留有适 当的空 隙， 以利于混凝土料的填筑和振捣 ， 每次摆放 的石料 只能是 1层 ， 厚度不宜过大。混凝 土砌石一定要使 上表面凹凸不平 ， 或者采用阶梯砌筑法 ， 这样才有利 于形成 1个整体 。 1 3 振捣 混凝土砌石采用的振捣工具是插人式软轴振捣 棒 ， 振捣的方法是将振捣棒插入毛石之间的缝隙内， 经过振捣使其间的混凝土密实。振捣的时间视混凝 土拌和物不再显著下沉 ， 不再有气泡出现 ， 振捣的顺 序按照铺混凝土的先后顺序而定 。 1 4 养护 与混凝土或浆砌石一样 ， 混凝土砌石达 到一定 强度时， 也必须进行养护 ， 可 以定 时洒水 ， 铺盖草帘， 总之是要使砌石表面保持湿润 ， 以减小混凝 土水 化 热所造成的不利影 响， 避免产生裂缝。施工 过程 中 还采取了运用排水管注水循环降温 的方法 ， 即将 坝 后水平排水管出口先封堵 ， 然后将竖直排管注满水 ， 并且定时打开下游水平排水管 出口， 将排水 管中的 水排出， 由此反复， 达到降低整个混凝土砌石温度的 目的。 2 水利工程混凝土砌 石重力坝施工实例 分析 2 1 工程概况 某地老石寨水电站大坝等工程 ， 采用 了新 型的 埋石混凝土施工技术 ， 此技术 主要针对坝体埋 石混 凝土 ， 如何调整混凝 土埋 石率 ， 来控制水泥用量 ， 降 低温升 ， 减少干缩 ， 减少施工难度及温控等措施 。此 关键技术形成重力坝埋石混凝土施工方法。在节约 材料 ， 减少混凝土裂缝 ， 提高工程质量方面有 明显效 果， 技术先进， 故有明显的社会效益和经济效益。 2 2 测量放样 、 立模 收稿日期 2 0 1 3 1 2 1 2 作者简介 廖声海( 1 9 7 9 一) ， 男， 贵州 I 黎平人， 工程师， 从事水利水电行业设计工作； 唐昌金( 1 9 7 8一) ， 男， 贵州天柱人， 工程师， 从事水工设计工作。 一 6 O 一 廖声海 ， 等： 水利工程混凝土砌石重力坝施工的技术要点 第 1 期 测量人员 必须具 有相 应 的专业 知识 和工作 经 验 ， 且持证上岗。i 贝 0 量放样应 用全站仪 、 水准仪 、 钢 尺进行 ， 按设计坐标及结构物外形 设计尺寸进行 测 量放样 ， 多方 向设 立控 制点 ， 以便校 正。测 量过程 中， 对测量 的基 准点 、 基准 线和水 准点设 置 防护设 施 ， 以免被破坏。 2 3 混凝土 、 块石入仓 拌合站生产的混凝土通过塌落度等测试合格 后 ， 在 2 5 rai n 内运送至浇筑现场。最佳 浇筑方式为 使用泵送车浇筑 ， 根据现场实际条件及 工程进度考 虑， 采用装载机， 挖掘机、 吊罐等方式人仓浇筑。用 于埋石混凝 土 中的块 石 ， 必须 为湿饱 ， 抗压 强度 3 0 0 k g c m ， 选择新鲜、 完整的岩块 ， 无风化剥落层或 裂纹 ， 石材表面应 冲洗干净 ， 不 能留有树根 、 杂草等 污物 ， 所有进仓块石表 面应处 于湿润状态。所 选取 的块石 粒径在 2 01 2 0 c m， 且 2 O5 0 e m的块石 与 5 01 2 0 c m的块石分开堆放或者分开适时埋人混凝 土中， 在满足实际的前提下， 尽可能提高埋石率； 块 石经过 电子秤 称重 ， 使用塔 吊调 运入仓 ， 辅 以人 工 放码 。 2 3 1 混凝土施工缝处理 施工缝面处理方法及适用条件见表 1 。 表 1 施工缝面处理方法及适用条件表 压 力 水 冲 毛 ： 冲 毛 的 压 力 水 一 般 为 3 5 k g c m 。冲毛时间一般在混凝土初凝后至终凝前 进行， 冲毛标准遵守有关规范要求。高压冲毛机冲 毛： 高压冲毛机冲毛压力一般可达4 0 0 k g c m 左右， 最高可达5 0 0 k g f c m ， 冲毛质量能满足混凝土施工 规范要求。 当仓面模板 、 钢筋工序按设计完成后 ， 即可进行 仓面冲洗 ， 清除仓面杂物 ， 排除施工缝面积水 。水工 混凝 土施 工规范规定 ， 在接缝面摊铺 23 c m厚砂 浆。实际施 工 中， 砂 浆入仓 后用人 工铺 平 ， 保证 厚 度 ， 且做到随盖随铺。在仓 面窄小 ， 钢筋密集 ， 不便 于铺砂浆的个别部位， 则采用增大砂浆含量的办法 来解决。 2 3 2 混凝土人仓方式 本工程的混凝土人仓主要 由门机或履带起 重机 吊运入仓。吊罐以3 m 。 卧罐为主， 另根据需要配少 量1 5 m 卧罐 。吊罐平台均 布置在基坑内。作为辅 助入仓手段 ， 厂房主机段二期 、 副厂房上部排架等部 位 ， 则采用 1台 H B 3 0 D混凝土泵输送熟料再转运人 仓 ； 两岸重力坝 门机工作范 围以外部分 ， 采用履带吊 运人仓 ， 局部采用溜槽人仓。 2 3 3 铺料方法 2 3 3 1 平铺法 对仓面面积不大 的部位 ， 采用平铺法铺 料。铺 料顺序 由低 到 高， 先 行填塘 ， 再 按顺 序铺料。有廊 道 、 钢管或埋件 的仓 位 ， 卸料时 ， 廊 道钢管两侧均匀 上升， 其两侧高差不超过铺料层厚5 0 e m， 一般铺料 层厚采用 2 5 5 0 e m。 2 3 3 2 台阶法 在重力坝、 船闸以及闸坝底板等大面积仓号施 工中， 均采用 台阶法铺 料。台阶法混凝 土浇筑程 序 从块体短边一端 向另一端铺料 ， 边 前进 、 边加高 ， 逐 步向前推进并形成 台阶， 直至浇完整仓。其浇筑 程 序参见 图 1 。 0 图 1 浇筑程序 水平施工缝 采用逐步覆盖 ， 接缝砂浆在老混凝 土面上边摊铺边浇混凝土； 在浇筑过程 中， 台阶层次 应分 明， 铺料厚度5 0 e m， 浇筑层厚度为 1 5 2 0 m， 台阶宽度一般 1 0 m， 坡度一般 1 ： 2 。 2 3 4 平仓 2 3 4 1 人工平仓 在靠近模板 和钢筋较密 的部位用人工平仓 ， 使 骨料分布均匀； 水平止水、 止浆片底部用人工送料填 满 ， 严禁料罐直接下料 ， 以免止水 、 止浆 片卷 曲及其 底部混凝土架空 ； 各种预埋仪器周围用人工平仓 ， 防 止位移和损坏 ； 板梁柱等小仓面也采用人工平仓。 2 3 4 2 机械平仓 为了加混凝土施工进 度 ， 避免 因浇筑 时间过长 而产生混凝土冷缝 ， 在建筑物底板 大体积混凝 土部 分则可采用机械平仓； 混凝土坍落度一般要求在 3 6 c m 。凡能够利用机械平仓的仓面尽量优先考虑机 械平仓 。 2 3 5 振捣 根据施工规范规定， 振捣时间以混凝土不再显 著下沉、 不出现气泡、 开始泛浆为准。采用插入式和 一 6】 一 2 0 1 4年第 1 期 ( 第 4 2卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 1 2 01 4 ( T o t a l N o 4 2 ) 软轴式振捣器振捣， 移动距离均不超过其有效半径 的 1 5 倍 ， 并插入下层混凝土 51 0 c m， 顺序依次、 方向一致 ， 避免漏振。 2 3 6 混凝土铺料 间隔时间 混凝土铺料 间隔时间均应遵守规 范要求 。 水 工混凝土施工规范 规定 ， 用振捣器振捣 3 0 s ， 振捣 棒周 围 1 0 c m内仍能泛浆且不 留孔洞、 混凝土还能重 塑时 ， 仍可继续浇筑混凝土。否则 ， 作为“ 冷缝” 按施 工缝处理后继续浇筑 。 2 3 7 混凝土温控 混凝土通过分仓分层施工 ， 减少一次性混凝 土 浇筑量， 调整混凝土埋石率， 优化了混凝土配合比， 来减少水泥用量 ， 同时采用低发热量、 低含碱量 、 初 期强度高、 塑性性能好、 初凝期长的特制大坝水泥， 通过在混凝土配合 比中掺加 2 0 3 0 粉煤灰 ， 以 降低水泥水化放热量、 延缓水化热释放速度， 并采用 了制冷风系统对骨料进行了降温处理， 从而在拌合 中降低了混凝土水化热， 有效将混凝土人仓温度控 制在2 6 2 8。并在浇筑过程中对大体积混凝 土使用测温工具， 多频率对混凝土内部温度和外界 气温进行实时监测， 根据内外温差采用移动提温房 进行温度控制 ， 保证混凝土强度 ， 保证了工程质量 。 2 3 8 块石混凝土浇筑完成( 复查 、 检验 ) 埋石混凝土施工采用静态法与动态法相结合施 工， 这样既可以提高埋石率( 约2 5 ) 。又可以相应 提高混凝土人仓浇筑速度， 使仓内混凝土接头在初 凝前能够及时覆盖， 确保混凝土质量达到设计要求 。 1 ) 静态埋石混凝土浇筑法是 ： 首先 2 3 c m 厚 的 水泥砂浆 ， 铺筑5 0 c m厚混凝土料并振捣 ， 将充分湿 润满足要求的块石吊人仓 内， 人工配合摆好块石 ， 混 凝土人仓覆盖块石并振捣块石间的混凝 土 ， 然后有 摆放块石和混凝土人仓覆盖振捣 ， 每仓浇筑长度 1 0 1 5 In ， 宽 4 8 m， 高度在 1 21 5 m 。前一仓混 凝土浇筑完成 ， 强度应达到2 5 MP a 后再进行施工缝 处理 ， 方可继续浇筑。如此循 环直至 收仓。见 图 1 所示。 L 0 图 1 静态法埋石混凝土浇筑 2 ) 动态埋 石混凝土浇筑方法是 ： 沿坝段宽度从 上游向下游平行于坝轴线方向先铺筑一层长度 1 0 一 62 2 0 i n ， 宽 4 8 i n 水泥砂浆和混凝土料 ， 然后塔 吊吊埋 石 ， 现在用装载机或挖掘机进行混凝土人仓浇筑 ， 并 充分振捣埋石 间及底部混凝 土。简言之 ， 动态埋 石 混凝土浇筑方法 ， 就是边浇筑边埋石边振捣 ， 待强度 达到2 5 M P a 后再进行施工缝处理 。见 图2所示 。 图2 动态法埋石混凝土浇筑 根据工地机械设备 的混凝土拌制生产能力 ， 混 凝土及埋石水平运输 能力及入仓垂直运输 能力 ， 结 合坝体( 下游1 ： 0 8 的坡 比) 1 21 5 m一层 台阶的 设计结构 ， 确定每仓 1 21 5 i n 为一个埋石混凝土 浇筑分层 。在 I 5 i n 的埋石混凝土 浇筑分层 中进行 埋石施工 ， 当埋石的粒径为1 0 0 c m左右时 ， 最多可 以 埋一层块石 。当埋石粒径为6 0 c m左右时 ， 可以埋二 层块石。经过埋石混凝土浇筑实施后并通过计算发 现 ， 每个浇筑仓位如果 只埋设 5 01 2 0 c m粒径 的块 石 ， 其每个浇筑仓位 的埋石率只能达到 1 3 1 6 ， 埋石率很难提高。 埋石混凝土浇筑实践证 明， 在埋石混凝土浇筑 过程中， 埋设 5 O一1 2 0 c m 粒径块石和埋设 2 0 5 0 c m 搭配结合 ， 可明显提高埋 石混凝 土浇筑 的埋石 率。 埋设 2 05 0 c m粒径 的块石 ， 可采 用动态法进 行埋 设 ， 即先用吊篮将 2 05 0 c m的块石 吊入仓 内， 配合 人工将 2 0 5 0 c m的块石埋设在 的块石之 间和模板 拉条间等边角位置 。 3 结语 混凝土砌石重力坝作为水利工程必不可少 的一 个重要组成 因素 ， 发挥着不可估量 的作用。所 以在 水利工程建设 施工过程 中必须严格 按照施工设 计 图， 并结合所在城市的具体情况进行操作， 掌控好混 凝土砌石重力坝施工技术。 参考文献： 1 余浩强 浅谈混凝土砌石重力坝施工技术要点 J 中国 城市经济， 2 0 1 1 ( 1 5 ) ： 3 8 43 8 5 2 丘必学 浅谈混凝土砌石重力坝施工技术要点 J 广东 水利水 电 。 2 0 0 6 ( 0 1 ) ： 6 8 6 9