高摩赞水利枢纽工程大坝溢流面常态混凝土与RCC大坝主体同步浇筑施工技术.pdf

水利水电技术第4 5卷2 0 1 4年第 i期 高摩赞水利枢纽工程大坝溢流面常态混凝土与 R CC大坝主体 同步浇筑施工技术 史 桂 合 ( 中国水利水电第七工程局有 限公 司，四川 成都6 1 0 0 8 1 ) 摘要 ：本文介绍了高摩赞水利枢纽工程 大坝溢流 面常态混凝土与 R C C碾压混凝土主体 同步上升 浇 筑的施工原理、施工程序、施工方法和施工特点，并结合在高摩赞大坝工程中所取得的预期应用效 果 ，得 出该施工技 术不仅有效保证 了溢流面常态混凝土的施工质量 ，而且也不会 由于溢流面常态混凝 土的施工进度制约碾压混凝土筑坝施工技术所具有上坝强度高、缩短工期等优 点的结论。 关键词：常态混凝土；R C C大坝；同步施工技术；高摩赞水利枢纽工程 中图分类号：T V 6 4 2 ( 3 8 1 ) 文献标识码：B 文章编号：1 0 0 0 0 8 6 0 ( 2 0 1 4 ) 0 1 0 1 0 3 0 4 Co ns t r u c t i on t e c hni q ue f o r s y nc hr o no u s pl a c e me n t o f c o n v e nt i o na l c o nc r e t e o v e r flo w s ur f a c e a n d ma i n RCC s t r u c t u r e o f d a m for Go ma l Z a m Wa t e r C o n t r o l P r o j e c t S HI Gu i h e ( S i n o h y d r o B u r e a u N o 7 C o ，L t d ，C h e n g d u 6 1 0 0 8 1 ，S i c h u a n ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e p rin c i p l e， p r o c e d u r e， me t h o d a n d c h a r a c t e ri s t i c s o f t h e c o n s t r u c t i o n w i t h t h e t e c h n o l o g y o f t h e s y n c h r o n o u s p l a c e me n t o f b o t h t h e c o n v e n t i o n a l c o n c r e t e o v e r f l o w s u r f a c e a n d t h e ma i n RC C s t r u c t u r e o f t h e d a m f o r Go ma l Z a m Wa t e r C o n t r o l P r o j e c t are d e s c ri b e d h e r e i n ，a n d t h e n a c o n c l u s i o n i s ma d e i n c o m b i n a t i o n w i t h t h e e x p e c t e d a p p l i c a t i o n e f f e c t o b t a i n e d f r o m t h e c o n s t ruc t i o n o f t h e d a m t h a t t h e c o n s t ruc t i o n t e c h n o l o gy c a n n o t o n l y e f f e c t i v e l y e n s u r e t h e c o n s t r u c t i o n q u a l i t y o f t h e c o n v e n t i o n al c o n c r e t e o f t h e o v e r fl o w s u rfa c e b u t c a n als o n o t r e s t ri c t t I l e me r i t s o f t h e RC C Da m c o n s t ruc t i o n t e c h n i q u e i e h i g h c o n c r e t e p l a c e me n t i n t e n s i t y ， s h o r t c o n s t r u c t i o n p e ri o d， e t c Ke y w o r d s ： c o n v e n t i o n al c o n c r e t e ；R C C D a m；s y n c h r o n o u s c o n s t ruc t i o n t e c h n i q u e ； G o m a l Z a m Wa t e r C o n t r o l P r o j e e t 1 引言 碾压混凝土筑坝技术是 2 0世纪 7 0年代末 8 0年 代初国际上发展起来 的一种新的筑坝技术 ，以类似于 土石坝填筑施工的方法在重力坝坝体起稳定作用的内 部采用干贫混凝土进行填筑 ，具有水泥用量少 、水化 热低 、施工速度快 、便于机械化施工和现代化管理等 优点 ，是一种新兴的混凝土施工技术 ，在世界大坝建 设中得到了大力发展和广泛应用。 为了不使大坝溢流面的常态混凝土施工制约碾压 混凝土筑坝施工技术所具有机械化程度高 、上坝强度 高等优点，经过优化混凝土配合比和现场施工组织， 高摩赞大坝工程采用溢流面常态混凝土与 R C C碾压 Wa te rRe s o u r c e s a n dHy d r o p o we r En g i me ti n g V o 1 4 5No 1 混凝土大坝主体同步上升浇筑的施工方法 ，并取得了 较好的应用效果。 2 工程概况 高摩赞水利枢纽工程位于巴基斯坦西北边境省境 内的印度河支流 G o ma l Z a m河上 ，工程 以灌溉为主， 兼顾防洪和发电，主要 由大坝 、发 电厂房和开关站 、 分水堰及 6 6万 h m 的灌区组成。 高摩赞大坝为拱形碾压混凝土重力坝 ，最大坝高 为 1 3 3 m，坝顶高程为 7 6 3 0 0 I n ，坝顶长度为2 3 1 m， 收稿 日期 ：2 0 1 3 0 5 3 0 作者简介 ：史桂合 ( 1 9 7 9 一 ) ，男 ，工程 师，项 目副总工程师 。 1 0 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 史桂合高摩赞水利枢纽工程大坝溢流面常态混凝土与 R C C大坝主体同步浇筑施工技术 自左向右依次布置左岸非溢流坝段 ( 4 7 m长 ) 、溢流 坝段( 8 6 m长) 和右岸非溢流坝段 ( 9 8 m长) 。在溢流 坝段设 5个导墙 、4个溢流面，溢流面水平段高程为 6 7 4 0 0 m，溢流堰顶高程为7 5 0 4 0 m( 也即是二期正 常蓄水位高程) ，从溢流面水平段至溢流堰顶部垂直 高度为 7 6 4 n l ，其中从高程6 7 4 0 0 6 8 3 7 1 m为半径 2 0 m的圆弧，从 6 8 3 7 1 m高程至溢流堰顶 7 5 0 4 0 m 为 1 ： 0 6的斜坡段 ；每个溢洪道的宽度均为渐变 ，从 底部的 8 m变为溢洪道顶部高程的 1 7 5 m；在 R 1和 L l 溢流面高程 7 4 3 2 0 m( 一期正常蓄水位高程) 分别 设置一个泄 流中孑 L ，中孔尺寸为 3 6 m 2 7 m，无 闸门控制。溢流面水流冲刷区域采用 5 0 c m厚掺加硅 粉的抗冲耐磨混凝土( 编号为 c 3的常态混凝土) 。高 摩赞大坝混凝土分类如表 1 所列。 3 施工原理 在保证混凝土强度满足设计要求的前提下 ，通过 调整和优化混凝土配合 比以实现对碾压混凝土和常态 混凝土的初凝时间和终凝时间的控制 ，经过施工现场 各种混凝土料 的合理浇筑顺序 ，最终使得溢流面常态 混凝土与 R C C大坝碾 压混凝土 同步上升浇筑 的施工 方法成为可能并得 以成功应用。 根据碾压混凝土与常态混凝土的不同特性 ( 水 和 水泥的含量 、凝结 时间) ，大坝下游侧的常态混凝土 C 2和 C 3的浇筑稍微滞后大坝主体 R 2碾压混凝土和 R 2 g e v 变态混凝土 11 5层( 约 3 0 4 5 c m) 。 4 施工程序和施工方法 4 1 施工程序 采用溢流面常态混凝 土与 R C C大坝碾压混凝土 ( R 2 ) 同步上升浇筑的施工方法 ，首先进行溢流面结 构钢筋及混凝土收面样架筋的绑扎 、安装和焊接 ；将 强度等级不低于 C 3抗冲耐磨混凝土的预制块绑扎在 溢流面结构钢筋上之后 ，便开始安装模板 ( 主要用于 溢流面斜坡段 ，溢流面高程 6 7 4 0 m水平段不需要模 板 ) 。经过冲洗的仓号可以开始进行大坝 R C C混凝土 表 1 高摩赞大坝混凝土分类 和溢流面常态混凝土的浇筑施工，具体程序为：将大 坝主体 R 2碾压混凝土摊铺至下游边线一 R 2碾压混 凝土下游侧 5 0 c m范 围内变态混凝土 R 2 g e v的浇筑 ( 掏槽、加浆和振捣) 一变态混凝土 R 2 g e v 下游侧的 C 2常态混凝土的人仓一 C 3常态混凝 土的人仓 一 C 2 和 C 3常态混凝土 的振捣一 R 2碾压混凝土与变态混 凝土 R 2 g e v 、变态混凝土 R 2 g e v与常态混凝土 C 2结 合部位的碾压 。 4 2施工方法 4 2 1 溢流面钢筋安装与焊接 根据溢流面钢筋设计图纸，安装与焊接准备浇筑 的混凝土仓内的溢流面及混凝土收面样架筋 ，钢筋安 装前后需要测量工程师放样和检查 ，以控制钢筋安装 的精度 ，确保溢流面混凝土 的保护层都 满足设计要 求 。 4 2 2 在溢流面钢筋网上面绑扎混凝土或砂浆预制块 从溢洪道平段高程 6 7 4 0 m起坡 的圆弧段 ，需安 装模板进行浇筑 。为支撑模板 ，在结构钢筋与模板间 放置混凝土预制块 ( 尺寸为 1 0 e m1 0 e m 1 0 c m， 用绑扎丝与结构钢筋连接 ，强度等级不低于 C 3抗 冲 耐磨混凝土的强度等级) 。 4 2 3 模 板安 装 溢流面水平段高程为 6 7 4 0 m，此高程的抗冲耐 磨混凝 土施 工 不需 要 模板 ；溢 流 面高 程 6 7 4 0 0 6 8 3 7 1 m为半径 2 0 m的圆弧 ，在此范围内全部采用 组合钢模 ( 1 0 1 5和 2 0 1 5组合钢模) 施工，局部采用 2 5 e m厚的木模板进行补充 ，在浇筑至高程 6 8 3 7 1 m 前需要预埋悬臂模板所需要 的挠形 锚筋和锥形螺母 ( 所有锥形螺母需要准确定位并且控制在一条水平线 上 ) ；溢流面高程 6 8 3 7 1 7 3 6 0 m为 1 ： 0 6的斜坡 段，全部采用采用悬臂模板，局部采用组合钢模和 2 5( 3 m厚的木模 板进行补充 ；溢流面高 程 7 3 6 0 7 5 0 4 m为渐变段 ，全部采用采用组合钢模 ( 1 0 1 5和 2 0 1 5组合钢模 ) ，局部采用 2 5 e m厚 的木模板进行 补充。 4 2 4混凝土 分 区 混凝土 强度 混凝土 使用部位 说明 编号 MP a 级 配 Rl 2 0 二级配 大坝上游防渗区 0+ O0+8 0之间 R 2 1 6 三级配 大坝 0+8 0桩号 至常态混凝土 C 2之间 R 2 g e v l 6 三级 配 大坝碾压混凝土与常态混凝土 c 2之 间的过渡带 C 2 l 6 二级 配 溢流面 c 3抗冲耐磨混凝土与 R 2之间 C 3 3 5 二级配 c 3为抗冲耐磨混凝土，用在大坝所有溢流面 设计厚度为5 0 e m 1 0 4 在大坝 R C C混凝土和溢 流 面常态混凝土浇筑前 ，根据仓面 设计图纸将仓 内的碾压混凝土 R 2、变态混凝土 R 2 g e v 、常态混 凝土 C 2和常态混凝 土 C 3进行 严格分区并在浇筑过程中严格控 制各分区内的混凝土料的宽度或 厚度 ，避免在浇筑过程 中出现混 水利水电技术第4 5卷2 0 1 4年第 1期 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 史桂合高摩赞水利枢纽工程大坝溢流面常态混凝土与 R C C大坝主体同步浇筑施工技术 料或者错料现象 。 4 2 5溢 流 面平段 施 工 溢洪道平段( 高程为 6 7 4 0 0 m，D S 0+ 0 6 2 9 2 4 一 D S 0+0 7 8 9 2 0范 围) 不需要安装模板 ，该仓号采 用长臂反铲和 K 5 0塔机配合进行通仓浇筑 ，在 C 2常态 混凝土浇筑完成后开始c 3 抗冲耐磨混凝土的施工，使 用 4 , too r n lT l 振捣棒进行振捣、4 , 5 0 ra i n软轴振捣棒辅 振。为保证收面的平整度 ，在平段顶部高程 6 7 4 0 0 m 焊接收面样架筋( 收面样架筋采用 + 2 2 m m圆钢 ，间距 1 5 m) 于溢流面结构钢筋上 ，用作刮面钢筋 的收面轨 道，收面可直接采用刮面钢筋通过在抹面样架筋上来 回滑动( 或用 4 , 1 o 8 m m钢管在样架筋上滚动 ) ，再配合 人工收面同时进行。收面结束后及时割除收面样架筋 并对因割除样架筋而破坏的混凝土表面重新进行收面。 4 2 6溢流 面斜坡 段 施 工 先将大坝主体碾压混凝土 R 2摊铺至碾压混凝土 的下游边线 ，对下 游侧 5 0 e m范 围 内的碾压混 凝土 R 2进行掏槽后加水泥和粉煤灰浆液 ，该部分碾压混 凝土料将不采用振动碾压实，而是在加水泥和粉煤灰 浆液后采用振捣棒振捣密实的方式 ，也即变态混凝土 R 2 g e v ；然后采用 自卸车运输或者采用布置在大坝上 的 K 5 0塔机 吊低塌落度的常态混凝土 C 2人仓 ，使用 液压反铲或平仓机进行摊铺 ，常态混凝 土 C 2与碾压 混凝土一样采用 3 0 c m厚 的小台阶方式进行浇筑；待 常态混凝土 C 2浇至 C 3常态混凝土的上游边线后，用 自卸车或者 K 5 0塔机 吊混凝土料浇筑溢流面 5 0 c m厚 7 5 04 的 C 3抗冲耐磨混凝土；待 c 3常态混凝土人仓并且平 仓后，使用+ l o o I n I 1 、 + 5 0 IT ll n 振捣棒( 4 , 1 o o m n l 振捣 棒振捣为主、4 ,5 0 m m软轴作为辅助振捣 ) 完成常态混 凝土 C 2 、C 3和变态混凝土 1 ： 1 2 g e v的振捣 ；最后 ，完 成碾压混凝土 R 2与变态混凝 土 R 2 g e v 、变态混凝土 R 2 g e v 与常态混凝土 C 2结合部位的碾压。溢流面横 断面图如图 1 所示。 4 2 7混凝土的保护和养护 对刚收过面的新混凝土及时覆盖保温材料进行保 护 ，使其不受到由于干燥 、阳光 、雨水和交通运输造 成的伤害，或者其他方式造成的对混凝土的扰动。 由于抗冲耐磨混凝土的标号较高，前期容易干 裂 ，混凝土浇筑完毕后及时喷雾洒水养护 ，保持混凝 土面保湿。采用覆盖湿的粗麻布或者采用常流水方式 进行不 问断养护 ，养护时间不少于 2 8 d 。 4 2 8模板拆除( 下一升程准备) 由于溢流面常态混凝土浇筑最晚，并且其终凝时 间相对较长 ，在 c 3常态混凝土浇筑结束后约 81 2 h ( 此为夏季时间，冬季时间约为 2 43 0 h ) ，即可开 始拆除溢流面的悬臂模板或者组合钢模，准备下一仓 混凝土浇筑升程 ，拆模过程中注意保护溢流面混凝土 不被损坏。 5 质量和安全控制措施 5 1 质量措施 ( 1 ) 严格控制常态混凝土的厚度满足设计要求， 水利水电技术第4 5卷2 0 1 4年第 1期 图1 溢流面横断面示意( 高程单位：m；长度单位：m m) 1 O 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 史桂合高摩赞水利枢纽工程大坝溢流面常态混凝土与 R c c大坝主体同步浇筑施工技术 同时严格控制其他各类混凝土的分区 ，杜绝其他混凝 土料进入到溢流面 C 3抗冲耐磨混凝土区域 ；如有混 料 ，必须将其挖除。 ( 2 ) 为更好地控制混凝土料入仓 ，所有运输车辆 或者吊罐必须实行挂牌制度并严格执行 ，车辆和吊罐 上面必须挂有与所运输混凝土类别相同的牌子 ，以免 混凝土料入仓是出现差错。 ( 3 ) 为控制溢流面常态混凝土的外观质量 ，所有 应用到溢流面的模板在使用前应经过校平、校直、清 洗干净后涂脱模剂 。 ( 4 ) 由于大坝溢流面 5 0 c m厚 的 C 3常态混凝 土 为掺加硅粉的高标号混凝土，该类混凝土较粘稠 ，应 尽量缩短运输时间，及时将混凝土人仓 ，尽快完成摊 铺和振捣；运输时间和混凝土的坍落度损失根据现场 试验及时进行调整 ；为避免 C 3常态混凝 土产生早期 塑性开裂 ，应采取挡风装置或喷雾保湿等措施降低混 凝土温度。 ( 5 ) 为提高溢流面常态混凝土的密实度和减少质 量缺陷，必须加强混凝土的振捣作业 ( 模板 附近采用 4 , 5 o m m软轴进行辅助振捣) 。 ( 6 ) 混凝土收面后 ，及时喷雾保湿并覆盖保温材 料 ；如采用通水养护，应控制水流大小 ，防止混凝土 刚收面后被水流破坏 。 ( 7 ) 模板拆除过程中，注意保护溢流面常态混凝 土 ，尽量减少对混凝土表面的破坏 。 5 2 安全措施 ( 1 )溢 流 面 平 段 ( 高 程 为 6 7 4 0 m，D S 0+ 0 6 2 9 2 4D S 0+0 7 8 9 2 0范 围) 施工前 ，大坝左右 岸和下游侧 均需要 布置安全 网，以防高空坠落事故 ( 坝基高程为 6 3 0 0 m) 。 ( 2 ) 在溢流面斜坡段上面进行钢筋绑扎 、模板安 装 、混凝土浇筑和模板拆除过程中，所有参与作业人 员必须配备安全带 、劳保鞋 、工作服和安全 帽等劳保 用品，并且拒绝状态不佳或者带病人员从事作业 。 ( 3 ) 随着溢流面常态混凝土与大坝主体混凝土的 不断同步上升 ，在溢流面上 间隔设 置水平安全 防护 网，防止意外。 ( 4 ) 溢流面上部和下部必须错开作业 ，避免交叉 作业 ，以保证施工现场的安全。 ( 5 ) 悬臂模板在安装时 ，必须确保悬臂模板完全 安装在与锥形螺母相连接的勾挂螺栓上面。 6 施工特点 通过优化混凝土配合 比( 碾压混凝土和常态混凝 1 0 6 土 的初凝 、终凝时间控 制) 和现场施工组织 ( 碾压 混 凝土和常态混凝土的浇筑顺序 ) ，采用溢流面常态抗 冲耐磨混凝土( c 3 ) 与 R C C大坝碾压混凝土( R 2 ) 同步 浇筑进行的施工方法 ，由于该部位常态混凝土与大坝 主体碾压混凝土同步上升 ，与二期浇筑抗冲耐磨混凝 土的方案相 比，节约了大量 的人工 、时间、材料 、设 备资源及水电资源等，在混凝土浇筑质量有保证的前 提下缩短了实现了工程的施工工期 ，并且大大降低 了 施工成本 ，具体特点如下 ： ( 1 ) 保证了混凝土浇筑的质量。由于常态混凝土 与 R C C大坝碾压混凝土 同步上升进行浇筑 ，两种混 凝土能够更好地结合 ，降低了二期浇筑常态混凝土时 在混凝土缝面结合方面存在的质量隐患 ，也即降低了 后期溢流面混凝土质量缺陷修补的成本 。 ( 2 ) 缩短 了施工工期。减少 了二次安装和拆 除模 板 、二次进行混凝土冲毛处理 、仓号冲洗及验收的时 间 ，也即缩短 了施工工期 、提高了施工效率 。 ( 3 ) 降低了施工成本。减少了二次安装模板需要的 人工、材料( 钢模板、架管、木模板 、拉模筋 、电焊条 、 镙杆、镙帽、铅丝等) 和二期混凝土浇筑所需的混凝土 毛面处理的人工 、冲毛机设备及水电资源的使用量。 7结语 从 2 0 0 9年 7月 2 4日至 2 0 1 0年 1 2月 4日，采用 溢流面常态混凝土与 R C C大坝主体 同步上升的施工 方法实现了溢流坝段常态混凝土与碾压混凝土同步上 升、溢流坝段和非溢流坝段整体 同步上升，完成高摩 赞大坝高程 6 7 4 0 7 5 0 4 m的全部混凝土浇筑施工 ， 共计 2 8仓 2 5 6个碾压层 ，完成约 2 7 4 2 6 5 m 的混凝 土浇筑 ，占大坝混凝 土总量 4 6 7 1 0 0 m 的 5 8 7 ， 满足了业主单位对大坝施工质量和工期的要求 。 溢流面常态混凝土与 R C C大坝 主体碾压混凝土 同步上升施工方法在高摩赞大坝工程 中的应用 ，不仅 有效地保证 了大坝溢流 面的常态混凝 土的施工质量 ， 而且充分发挥了碾压混凝土筑坝施工技术所具有机械 化程度高 、上坝强度高 、适应性强等优点。 参考文献 ： 1 D L T 5 1 4 4 -2 0 0 1 ，水工混凝土施工规范 s 2 D I MT 5 1 1 2 2 0 o o，水工碾压混凝土施工规范 s 3 史桂合 高摩 赞大坝工 程溢洪道抗 冲耐磨 混凝土施 工 J 水 利科技与经济 ，2 0 1 1 ( 5 ) 4 史桂合 ，邓双 碾压 混凝土 施工技术 在 高摩赞 大坝 中 的应用 J 江西水利科技 ，2 0 1 2 ( 1 ) ( 责任编辑欧阳越 ) 水利水电技术第4 5 卷2 0 l 4年第1期 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m