碾压混凝土拱坝预制灌浆廊道布置研究.pdf

2 0 1 5年第 8期 ( 第 4 3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 8 201 5 ( T o t a l N o 4 3 ) 文章编号 ： 1 0 0 7 7 5 9 6 ( 2 0 1 5 ) 0 80 0 5 7 0 3 碾压混凝土拱坝预制灌浆廊道布置研究 童元雄， 马富强 ( 贵州省水利水 电勘测设计研究院， 贵 阳 5 5 0 0 0 2 ) 摘要 ： 以碾压混凝土坝灌浆廊道为研究对象， 归纳了各种预制廊道型式的优缺点， 并结合吊 洞水库廊道走 向、 用途等特点及施工吊装能力 ， 确定了廊道的预制型式， 以达到充分发挥碾压 混凝土快速施工的目的。 关键词 ： 灌浆廊道； 预制； 碾压混凝土拱坝 ； 顶拱； 正确布置 中图分类号： T V 6 4 2 3 文献标识码： A Re s e a r c h o n La yo ut o f Pr e c a s t Co nc r e t e Gr o ut i ng Ga l l e r y i n Ro l l e r Co mp a c t e d Co n c r e t e Ar c h Da m TONG Yu a n x i o ng a n d MA Fu - q i a ng ( G u i z h o u P r o v i n c i a l Wa t e r C o n s e r v anc y H y d r o e l e c t r i c P o w e r I n v e s t i g a t i o n ， D e s i g n a n d R e s e a r c h I n s t i t u t e ， G u i y ang 5 5 0 0 0 2 ， C h i n a ) A b s t r a c t ： T a k i n g t h e g r o u t i n g g a l l e r y o f r o l l e r c o mp a c t e d c o n c r e t e d a m a s t h e s u b j e c t i n v e s t i g a t e d ， t h e a d v a n t a g e s a n d d i s a dv a n t a g e s o f v a r i o u s t y p e s o f p r e c a s t g a l l e r i e s a r e s u mma r i z e d a n d t h e t r e n d， u s a g e a n d c o n s t r u c t i o n l i f t i n g c a p a c i t y o f ha ng i n g h o l e r e s e r v o i r g a l l e ry are c o mb i n e d t o de c i de t h e p r e c a s t t y p e s o f g a l l e r i e s ， S O a s t o r e a c h t h e p u r p o s e o f r a p i d c o n s t r u c t i o n o f r o l l e r c o mp a c t e d c o n c r e t e Ke y wo r d s： g r o ut i n g g a l l e ry ； pr e c a s t ； r o l l e r c o mp a c t e d c o n c r e t e a r c h d a m ； c r o wn； c o r r e c t l a y o ut O 引 言 碾压混凝土坝具有施工速度快 、 水泥用量少 、 施 工工艺相对简单和工程造价低等优点， 在现代坝工 中发展尤为迅速。作 为灌浆 排水 、 监测、 交通 和运 行维护等功能的廊道而言 ， 合理正确 的布置 ， 减少施 工过程中的干扰， 尽可能增大施工仓面， 充分发挥碾 压混凝土快速施工的特点 ， 就显得尤为重要 。 1 工程概况 吊洞水库位于丹寨县兴仁镇点烈村， 所在的河流为 摆泥河， 属长江流域沅江水系清水江一级支流， 距丹寨 县城约1 9 k m。坝址以上集水面积1 1 9 k m 2 ， 多年平均流 量2 8 4 m 3 s ， 多年平均径流量7 8 8 0万 m 3 。吊洞水库 工程主要分为水源枢纽工程 、 供水工程和灌区工程 ， 其 中枢纽主要建筑物由碾压混凝土拱坝、 坝顶开敞式溢流 表孔、 左坝段坝身放空底孔、 右坝段坝身取水 口等建筑 物组成。本工程主要任务是工业供水、 城镇供水和农田 灌溉。 为了充分 发挥碾压混凝土坝快速施工 的优点 ， 做到尽量少设廊道 的原则 ， 达 到一个廊 道多种用途 的目的， 并结合大坝整体施工的特点 ， 特提出预制廊 道的方案进行设计。 2 预制廊道结构型式 坝体内廊道断面型式一般为城门洞型， 预制型 收稿 日期 2 0 1 5 0 6 2 8 作者简介 童元雄( 1 9 8 4一) ， 男， 湖北孝感人 ， 硕士， 助理 工程师， 研究方向为水工结构； 马富强( 1 9 8 0一) ， 男， 山东菏泽人 ， 工程师， 研究方向为水工结构。 一 5 7 2 0 1 5年第 8期 ( 第 4 3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 8 201 5 ( T o t a l N o 4 3 ) 式主要可分为全断面预制( 有时亦含底板 ) 、 全断面 表 1 。 分体预制和部分预制 ， 3 种预制廊道的型式对比见 表 1 不 同预制廊道型式比较 从表 I中可知 ， 选择哪种预制型式 ， 主要取决于 施工难度 ， 运输 、 吊装和安装能力 以及施工工期。针 对以上各预制廊道的优缺点， 对吊洞水库灌浆廊道 的布置和走向进行设计， 选择廊道断面尺寸为 2 5 m 3 5 m( BH) 城 门洞型， 厚 0 5 m。倘若选择全 断 面预制( 不含底板) ， 预制件混凝土用量为2 4 m。 ， 重 量约达6 t ， 而仅顶拱预制的混凝土用量为0 9 4 i n ， 重量仅为2 3 t 。 虽然全断面预制受力条件好 ， 预制和安装方便 ， 但施工运输 、 吊装能力难度大 ， 而且还存在坡度约为 4 0 。 的斜截面上廊道 的安装 ， 施工危 险系数较大 ， 为 确保施工安全的原则 ， 最终选用仅顶拱预制的方案 。 3 廊道结构布置 3 1 廊道布置设置 吊洞水库基础灌浆廊道与左右灌浆平硐高差仅 为2 3 2 lq tl ， 若按二层廊道设计 方案 ， 必定会造成经济 上浪费以及交通上不便 ， 而采用斜廊 道将两者衔接 一 起 ， 问题就迎刃而解。 整个坝体廊道均布 置于上游防渗混凝土 以内， 距离上游坝面4 5 6 n l ( 最窄处 ) ， 在6 6 6 8 0 m设 置水 平坝基帷幕灌浆廊道， 廊道长 L = 6 2 3 m； 再用长 L ： 3 6 5 m， 坡度 i - 3 8 7 。 的斜廊道于左右岸 6 9 0 0 0 m高 程水平廊道相互连接， 并在6 9 0 0 0 m高程的廊道于 左右岸灌浆平洞相衔接， 且在 6 9 0 0 0 m高程左右岸 各设置一径 向交通廊道的布置方式。 所有廊道断面为 2 5 m 3 5 m( BH) 城门型见 图 I 一 5 8 一 图 1 坝体廊道布置断面图 童元雄， 等： 碾压混凝土拱坝预制灌浆廊道布置研究 第 8期 3 2 预制件断面尺寸确定 2 0 0 。 为了尽量保 证预制顶拱 的统一性 ， 将廊道顶拱 分为两种类型 ， 即 A型普通类 型和 B型异形体类型 ( 转弯衔接体) 。A型共计 2 9 7块 ， 约占9 6 4 ， 异形 体共计 1 1块 ， 约 占3 6 ， 并在各预制顶拱末端预埋 q o 5 0 P V C管 ， 这样便 于安装 ， 提高安装精度和模板利 用率 ， 保证施工质量 。 3 3 廊道预制混凝土指标确定 廊道预制顶拱采用二级配 C 2 5混凝土 ， 边墙 为 现浇的二级配 C 2 5 混凝土， 整个廊道外包 5 0 c m的三 级配变态 C 2 0混凝土， 见图 2 。在 6 9 0 m高程灌浆廊 道与左右侧交 通径 向廊道 ( 长 L=1 0 m m) 相 交汇的 地方 ， 由于两拱圈相交 ， 形状复杂多变 ， 不便于预制 ， 故局部采取现浇 C 2 5混凝土。 图 2 廊道断面图 3 4 配筋设计 预制廊道顶拱的配筋计算主要考虑设计荷载 有 ： 顶拱 自重 ， 新浇混凝 土的重量 ， 施工人员及 施工设备荷载 ， 新浇混凝土的侧压力。 吊洞水库每个廊道预制顶拱设置 2个 吊环供吊 装使用 ， 吊环对称分布于拱 圈顶两侧 ， 使预制顶拱吊 装 时受力均匀。计算结果表 明， 廊道配筋设计 主要 控制条件是混凝土碾压时产生的侧压力， 故主要受 力筋 配 置 双 层 p 2 0 2 0 0 ， 分 布 筋 配 置 双 层 P 1 4 3 5 预制件的安装施工及注意事项 1 ) 预制顶拱应严格按要求施工 ， 当混凝土强度 达到设计强度 的 2 0 2 5 方可进行拆模 ， 且模板 的拆除顺序与模板 的支立顺序一致。 2 ) 预制顶拱浇筑过程中应 随时观察混凝土的振 捣情况及钢筋、 模板的维护情况 ， 避免振捣棒碰撞模 板及预埋管时使尺寸 出现偏差 ， 每块 预制拱必须一 次浇筑完成 ， 不允许 间断 ； 浇筑完 毕后应 及 时浇水 养护。 3 ) 预制顶拱在 预制 场完成施工后 ， 当混凝土强 度达到设计强度的 7 5 之后方可起 吊 j ， 用运载车 转运至施工现场 吊装施工。单块预制拱最大起重量 为 2 5 t 。 4 ) 预制拱吊装完成后 ， 应对内壁进行加固， 方可 进行碾压混凝土施工 ， 且在碾压过程 中， 顶拱两侧必 须对称铺筑， 严禁 出现单侧铺料过 高的现场。铺层 厚度严格依照施工图纸及相关技术规范。 4结语 采用廊道预制顶拱 的设计方案 ， 可减少碾压混 凝土坝施工过程 中的干扰 ， 充分发挥其快速施工 的 目的， 同时预制顶拱可节省大量模板搭建与拆 除的 工程量 ， 便于机械化 、 标准化施工 ， 不仅缩短提前工 期创造有利条件 ， 更为降低工程投资、 提前受益提供 了可靠的保障。 参考文献 ： 1 林继镛 水工建筑物 ( 第五版) M 北京 ： 水利水电出 版社 ， 2 0 0 9 ： 4 8 2 王金宽， 李光波 ， 王怀斌， 等 白石水库碾压混凝土坝预 制水平廊 道的设计 与设 计 J 水 利水 电技 术， 1 9 9 8 ( 0 9 ) ： 2 83 0 3 胡思波 三峡厂坝预制廊道施工设计及施工技术 J 人 民长江， 2 0 0 7 ( 1 1 ) ： 6 3 6 5 4 李昌彩 高坝洲碾压混凝土大坝廊道设置研究 J 水力 发 电， 2 0 0 2 ( 0 3 ) ： 4 5- 4 7 5 路磊 龙桥拱坝碾压混凝土与灌浆廊道的快速施工 J 湖北水 力发 电 。 2 0 0 7 ( o 4 ) ： 6 8 7 O 一 5 9