官地水电站地下厂房混凝土施工技术综述.pdf

次，通水流量为 1 8 2 5 L mi n 。 肘管 1 1 6 9 O O m以下混凝土采用在尾水扩散段布置两 台混凝土泵泵送人仓 的方式进行浇筑 ；肘管 1 1 6 9 O O m 以 上混凝土采用布料机配合溜槽入仓为主、桥机吊卧罐为 辅的方式进行浇筑。 5 锥 管及座环支墩混凝 土 锥管 先进行一 期外包 混 凝 土的浇 筑施 工 ，待 一 期混 凝 土浇筑至设计 高程 后 ，再 进行 尾 水锥 管 的安装 ，最后 进行座环、蜗壳支墩混凝土的浇筑。 1 4号机组段尾水锥管一期外包混凝土均分 4层， 第 1层浇筑高度为 2 5 m，分 3个浇筑块进行施工，上、 下 游分块线为厂纵 O +8 2桩号处 ，上游块 又分 为左 右两 块 ；第层浇筑高度为 2 O m，分 4个浇筑块进行施工， 施 工缝 分别设在每个机组 中心线和下 游厂纵 0 +2 5桩号 处 ；第 层浇筑高度为 2 2 m，分 8个浇筑块进行施工； 第层浇筑高度为 1 3 2 3 m，分 6个浇筑块进行施工。 每个机组的座环支墩混凝土作为一个浇筑块整体进行施 工。每个机组段有 1 7个蜗壳支墩，每个支墩整体作为一 个浇筑块进行施工 。 锥管一期外包大体积混凝土采用水平及悬挂的皮带 机和布料机 ，结合 溜槽 入仓 为主 、混凝 土 泵泵 送 入仓 及 桥机吊运 3 m。卧罐入仓为辅的方式进行浇筑；尾水管排 水廊道层墙体混凝土和座环支墩及蜗壳支墩混凝土采用 在压力管道下平洞布置一台混凝土泵泵送入仓为主、小 桥机吊运 3 m。卧罐入仓为辅的方式进行浇筑；锥管二期 混凝土采用在压 力管 道下 平洞 布置 一 台混凝 土泵 泵送 人 仓的方式进行浇筑。冷却水管布置及通水方法与肘管混 凝土相 同。 6 蜗 壳混凝土施工 蜗壳混凝土分为蜗壳支墩二期混凝土、技术供水设 备室混凝土、蜗壳保压混凝土和蜗壳闷头临时通道 昆凝 土 4部分 。 蜗壳保压混凝土共分 5层进行浇筑 ，分层高度分别 为 2 5 、2 5 、2 3 、2 2 、2 5 m，每层 沿机 组横 、纵轴 线 分为 4个象限，每个象限浇筑最大断面为 1 5 m1 7 m ( 长 宽) ，最大 浇筑 面积约 2 3 2 m。 。第 1 层 按 I 一 一 一 象限的顺序进行浇筑 。混凝土浇筑至设计高程后 ，为 了避免蜗壳与混凝土接触的部位形成小于 6 O 。 的倒角，与 蜗壳接触处混凝土面应多浇筑 5 0 c m高度，使顶面形成一 个倾斜 面 ，从 而保证 在第 2层 混凝 土浇 筑 时新 老混 凝土 能够更好地结合 ，避免出现死角。第 2 4层按先 I和 象限、后 和 象限的顺序对称进行浇筑。第 5层按 I 一 一 一象限的顺序进行浇筑。相邻混凝土块间 隔 5 6 d ，层间间隔 6 7 d 。混凝土采用在压力管道布置 混凝土泵泵送人仓、平铺法薄层 连续浇筑，人工平仓， 地 下 工 程 l 混凝土上升速度控制在 3 0 c m h 。浇筑完毕后应立即用保 温被或 热导率不 大 于 0 0 4 4 W( m ) 、厚 3 c m 的 聚 乙 烯卷材保温材料覆盖。施工人员通道采取在安装间高程 沿主机间上游墙布置钢栈桥 ，栈桥与机组工作面间采用 旋转爬 梯 连接，模板、钢筋 等材料 采用 8 0 t 3 0 t桥机 调 运。 蜗壳保压混凝土按出机E l 温度不高于 1 4 、入仓温 度不高于 1 6 C进行控制，混凝土浇筑第 4 d后降温每天不 超过 1 。仓 内预 埋 冷却 水 管 ，采 用 4 0 mm 镀锌 钢 管 ， 沿长度方向每隔 2 O m布置一根竖向架立钢筋、管路节点 及转弯 部位 增 设插 筋 进行 固定 ，间、排 及层 距 均 为 0 5 m，与结构模板边线按水平间距 0 5 m进行控制。t 昆 凝土浇筑后 4 8 h内通 1 2 制冷水，第 3 1 5 d 通 1 6 C 河水 或制冷水，通水流量 1 8 2 5 L mi n ，管内水流方向每 2 4 h 更换一次 ，当混凝土内部温度降至 2 5 时，停止通水。 蜗壳保压混凝 土每层 预埋 4支 温度 计 ，以监控 混凝 土 内 部最高温度。在浇筑开始后的 4 d内每 4 h测温一次，第 5 2 8 d每 1 2 h测 温一 次 ，第 2 9 6 0 d每 2 4 h测 温一 次 ， 并根据混凝土实测的升温、降温情况 ( 小于 1 d )及时 调整通水温度及变换方向的频率。 为了保证蜗壳座环底部混凝土的浇筑质量 ，蜗壳底 部和内侧采用预埋泵管泵送 自密实混凝土人仓 的方式进 行浇筑 预埋的径 向泵管出口布置在距座环底部阴角部 位最高处 2 0 c m 处 。当混凝土浇筑至进人通 道上部 ，人 无 法再进入仓号操作后，封闭进人通道，利用预埋在混凝 土内的径向朝天管继续泵送浇筑阴角部位剩余的混凝土， 利用座环上的预留孑 L 洞进行混凝土振捣。当混凝土浇筑 至座环顶面，且环板上孔洞开始 冒浆后，用木塞将座环 上的振捣孔和未使用的径向泵管进口封堵 ，改用同标号 砂浆泵送浇筑 阴角部位，并从封水环侧壁预留的排气 口 ( 后期作为灌浆Y L )观察混凝土浇筑情况。当孑 L 中不再往 外流水和稀浆后，及时用铁丝在孔中不断搅动 ，直至孔 口冒出与泵送砂浆相同浓度的砂浆后即停止泵送，完成 混凝土浇筑 。 同时，在座环安装过程中埋设回填灌浆的管路、预 留孔洞 ，在第 二层 混凝 土浇筑结 束 7 d后 ，利用 座环 上预 留的灌浆管路对座环底部进行回填灌浆，以填补混凝土 与蜗壳 之 间 的缝 隙。浆 液水 灰 比为 0 5：1 ，灌 浆 压 力 0 1 O MP a ，按 4个象限的浇筑块分组分序进行灌浆，严 格控制灌浆压力，防止对蜗壳造成抬动影响，灌浆结束 后将灌浆孔清理干净并封孔。 7机墩 、风罩及发 电机层混 凝土施工 1 4号机组段平行作业，按照机墩、风罩、电气夹 层 、发电机层 的顺 序进 行施 工 。机 墩分 2层 ，各层 平面 不分块、整体浇筑；风罩分 2层 ，各层按墙体分为 4块 浇筑 ；板梁柱混凝 土按电气夹层柱、电气夹层板梁、发 电机层柱、发电机层板梁的顺序分 4层，每层分 2块浇 4 5 囊 _ 水 利 水 电 施 工 2 0 1 5 第1 期 总 第1 4 8 期 筑 。混凝土采用 混凝 土泵泵 送人 仓 为主 、桥 机 吊卧罐 人 仓为辅的方式进行施工。 8 安装间底板、主机间发 电机层及安装间 以上构 造柱 混凝 土 安装 问底板 混凝 土分 4块进 行 浇筑 ；安 装 间端墙 柱 分 7 层浇筑 ，每次 浇筑 到联 系 梁下 部 即为 一层 ；上、下 游构造柱分三层浇筑 ，第一层浇筑到第一层联系梁底部 ， 第二层浇筑到第二层联系梁下部，第三层直接浇筑到岩 壁 吊车梁下 部。混凝 土采用混凝土泵送人仓 。 9 岩壁吊车梁混凝土施工 厂房第层开挖结束和第层 中部拉槽后，在岩壁 吊车梁下部用开挖石渣铺筑支撑平台，反铲压实，然后 浇筑一层 1 0 c m厚的混凝土或砂浆，待强后搭设满堂红脚 手架作 为模 板支撑 。 模 板面板采用维萨板外贴 P VC板 的方式 ，横 肋和小 纵肋均采用 1 0 0 mm 1 0 0 mm 方 木 ，小 纵 肋方 木 间距 为 2 9 2 5 mm，横肋方木间距 为 3 7 6 7 mm。大纵 肋采 用 2根 2 O号槽钢 组成 ，间距 6 0 0 mm。维 萨板 和 P V C板 规格 尺 寸均为 1 2 2 mx 2 4 4 m，厚度分别为 1 8 ram和 l mm。先 用抹布将维萨板和 P V C板表面擦干净 ，然后用板刷均匀 地在维萨板和 P VC板 的接 触面上 涂刷 薄 薄一层 万 能胶 ， 再从一端开始 ，小心 细致地 将 P VC板 铺贴 在 维萨 板止 ， 避免 出现褶皱 且两板 边缘 必须 对齐，否则，在安装及混凝 土浇筑过程中 P V C板边缘会破碎，使浇筑的混凝土出现锯 齿状疤痕 。P V C板表面的贴纸要在模板安装后 、混凝土浇筑 前再撕掉，以免在模板安装过程中不慎碰撞产生擦痕，影响 混凝土表面光洁度。模板安装后，由于存在钢筋及埋件安装 的焊接施工，故通常采用湿润的草袋敷设于模板表面进行保 护 ，以免焊接施工烧伤 P V C板表面。 为了确保拼接缝的平顺，减少接缝数量，采用组合 大模板 ；边 模 和底 模 对 折 点 处 分 别将 模 板 边 缘 设 计 成 6 1 8 5 。 的角度进 行拼装 ；浇筑顶面采用倒 角贴八 字木条方 法 ，保证折点处成为一条笔直线以利于美观；对垂直拼 缝 及水 平折点缝均 采用 缝 内用胶充 填 ，缝 外用 透 明胶带 粘 贴的方法 ；底 模与 边墙交 汇处 采用 在镜 面模 板 内部布 置一道钢板网模 ，避免该部位混凝土拆模后呈锯齿状 ， 同时确保混凝土与岩面结合良好。 模 板拉筋 采 用 在 混 凝 土 内 预埋 螺 栓 并 在 外 端 预 埋 P VC锥台的方式。每排拉筋设在同一高程上，间、排距 均为 8 0 c m。混凝土拆模后，直接拧出外螺栓 ，取下 P VC 锥台，形成一排排整齐的锥台型光滑孔洞。各孔洞采用 直径为 1 5 c m 的类 似 瓶盖 的彩 色 塑料 盖盖 上 ，以确保 美 观。P VC锥台的另一个作用是在仓号内侧支撑模板，使 钢筋具有 同一厚 度 的保 护层 ，从 而有 效地 解决 采用 水泥 砂浆垫块来支撑 模板 ，拆模 后垫块 处 易产 生麻 面 ，影 响 4 6 美观 的问题 。 每个混凝土浇筑段内均布置 4层冷却水管，每层水 管在浇筑段 两端部 拐弯处距 离梁端 面 的距 离分别 为 5 0 0 mm 和 1 0 0 0 mm，错 开 布 置 。冷 却 水 管 采 用 内 径 4 0 mm、壁厚 2 2 5 mm 的 白龙管 ，水源取 自附近 的河水 ( 平均水温为 1 6 0 C) ，水管 内水 的流速为 1 2 m s ，流量 约为 2 2 m。 h 。实施 前 ，先 采用 1 3倍 的最 大冷 却水 流 速进行冷却水 管强度 及密 封性 的现 场压 水检 测 ，确保 整 根水管滴水不漏后再进行梁体混凝土浇筑。冷却水管边 浇混凝 土边通水 ，连续 通水 7 1 0 d ，每 天改变 通水方 向 一 次 ，前 3天通水 流量 不变 ，此后 流量 减半 。当岩锚 梁 内部温度降低到和洞 内气温相同时即可结束通水，并继 续观测停止通水后梁 内外测点 的温 度反 弹情况 。 岩壁吊车梁混凝土浇筑每 8 1 2 m为一段，上、下游 均 为 2 2段 。采用混凝土泵泵送 人仓 ，隔仓浇筑 ，浇筑分 层 控 制在 5 0 c m 以 内，坍 落 度控 制 在 1 2 c m 左 右( 二 级 配) 。混凝土分散均匀入仓，且下料高度要小( 5 0 c m左 右 ) ，以控制混凝土骨料分离和避 免砸伤 模板表 面。振捣 时一定要小心，避免振捣棒触及钢筋与模板，否则 P V C 板将被碰碎 。振捣时间要比普通混凝土振捣时间稍微长 一 些 ，使 混凝土中的气泡充分泛出 ，层间振捣要 充分 。 在混凝土浇筑结束后及时采用塑料薄膜覆盖顶部混凝土 表面进行养护，并在薄膜上面覆盖一层保温麻袋，起到早期 保温保湿的作用。下部开挖时，一方面要做好混凝土表面防 护 ，防止爆破飞石 ，另一方面要做好爆破震动控制 。在岩壁 吊车梁混凝土达到 2 8 d龄期前，该段混凝土周围 3 0 m区域 内 不进行爆破施工 。混凝土达到 2 8 d龄期后进行爆破施工 ，要 严格控制爆破单响药量，加强爆破振动监测。对岩锚梁顶面 采用沙袋配合竹跳板保护，对直墙及下斜面，层开挖爆破 结束前不拆模，采用自身模板覆盖防护。 岩壁 吊车梁轨道 二期混 凝土 采用 6 O m。 混凝 土搅拌 车运至施工现场，2 5 t 汽车吊 0 6 m。吊罐入仓，人工平 仓，用小型插入式振捣器振捣，并辅以人工插钎，确保 混凝土振捣密实且轨道及其埋件不产生移位。 格构 式钢柱 混凝土施工 厂房岩壁吊车梁以上采用外包 C 2 5 混凝土的格构式钢 柱方案 ，柱 高 6 9 9 6 m，共 1 8 0根 ，断 面尺寸 为 6 0 0 mm 6 0 0 mm，底部采用钢板、C 2 5混凝土基础与岩壁 吊车梁 连接，顶部采用钢板、C 2 5 混凝土、 2 5锚杆分别与厂房 顶 部桁 架 、边墙 连接。柱 之间布置 C 2 5 钢 筋混凝土 系粱 ， 断面尺寸为 2 5 0 mmX 2 5 0 mm。 混凝土浇筑分三部分施工，分别为格构式钢柱基础 部分 ( 含柱间联系梁) 、柱身部分、柱顶部分，从下向上 依 次进 行浇筑 。柱底 基础部分每 4 5根柱 子 ( 包含柱 之 间 联系梁)作为一个浇筑块，柱身部分每 1 2根柱子作为一 个浇筑块，柱顶部分每 4 5个作为一个浇筑块 ，总共 2 3 个浇筑块 ，采用混凝土泵泵送人仓 。 1 1 结束语 官地水电站地下厂房混凝土结构 复杂、工程量大、 工期紧，施工中通过采用先进、合理的施工方案，科学 管理、精心组织、精心施工，取得了良好的效果 ，积累 了丰富的经验 ： ( 1 )岩壁 吊车梁混 凝土穿插在厂房开挖过程 中 ，质量 要 求较高 ，必须合 理安 排 ，采 取 必要 的 温控 措施 ，下 部 开挖时要做好对岩壁吊车梁混凝土的保护。 地 下 工 程 一 ( 2 )合理进行施工布局和总体安排，尽早完成吊车梁 的施工 ，安装临 时桥机 和永 久 桥机 ，以方便 混 凝土 浇筑 及材料 吊运 。 ( 3 ) 地 下厂房空间相对狭小 ，作业工序较多 ，混凝 土 浇筑与金属结构埋件 、机组安装相互 干扰，相互制约， 应统筹规划，合理布局 ，并根据机组的发电顺序 ，依次 安排各机组段的施工 ，组织流水作业。 ( 4 )厂房一期大体积混凝土及蜗壳保温保压混凝土有 较严格的温控要求 ，应采取预埋冷却水管通水冷却 的措 施 ，必要时 ，可考虑部分 浇筑 制冷混凝 土 。 ( 上 接 第 3页 ) 2 5 1 0 接 触灌 浆、固结灌 浆、帷幕灌 浆技 术 ( 1 )接触灌浆。大坝建基面范围，对开挖高差大于 5 m、坡度 陡于 1： 0 5( 含 1： 0 5 )的边坡须 进行陡坡接 触灌浆。岸坡接触灌浆可采用钻孔灌浆法、预埋管灌浆 法 或其 他方法 。 ( 2 )固结灌浆 。适 用于大坝基础固结灌浆 ，主要灌浆 方式包括：岩石表面无盖重混凝土 1 0 m以内低压灌浆及 1 0 m以下深孔固结灌浆、封闭齿槽低压灌浆 、有盖重混 凝土情况下固结灌浆等。 ( 3 )帷幕灌浆。帷幕灌浆技术要求：常规帷幕灌浆适 用于大坝坝基帷幕灌浆和上、下游围堰帷幕灌浆 ，必须 按分序加密原则进行施工。对于两排孔组成 的帷幕，先 灌注背水侧排，后灌注临水侧排 ；对于三排孑 L 组成的帷 幕 ，先灌后排，再灌前排，最后灌中间排帷幕孔；每排 孔的孔序均采用三序；对于单排孔帷幕，分三序进行灌 注。其中，三排帷幕上、下游排的作用是封闭地下水串 流通道 、填堵较为宽大 的裂隙及不 良地质体处理等 ，中间排 帷幕仅对细小裂隙及所属扩散区域进行加强灌浆处理。向家 坝水电站帷幕灌浆施工部位地质条件较差、涌水频繁，施工 至中间排后仍有较多孔段存在大量涌水。为确保帷幕灌浆质 量满足设计要求，针对地下水丰富的特殊情况及向家坝特殊 地质条件，为使中间排帷幕灌浆更好地起到阻水、补强作 用，使超细水泥达到较好的灌浆效果。 向家坝水电站帷幕灌浆特点：帷幕灌浆单孔人岩最 深为 1 2 3 m，单孔段数 2 7段 。为加快帷幕施工进度，减 少起下钻时间，需合理确定段长。 对坝基上游帷幕灌浆部分质量检查孔进行加深，复 查坝基 T3 2砂岩裂隙含水层下部的相对隔水层沿帷幕灌 浆线分布的确切深度，符合帷幕底部 T3 2 岩组的岩石透 水性。加深孔穿越帷幕底部加深 5 0 m，最低点廊道检查 加深孔要求钻进 T 3 2 岩组的深度不小于 1 0 m。 2 6 管理技术 2 6 1 规 范化 管理技术 施工组织 ，施工道路 ，原材料的运输，附属厂区设 置，结合西南地区实际情况，借鉴 国外现代物流概念 ， 规划最经济的布置和运行方案。 三峡主体工程混凝土总量达 2 8 0 0 万 ，其中大坝混凝 土约 2 0 0 0万 。大坝混凝土施工是三峡工程能否按照总进 度的要求达到计划 目标的关键。根据总进度安排 ，其年最高 浇筑量要达到 5 0 0万 ，月最高要达到 4 O万 m 3 ，日最高应 达到 2 万 以上。经过对施工手段的多方案 比较分析，在 充分论证的基础上，决定选用以塔式皮带机连续输送浇筑为 主，辅以大型门塔机和缆机的综合施工方案。 为保证塔带机浇筑混凝土一条龙正常运行，需建立 一 个组织严密、运行高效、信息反馈及时的仓面组织管 理系统 。 ( 1 )综合协调系统。对混凝土一条龙施工提供技术、 质量、安全、机 电设备保障，确定拌和楼、浇筑手段及 开仓时间 ，协调 浇筑过 程 中 出现 的各种 矛盾 ，组织 处理 突发情况 。 ( 2 )浇筑系统。仓面指挥由浇筑队长担任，负责浇筑 仓面的组织指挥，对仓位的要料、下料、平仓振捣、温 控、排水等负责，确保混凝土浇筑质量。 ( 3 )操作系统。由调度室负责组织 、协调，确保各操 作系统正常运行，拌制合格的混凝土 ，并使混凝土准确、 快 速人 仓 。 2 6 2 数字大坝技术 数字大坝技术将信息技术与仿真技术结合，工程施 工全过程实时监控人手解决质量控制难题 的设想，创造 性地提 出并 开发 了填筑 碾压 质量 实 时监控 技术 、坝料 上 坝运输过程实时监控技术、大坝施工信息实时采集技术、网 络环境下的数字大坝集成技术。利用 G P S 卫星、G S M网络、 G P R S 定位、计算机集成及网络系统等，替代原有的人工控 制手段，实现工程施工全过程质量的实时、在线、自动、高 精度监控。无论是不同种类坝料的运输、装卸，还是坝面碾 压机械的行进速度、激振状态、填筑施工仓面的碾压遍数、 铺填厚度，都可通过该系统实现全面、实时、自动、高精度 监控。该项创新 的一大特点就是施工质量的高标准控制 ，很 少甚至无须返工，工期大大缩短。 综上所述 ，未来混凝土重力坝施工技术的研究 ，应 针对当前重力坝容易出现的问题进行，结合现代物流理 念 ，规划施工组织设计，研究新技术、新工艺、新材料、 新设备 ，实现节能减排，提高效率。 47