混凝土施工技术在拱坝工程中的应用.pdf

2 0 1 0年第 2期 ( 第 3 8卷) 黑龙江 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e L d 利科技 h n o l o g y o f Wa t e r Co n s e r v a n c y No 2 2 0 1 0 ( T o d a l N o 3 8 ) 文章编号： 1 0 0 7 7 5 9 6 ( 2 0 1 0 ) 0 20 0 8 0 0 2 混凝土施工技术在 拱坝 工程 中的应用 陈岳明 ( 宁海县胡陈乡人 民政府 ， 浙江 宁海 3 1 5 6 0 0) 摘 要 ： 某拱坝体形为单园心等厚双曲拱坝， 最大坝高l 2 3 m， 施工难度大， 文章介绍了该坝的混凝土施工技术， 主要包括混凝土施 工工艺 、 模板技术 ， 人仓工艺及碾压中的 值控制、 层 间结构及缝面处理等。 关键词 ： 拱坝； 混凝土； 模板； 入仓； 碾压 中图分类号 ： T V 5 2 文献标识码 ： B l 工程概 况 某拱坝体形为单 圆心等厚 双曲拱坝 ， 最大 坝高 1 2 3 n l ， 坝 顶厚7 O 0 m， 坝 底 厚 2 32 5 0 m( 拱 冠 拱 端 ) ， 厚 高 比 0 1 7 1 。最大 中心角 8 1 5 2 8 9 。 ， 最 小 中心 角 5 9 4 4 0 4 。 ， 中 曲面 拱冠处最大曲率半径1 1 0 5 0 m， 最小曲率半径5 0 O 0 m坝顶 轴线弧长 1 9 8 4 3 n l 。拱冠粱最大倒悬度 为 1 ： 0 1 1 ， 坝 身最大 倒悬度为 l ： 0 1 3 9 。坝体下游侧 1 8 5 m为一级配碾压混凝 土， 其余部位为三级碾压混凝土。碾压混凝上施上采用全断 面碾压连续上升施工工艺， 坝体混凝土3 O万 m ， 其中， 碾压 混凝土2 2万 m 。由于大坝坝址位于高山峡谷区， 坝址两岸 山壁陡 峭 ， 两坝肩 开挖 面坡度 达 6 8 2 0 。7 0 4 0 。 ， 混 凝 土入 仓布置难度很大。 2混凝土 施工 工艺 2 1 碾压层厚及升层高度确定 根据 大坝碾压混凝 土浇筑的入仓 方案 、 拌和运 输能力 以 及仓面面积、 碾压辊凝土的初凝时间来综合考虑碾压混凝土 施工 中的碾压层厚度及 升层 高度 ， 若仓 面面积 2 0 0 0 m 2 ， 碾压层厚度为 2 5 c m。 2 2铺料 与平仓 混凝土料在仓面上采用 自卸车两点叠压式卸料串联摊 铺作业法 ， 铺料条带从 下 游 向上 游平 行 于坝轴 线方 向摊 铺 ， 每4 m 宽一条带。当卸料、 平仓条带表面出现局部骨料集中 时， 辅以人工分散 ， 与模板接触的条带采用人工铺料， 反弹回 来的粗骨料及 时分散 开。并 在 上下 游大模 板上 刻 划 出层 厚 线， 以做到条带平整、 层厚均匀。平仓后的整个坝面略向上 游倾 斜。 2 3碾 压 采用大碾振动碾压时， 碾压遍数为： 先无振 1 遍， 再有振 68遍 ， 最 后 无 振 1遍 。碾 压 机 作 业 行 走 速 度 为 1 1 5 k m h ， 平均为1 2 5 k m h 。小碾压机 B w 7 5 S的碾压遍数 为 ： 先无振 2 遍 ， 再有振 2 5 3 O遍 ， 最后无振 1 2遍 ， 碾压机 作业行走速 度为 1 6 k m h 。碾压 机沿 碾压 条带行 走 方 向平 行于坝轴线。相邻碾压条带重叠 1 5 2 0 c m， 同一条带分段 碾压时 ， 其 接头部位应重叠碾 压 23 m。在一般 情况下不得 顺水流方 向碾压 。 碾压混凝土从拌和至碾压完毕 ， 要求在2 h 内完成 。碾压 作业完成后， 用桩子密度仪检测其压实容重， 以压实容重达 到规定要求为准 ， 每个检测点控制范 围为 1 0 01 5 0 m 。 2 4 V C值 的控制 碾压混凝土的 V C值对碾压质量影响极大， 应随着气候 条件 变化 而作 相麻 的变动。大量 的工 程试验 资料 表 明， 本工 程使 用的碾压 混凝 土仓面 值 4 6 s 最 佳 ， 遇雨 天和 夏天 阳光照射 ， 值分别向规定范围的上限或下限靠近 经过碾 压后 ， 混凝土表面为一层薄薄的浆体( 微泛浆) ， 又略有些弹 性 ， 同时在初凝前铺摊碾压上一层， 使上层混凝土碾压振动 时， 上下层浆体 、 骨料能相互渗透交错 ， 形成整体。 2 5 层 间结合及缝 面处理 大坝采用通仓连续碾压施工工艺。大坝的防渗主要是 以坝体 自身二级配碾压混凝土作 为大坝 防渗材料 ， 在拱坝 的 上游面从坝底到坝顶有 3 7 m厚 的二级配 富胶凝材 料 的碾 压混凝土作为大坝 防渗 主体 。 施工时 ， 对 于连续上 升 的层 问缝 ， 层 间间隔 不超 过初 凝 时间的不做处理； 同时对迎水面二级配防渗区， 在每一条带 摊铺碾压混凝土前 ， 先喷洒 2 3 m m厚的水泥煤灰净浆 ， 以 增强层问结合的效果。所需的水泥粉煤灰净浆严格按照试 验室提供的配料单配料， 洒铺的水泥灰浆在条带卸料之前分 段进行， 不得长时间地暴露。 在每一大升层停碾 的施工缝面上， 均充分打毛， 并用压 收稿日期 2 0 1 0 0 l 一1 8 作者简介 陈岳明( 1 9 7 6一) ， 男， 浙江宁海人， 工程师， 从事水利建设管理工作。 一 8 0 陈岳明 ： 混凝土施工技术 在拱 坝工程 中的应用 第 2期 力水 冲洗 干净 ； 在上升时 ， 全仓面铺一层 2 3 c m厚 的水 泥砂 浆， 以增强新老碾压混凝土的结合。 2 6 诱导缝 、 横缝 的施工 碾压混凝土拱坝设置 4条缝 ， 其 中两条诱导缝， 两条周 边缝 。 诱导缝采用重力式混凝土板结构， 重力式诱导板构件尺 寸为上部宽度1 0 a m， 下 口宽度2 0 e m， 高度3 0 c m或2 5 c m， 长 度1 0 0 c m， 重量5 0 k g 左 右 ， 可满 足人 工安 装 的要求 。根据 碾 压层的厚度， 每碾压 2层埋一层诱导板， 诱导板内设置 自制 的重复灌浆系统的进 出浆管 ， 并将 管头引至坝的下游 。 当埋设层的下一层碾压结束后 ， 按诱导缝的准确位置放 样， 再按设计将准备好的成对重力式预制板安装在已碾压好 的诱 导缝 上 ， 诱导板 的安设工作 先于 1 2个碾压 条带进 行 ， 并将重复灌浆逐步向下游延伸； 当铺料条带在距诱导缝 5 7 m 时卸两 车料后 ， 用 平仓 机将碾 压 混凝土 料小 心缓 慢 推至 诱导缝位置， 将预制混凝土诱导缝覆盖， 并保证预制板的顶 部有5 a m 左右 的混凝土料 ， 以不至 于在碾 压时直 接压在 预制 的诱导板 上 ， 损伤 诱 导 板。对诱 导缝 的 止浆 片 和诱 导 腔 部 位， 采用改性混凝土浇筑。该重力式的诱导板设计成对， 定 位容易 ， 安装 方便。 碾压混凝土拱 坝设 置两 条周 边缝 。周边 缝 以镀 锌波 纹 铁皮形成 ， 周 边短缝每1 5 m高设立 一灌 区。灌 浆 系统 的进 出 浆管采用镀锌钢管， 并将管头引至坝的下游。升浆管采用拔 管法形成。为保证施 工质量 ， 周边 短缝位 置采用 改性 混凝土 浇筑 。 3 模板技术研究 3 1 模 板设计 本工程大坝模 板外形 尺 寸按拱 坝最 小 曲率半 径 确定 模 板 的宽度 ， 按 拱坝最大 倒悬 度确 定模 板 的高度 ： 模 板结 构 按 混凝土的浇筑速度和模板 的安装 、 撤除要求进行设计 。 通过拱坝最小曲率半径和最大倒悬度计算， 得知单块模 板的外形尺寸为2 2 m1 8 m( 宽 高) 时， 模板的堤计误差 2 m m， 满足规范要求 。考虑 到碾压混凝 土快 速施工 的特性 和模板 的安 装 和撤 除工 程 量 ， 确 定单 块模 板 的外 形尺 寸 为 3 0 m1 8 m( 宽 高) 。拱坝模板设计除考虑模板的刚度、 操作性能外， 还考虑了调整曲率来满足大坝体形。模板的结 构主要包括面板、 支撑桁架、 侧向伸缩装置、 竖向调节杆、 工 作平 台共 5部分 。 3 2 模板结构 根据双曲拱坝体 形图计算， 单块模 板的外形 尺寸为 3 0 m1 8 I 10 ( 宽 高) ， 模板的两 tJ 7 5 C 1 面板部分双向可 调节曲度。模板的结构主要包括面板、 支撑桁架 、 可凋式松 紧螺栓、 锥头螺栓、 工作平台5个部分。单套模板由3块模板 组 成。 大坝模板的设计充分考虑了大坝体形结构和施工操作 性能 保证 了大坝 的体 形控制和连续 、 快速施工 的要求 。 4入仓 工 艺研 究 目前大部分水电站的碾压混凝土人仓( 如大水花、 沙牌、 龙滩、 大朝山等电站) 都采用真空溜管的方法。陡峭边坡采 用真空溜管 输送 碾 压 混凝 土 的方 法 ， 施 工 工 艺是 比较 成熟 的， 但真空溜管允许的坡度一般在4 2 。 5 5 。 。对一些岸坡较 陡的大坝 ， 采用 真空溜管输送碾 压混凝 土难度 较大 。水 电站 拱坝两岸边坡陡峭 ， 两 坝肩开 挖面坡 度达 6 8 2 。 7 0 4 。 。在 选择混凝土人仓方案时， 采用了多种方式。 4 1 缓降溜管 的创新运用 第 一种采 用真空 溜管 的方法 ， 一 般适用 于坡度 在 4 5 。 5 5 。 的混凝 土运输 。在该范围 内， 混凝 土质量易保证 。 第二 种采 用缓 降器 的方 法 ， 适 用 于坡度 7 0 。 高 陡边坡 的混凝土运输 ， 坡度越大， 运输效果越好。根据水电站拱坝 左右两条缓降器运输线( 右岸坡度 6 8 。 、 左岸坡度 7 0 。 ) 的运 行情况： 首先在安装问题上， 两条缓降器运输线均采用钢丝 绳固定， 安装方便， 无需搭设排架或立柱。其次在混凝土运 输上， 左岸坡度 7 0 。 ， 垂直高差5 0 m， 碾压混凝土输送至仓面 后。根据目测情况， 混凝土基本无骨料分离情况， 无骨料二 次破碎情况。右岸坡度 6 8 。 ， 垂直高差7 0 m， 根据仓面混凝士 情况看 ， 混凝土整体情 况 良好。 4 2 缓 降溜管与真空溜槽 的技术 比较 为了考察缓降榴管和真空溜槽对碾压混凝土质量 的影 响， 分别对其容重及密实度进行了检测试验。试验时先进行 无振 2遍， 再加有振进行。从试验结果来看 相同碾压遍数 的条件下 ， 采 用缓 降溜管的混凝 土密实度 平均 比采用 真空溜 槽 的混凝土高 1 2 。主要 是 因为缓 降溜 管输 送 的碾 压 混凝土经过缓降器再次拌和使其均匀性更好的原因。 5 结语 该工程 大坝结构 复杂 ， 大坝高达 1 2 3 m， 通 过采用 高速 胶 带机、 缓降溜管、 多向可调式悬臂模板的创新和运用， 既加快 了施工速度 ， 叉降低 了工 程成 本 ， 并创 造 了拱 坝碾 压混 凝 土 在一个 月连续浇筑上升3 3 5 m的新纪 录 ， 同时解 决 了高陡边 坡运输混凝土的难题， 对今后高陡边坡、 高落差输送混凝土 有广阔的应用前景。同时通过严格的质量控制， 使大埂碾压 混凝 土施 工处于受控状态 ， 保证 了大坝施工质量 。 参考文献 ： 1 孙庚 宁 蔺河 口水 电站双 曲拱坝碾 压混凝 土施 丁技术 J 水 力发电 2 0 0 4 ( 0 2 ) ： 4 5 4 7