某工程高拱坝混凝土浇筑工期研究.pdf

Q ! 生箜! 塑 丕j 型 皇 _ _ _-_ _ _ _ -_ -_ _- _-_ _ _ _- _-_ _ _ _ _- _ _ _ _ -_ _ _ _I _ _- 一 文章编号】 1 0 0 20 6 2 4 ( 2 0 1 2 ) 1 1 0 0 0 30 2 规划设计 某工程高拱坝混凝土浇筑工期研究 杨 明刚 ( 成勘院施工设计与管理部， 四川 成都 6 1 0 0 7 2 ) 摘 要 针对某工程双曲拱坝的特点 ， 采用施工模拟及工程类比的方法， 对该坝坝体的施工进 度进行 分析 。进 而得 出 了相对合理 的施 工进 度 ， 即其 混凝 土双曲拱 坝 3 6个月的浇筑施 工 工期 是合适 的。 关键词】双曲拱坝 ； 混凝土施工； 进度 ； 缆机； 模拟 中图分类号T V 6 4 2 4 + 2 【 文献标识码 B 1 概述 某水 电站位于大渡河 中游 ，电站总装机容 量 4X6 5 0 M W o 该工程枢纽建筑物 由混凝土双 曲拱坝 、水垫 塘 、 二道坝、 右岸泄洪洞、 左岸引水发 电建筑物等 组成。 工程 挡水建筑 物采 用混凝 土双 曲拱坝 ，坝 顶 高程 1 1 3 5 0 m，建 基面高程 9 2 5 0 m，最大坝 高 2 1 0 0 m， 坝顶厚 1 0 m， 坝底 厚 5 2 m， 坝 顶 中心 线 弧长 6 3 5 4 7 m。 影响该工程总工期 的关键 项 目为初期导流工 程及混凝土双曲拱坝工程，而双曲拱坝坝体的施 工是影响工程总工期最重要的环节之一。 2 拱坝施工的外部条件 1 ) 气象条件。 坝址区多年平均气温 1 6 9 C， 极 端最高气温 3 9 2 o C， 极端最低气温一 3 9 oC， 温度 最低的 1 月月平均气温为 8 0 q C，具备混凝土全 年施工 的条件。 2 ) 施工导流。大坝基坑采用一次拦断隧洞过 流、 全年围堰的导流方式 ， 拱坝具备全年施工的 条件 。 3 ) 混凝土运输设备。大坝混凝土采用 3 台 3 0 t ( 9 m3 立罐 ) 平移式 中速缆机运输入仓 ， 缆机工作 区完全覆盖 整个拱坝。 4 ) 拱坝布置及 工程量。 坝顶 中心线弧长 6 3 5 4 7 m，共设 2 8条横 锋 ， 分为 2 9个 坝段 ， 坝段 间距 为 2 0 0 2 2 6 m， 坝 身设 4个深 孔 ， 3个导流底 孑 L 。浇 筑 块 最 大仓 面 面积 1 2 4 2 m2 。 坝体 混凝 土 总 量 3 3 0 8 5万 r n 3 o 3 拱坝 施工进 度研 究 该拱 坝施工进度采用大坝施工过程 的计算机 模拟及工程类比的方法进行研究。 3 1 大坝施工过程模拟研究 大坝混凝土浇筑的计算机模拟程序采用离散 系 统模拟理论建立数学模型，以状态变量和决策 变量与约束条件间的数学逻辑关系来定量描述。 主体程序通过状态变量和决策变量的改变，按照 既定的浇筑规律和约束条件对大坝混凝土浇筑进 行施工过程 的模拟。 1 ) 主要施工参数的选择与确定。模拟计算时 应考虑有效施工天数、 混凝土初凝时间、 缆机布置 参数、 缆机循环时间及生产率等参数 ， 以及坝体体 型、 泄洪深孔及导流底孔布置等坝体参数 ， 从而确 定所选缆机在运输过程中各阶段的时间参数。 2 ) 模拟计算基本参数汇总。混凝土浇筑模拟 计算所采用的基本参数见表 I 。 3 规划设计 东北水利水电 2 0 1 2年第 1 1 期 表 1 某大 坝混凝土浇 筑基本施 工参数 表 参 数 名 称 参 数 值 坝项高程 m 大坝最低建基面高程 m 开工 日期 缆机台数 台 基础块厚度 m 非基础块厚度 m 浇筑铺层厚度 m 层间间歇时间 d 吊罐容量 m， 吊罐吊装时间 s 吊罐卸料时间 s 混凝土初凝时间 h 拆模时间 d 间歇形成老混凝土时间 d 相邻柱体允许高差 m 基础 混凝 土的约束 系数 老混凝土的约束系数 缆机检修一次应完成 的混凝 土量 缆机检修一次需要的时间 d 缆机问的安全距离 m 悬臂允许高度 m 3 ) 其他主要约束条件。除基本参数外 ， 模拟计 算还应满足接缝灌浆、 施工期度汛的面貌要求。同 时应按照 限定条件使 用缆机。 坝体接缝灌浆。坝体分为 1 6 个灌区进行接 缝灌浆， 即坝体 9 2 5 0 m高程至 1 0 4 5 0 m高程分为 1 0个灌浆 区， 灌浆区高度为 1 2 0 m； 坝体 1 0 4 5 0 m 高程以上分为 6 个灌浆区， 灌浆区高度为 1 5 0 m。 接缝灌浆在施工进度方面的主要限定条件： 灌 浆 区两侧坝块混凝土龄期不少于 6个月 ， 在采取有 效措施得情况下亦不应少于 4 个月； 灌区上部宜有 1 2 m厚混凝土压重层， 其中6 m为同冷层。 施工期度汛要求。大坝施工应满足施工期 度汛要求。大坝混凝土于第 5 年 3月开始浇筑， 根 据度汛要求，坝体混凝土于第 7 年 5 月底应浇筑 至 1 0 7 5 m高程， 灌浆高程 1 0 4 5 m， 坝体达到 1 0 0 年一遇挡水度汛标准；第 7年 1 1 月导流洞下闸， 1 1 月至翌年 4 月进行导流洞封堵施工，坝体混凝 土于第 8 年 2 月底浇筑至坝顶高程。 缆机使用原则。鉴于部分坝块混凝土浇筑 仓面面积过大，在程序中通过对缆机使用作相应 的限制： 每一浇筑块混凝土浇筑时间不超过 2 4 h ， 4 在浇筑某一仓面时， 若 1 台缆机不能满足要求， 可 使用2台或 3台；若某个浇筑块混凝土间歇期将 至， 可优先安排该块的施工。 4 ) 大坝施工过程模拟计算成果。根据模拟计 算结果 ， 坝体混凝土于第 5年 3月开始浇筑 ， 第 8 年 2 月大坝混凝土浇筑即可全部完成，混凝土浇 筑工期为 3 6 个月 ，上述成果满足全部限定条件。 主要计算成果详见图 1 及图 2 。 k 魑 蟮 煺 口 叵 图 1 大 坝混凝 土浇筑强度及 慕计 曲线图 k 、 删 塥 搂 刊 噗 嘣5 图 2 大 坝混凝 土浇筑与接缝 濯浆进 度曲线图 4 大坝浇筑进度的工程类比分析 4 1 模拟计算成果的工程类比分析 采用混凝土浇筑模拟程序在二滩工程施工时 曾成功预测并指导了混凝土浇筑的跳仓、跳块顺 序和浇筑进度， 按施工动态模拟计算， 其结果与实 际施工情况基本吻合。二滩电站与此工程大坝模 拟所用施工参数及主要设计成果详见表 2 及表 3 。 从两表中可看出，二滩混凝土双曲拱坝混凝 土浇筑所用施工参数较本工程设计选用的施工参 数略先进 ，鉴于二滩电站大坝混凝土施工的模拟 计算结果与实际施工进度基本一致。因此， 通过与 二滩混凝土双曲拱坝施工比较 ，可知该电站大坝 混凝土浇筑模拟所取参数是可行的、模拟计算结 果是合理 的。 4 2 与其他工程的类比分析 现 将 此 双 曲 拱 坝 混 凝 土 浇 筑 模 拟 纂 爹 6 4 2 O 8 6 4 2 O OO OO0OO OOO 00 0 n g 2 舛 ii 一 嗍 。 姗 螂 一 勰 一 1 9 年 ： ， 1 5 第 2 0 1 2年第 1 1 期 东北水利水电 规划设计 运至成品料仓保温储存 。 溶化的沥青通过沥青泵送至沥青脱水锅、 加 热罐 ， 进行脱水、 加热， 沥青罐采用导热油加热和 保温。成品料仓采用电加热， 矿棉保温 ， 贮放时间 可达 2 4 h 。 系统内设沥青仓库和柴油储罐 ，沥青储量按 连续生产两个月沥青用量考虑 ， 储量为 1 0 0 0 t ； 柴 油储量按连续生产一个月柴油用量考虑，容量为 6 0 t 。储存场所设置必要 的防雨、 防火 措施 。 4 结语 旁 多水利枢 纽工程正处 在建设过 程 中，根据 目前生产情况看 ，沥青混凝土碱骨料加工及拌和 系统运行状况良好 ，骨料破碎及沥青混凝土生产 质量稳定 ，生产强度能够满足沥青混凝土心墙浇 筑要求， 加工系统布置合理， 设备选型适宜。 【 收稿 日期】 2 0 1 2 0 7 1 1 ( 上接第 4页) 表 2 二 滩与某 工程大坝 主要施 工参数 比较 表 表 4 某 大坝与 国内外混 凝土大坝 施工情 况比较表 表 3 二 滩与某工 程大坝 主要设 计成 果比较 表 国 内外 近 3 O年来 已建或在 建 的 2 0 0 m 以上 混凝 土大坝施工资料进行 比较 ， 详见表 4 。 从表 4可 以看 出，该工程混凝 土双 曲拱坝在 浇筑强度及工 期上均处 于中下水平。与美 国六七 十年代建成的德沃歇克混凝土坝相比，其坝高和 混凝土量均大于此大坝 ，采 用 3台 2 3 t 缆机 吊 6 罐施工，其月平均浇筑强度和最大强度分别为 9 2 0万 m3 月和 1 8 4 0万 m3 月 ；而此大坝施 工选 用的3台 3 0 t 缆机吊9 m 3 罐， 月平均浇筑强度和 最大强度分别 9 1 9万 m3 月和 1 5 1 7万 m3 月 ， 单 工 酩 称 骗 m 潞 1 土 m 量 3 浇 觳 各 浇 筑 强 度 ， ( 1 0 m ) 月 1 平 均 最高 坝体 上 浇 筑 升速 度 工期 f IT l 月) ， 月 台缆机 生产率月 平均 为 3 0 6万 m3 月 ，与德沃歇 克相 当。从 国内已建成 的二滩水 电站大坝混凝 土 施工情况分析 ，其单台缆机平均生产率为 3 3 9万 m3 月 ， 坝体月 上升速度为 6 0 m 月 ， 均较 该工程 施 工参数先进 。 由此可见 ， 基于 3 6个 月 的浇筑 工期 ， 此大 坝 缆机 的效率 尚有一定潜力。 5 结论 通过对该工程双曲拱坝混凝土浇筑施工进行 的模拟计算分析及工程进度的工程类 比分析可 知， 其混凝土双曲拱坝 3 6 个月的浇筑施工工期是 合适的。 采用混凝土坝施工模拟软件结合工程类比分 析 ， 对分析 混凝 土坝 的施工进度 、 协助进行施 工设 备选择是一种有效且可靠的手段。 现在越来越多的工程不仅在前期分析论证过 程中采用上述方法， 在实际建设过程中， 计算机模 拟技术也得到了越来越多的运用，并产生了良好 的效果。 【 收稿 日期】 2 0 1 2 0 9 1 0 9