第14卷第2期 水利科技与经济 V01.14 No.2 2008年2月 Water Conservancy Science nad Technology and Economy Feb.。20o8 舟坝水电站碾压混凝土重力坝 筑坝施工技术特点 张少卫,侯敏 (eels1水电建设集团十五工程局有限公司,陕西咸阳712000) [摘要]舟坝水电站碾压混凝土重力坝,在设计上充分考虑了碾压混凝土快速施工和连续上 升的优势。大坝混凝土施工已经基本完成,施工过程采取机械化、标准化、程序化、专业化的施 工措施,做到了快速入仓、平仓、碾压、铺浆、振捣等浇筑方式,保证了大坝混凝土施工质量和预 期的施工进度。特别是碾压混凝土仓内采用装载机转运铺料技术和悬臂常态混凝土与碾压混 凝土同仓、同层浇筑等技术特点取得了突破性进展,为以后碾压混凝土大坝施工提供了依据和 参考。 【关键词]舟坝水电站;碾压混凝土;重力坝;施工技术;特点 【中图分类号]Tv5 【文献标识码]B 【文章编号] 1006—7175(2008)02—0161—03 1 工程概况 发挥碾压混凝土坝快速连续上升的施工优势,主要体现 在以下几个方面: 舟坝水电站位于四川省乐山市沐川县舟坝镇境内, (1)整个坝体在施工中,只布设了一条横缝,其余5条 系马边河干流梯级开发的第5级电站。该工程开发的唯 全部采用诱导缝,诱导缝采用自制切缝机切缝。是坝体 一任务是发电。电站总装机lO2 MW,单机51 MW,多年平 碾压混凝土施工只需分成2块整体碾压,减少了碾压混凝 均年发电量3.814×l0s kW・h。 土施工仓面和横缝立模面积,削减了施工难度,加快了施 工程规模属大(Ⅱ)型二等,由碾压混凝土重力坝,引 工进度。 水发电系统及地面厂房等组成。大坝由两岸挡水坝段和 (2)大坝设计优化去掉了泄洪排砂底孔,坝体内除布 河床溢流坝段组成,坝顶高程433.50 nl,最大坝高 设363.00 m排水廊道和373.00 nl灌浆廊道外没有其它结 78.05 nl,坝顶长162.05 m;大坝及消力池混凝土总量 构物。提高了碾压混凝土在大坝中所占的比重,是碾压 28.8×lO4 m3,其中大坝碾压混凝土18.90×104 m3,常态混 混凝土达到大坝混凝土总量的78.1%。 凝土5.3×104m3。消力池常态混凝土3.7×104m3,碾压混 (3)挡水坝段全部采用2.1 n魔,3.0 nl高的台阶,取消 凝土0.9×104m3。溢流坝段长82 nl,布设5孔12 nl开敞式 了传统的坝后1:O.7的斜坡面,这种设计有利于大块模板 溢流表孔,堰顶高程413.00 nl,堰面采用WES曲线,消能 连续翻转上升。 采用“x”型宽尾墩+台阶坝面+消力池综合消能的方式。 (4)溢流坝段上游悬臂混凝土采用常态混凝土与碾压 坝址区气候特点是东暖夏凉,湿润多雨。多年平均 混凝土同层同步浇筑上升技术,解决了传统工艺先浇筑 气温17.5℃;多年平均相对湿度81%;多年平均降水量为 碾压混凝土后浇筑常态混凝土的工艺,使碾压和常态混 1 270.4砌,多年平均降雨天数192 d。 凝土充分结合,减少了立模面积、次数和凿(冲)毛面积, 根据坝址区水文气象地质条件和枢纽布置特点、舟 提高了施工速度。 坝水电站采用枯水期(1O月1日一翌年5月31日)上、下 (5)河床溢流坝段坝基固结灌浆是在“一枯“任务完成 游围堰挡水施工、汛期基坑和导流洞联合泄流的导流方 后,大坝碾压混凝土浇筑到380.00 m后利用汛期施工的。 式。导流洞布置在左岸,全长324.251 m,断面尺寸7 m× 是固结灌浆不占大坝碾压混凝土浇筑的直线工期,解决 8 m。 了大坝碾压混凝土施工与固结灌浆的相互干扰问题。 2大坝设计及施工特点 (6)大坝左右岸接坡取消了传统的常态混凝土,直接 采用变态混凝土与岸坡基岩相接,减少了仓面混凝土品 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院在大坝设计 种,提高了混凝土生产效率,加快了施工进度。 上,充分考虑了碾压混凝土施工的技术特点,以最大限度 (7)碾压混凝土仓内采用装载机转运铺料技术,解决 【收稿日期]2007—09—04 【作者简介]张少卫(1969一),男,陕西风翔人,工程师,主要从事水利水电工程施工技术及施工管理工作;侯敏(1968 一),女,陕西延安人,工程师,长期从事水利水电工程施工技术及施工管理工作. ・-・——161・-—— 维普资讯 http://www.cqvip.com 第14卷第2期 2008年2月 水利科技与经济 Water Conservancy Science and Technology nd aEconomy Vl01.14 No.2 Feb.,2008 了骨料分离后需要大量人工辅助拌和的问题,同时提高 模板与大模板相配套施工,减少了常规模板的立模、校模 了平仓机的平仓效率和仓内混凝土消化能力,加快了碾 压混凝土施工速度,确保了碾压混凝土的施工质量。 (8)台阶式溢流坝面有利于简化工艺和碾压混凝土快 速施工,同时采取“】(’'型宽尾墩+台阶坝面+消力池综合 时间以及支撑和脚手架等,加快了施工进度,而且外观质 量达到了优良标准。闸墩模板不足部分采用组合钢模板 补充。 (4)悬臂混凝土模板采用组合钢模板,其支撑架采用 大块钢模板反桁架支撑,内设拉锚点随碾压混凝土浇筑 而埋设,实现了碾压混凝土和常态混凝土同仓、同层上升 浇筑,保证了浇筑质量,加快了工程进度,减少了立模等 费用。悬臂常态混凝土与碾压混凝土同仓、同层浇筑施 工技术取得了突破性成功应用。 消能的方式,可使消力池和池后水流平稳,池内冲击压力 减小,有利于消力池底板的抗抬稳定和综合消能效果提 高。 3模板 为了满足大坝坝体碾压混凝土采用连续上升浇筑工 艺要求。大坝模板必须能连续翻升。根据舟坝水电站碾 4大坝混凝土施工配合比 舟坝水电站大坝混凝土的设计配合比由中国水电建 压混凝土坝不同结构部位设计多种不同形式的模板。 (1)大坝上、下游立面及横缝面采用300 c'm×310 c'm 设集团十五工程局有限公司质检站根据现场条件,业主 反桁架式交替上升大块模板,共190块,每2块组成l套, 提供的水泥、粉煤灰等原材料和我部生产的人工砂石骨 面板为5 n皿钢板,可以保证混凝土的外观质量。 (2)溢流面台阶采用300 c'm×310 c'm反桁架式交替上 升大块模板浇筑210 crn后临时支撑组合钢模板,使溢流台 阶形成大小台阶;既满足大块模板立模要求,又保证了碾 压混凝土连续施工,还节约了大块模板的制作费用。 (3)闸墩采用大块模板300 c'm×310 c'm反桁架式交替 上升大块模板,圆头部分制作20块1/4圆155伽高定型钢 料检验的基础上,经过室内和室外试验及现场碾压混凝 土生产性基础上确定的。特别指出的是业主提供的用于 大坝施工的水泥中含有3.56%的MgO,是坝体混凝土自身 体积产生一定的膨胀量来补偿混凝土降温收缩、降低拉 应力。目前大坝混凝土浇筑基本完成,成功用于大坝混 凝土施工的碾压混凝土配合比详见表1、常态混凝土施工 配合比详见表2。 /kg 表1舟坝水电站大坝碾压混凝土施工配合比表 5 大坝碾压混凝土入仓方式 为了保证大坝碾压及常态混凝土在2个枯水期内全 部完成,实现2 a内发电的目标,结合工程枢纽及施工总布 置特点,大坝混凝土采用以下几种方式入仓: (1)大坝坝基362.00 m以下常态混凝土垫层全部从坝 后入仓,采用自卸汽车+平仓机入仓平仓的方式,个别部 位采用反铲辅助入仓平仓。 (2)大坝362.00~409.00 n从坝后入仓,采用自卸汽车 +装载机入仓的方法。 (3)大坝左岸挡水坝段409.00 m以上的碾压混凝土浇 筑采用通过左岸坝顶交通洞布设在左岸的真空溜槽入 6大坝碾压混凝土施工 碾压混凝土施工系统性强、配合工序多,在施工前必 须作好技术交底和施工准备工作,施工过程中必须做到 相互协作配合,达到快速入仓、平仓、碾压、铺浆、振捣等 工作,实现碾压混凝土施工机械化、程序化、标准化及专 业化。 6.1铺料、平仓、碾压及切缝 舟坝水电站碾压混凝土铺料采用了通仓浇筑和分仓 浇筑两种形式。以高程372.00 m分界,以下采用通仓浇 筑,最大浇筑仓面面积3 581 m2;以上采用分仓浇筑,浇筑 面积控制在2 500 m2以内。每仓浇筑升程主要受廊道安 仓,入仓方式为自卸汽车+真空负压溜槽+装载机。 (4)大坝右岸挡水坝段409.00 m以上的碾压混凝土浇 装、天气条件和贮门槽等影响,最大浇筑高度l0.8o m,最 筑采用右岸坝顶交通洞布设在右岸的溜管人仓,入仓方 式为自卸汽车+溜管+反铲入仓。 小浇筑高度3 m。仓内全部采用ZLSOG装载机转运铺料。 实测每台载机转料铺料最大强度为2 640 m3/d。铺料采用 平行坝轴线方向逐条带进占法铺料和平仓,铺料厚度 34 c'm,压实厚度30 c'm,条带宽度4~6 m;实测卡特D3P平 碾压混凝土仓内采用装载机转运铺料技术是本工程 施工技术的独有特点。 一162一 维普资讯 http://www.cqvip.com 张少卫,等:舟坝水电站碾压混凝土重力坝筑坝施工技术特点 仓机的工作效率最大达到352 /h。卸料、转料、铺料和平 仓采用连续式作业。同时,通过对装载机反复碾压的仓 口部位采用凿坑、钻孔取芯等观查和试验,混凝土层面结 合良好,碾压密实无质量缺陷,达到了规范要求。 压实设备采用2台BW202AD振动碾和1台Bgr/5s小 振动碾。碾压作业根据现场碾压试验结论采用先静压2 遍,再低频高振碾压4遍、高频低振碾压4遍。行走速度 1 1.5 km/h。边角部位用Bgr/5S一2型手扶振动碾碾压, 碾压遍数为28遍。碾压作业要求碾压条带清楚,走偏距 第2期 洒M25砂浆1—1.5 em. ̄2—3 n啦后水泥净浆。 (5)根据仓面气温情况采取适当的温控措施。气温过 高、阳光直射或风速较大时,混凝土表面易失水泛白,凝 结时间缩短,影响层间结合质量。这种情况下混凝土拌 和站要采取降温拌和措施,仓面要采取喷雾、覆盖等综合 措施。 6.4特殊天气条件下碾压混凝土施工 特殊天气条件是指降雨或高温天气条件下的碾压混 凝土施工。 离控制在10锄内,碾压条带搭接宽度15—20锄,接头部 位要重叠碾压2.4—3.0 m。若碾压2个条带间现场高差, 要采用有振碾压1—2遍压平。碾压混凝土从出机到完成 碾压,要控制在2 h内完成;碾压混凝土的层间间隔时间必 须控制在初凝时间以内。 切缝采用自制简易切缝机切缝,切缝刀片宽度为 30锄,高度35锄,切缝面积67%,满足规范成缝面积≥ 60%的要求。切缝完成后需用振动碾做骑缝碾压。 6.2变态混凝土施工 变态混凝土主要用于大坝上下游、横缝模板、岸坡接 坡、止水及廊道周边部位等。变态混凝土施工按碾压混 凝土34 cm铺料厚度铺设拌和料,人工勾设宽20 cm、深 17伽深槽1—3道,勾槽距模板15—25 cm,两道勾槽间距 ≤25 cln。人工提浆按碾压混凝土5%加浆,加浆10 mill后 采用插入式振捣器振捣,加浆自搅拌到铺洒、振捣要在1 h 内完成。振捣方式为先采用 100高频振捣器间隔50锄、 距离模板30锄振捣,然后距离模板15锄,再采用 50振 捣器振捣。振捣以混凝土表面泛浆不排气泡为标准。仓 面加浆系统由1 m3贮浆桶、高速搅拌机、出浆管路等组成。 6.3碾压混凝土层间结合良好的保证措施 碾压混凝土层间结合质量是决定施工质量的首要前 提,其防渗效果的好坏主要取决于碾压混凝土层面结合 质量的好坏。因此必须有可靠的层面结合保证措施。 (1)碾压混凝土水平层面施工缝采用中国葛洲坝股份 有限公司施工科研所生产的GCHJ35B型高压水冲毛机冲 毛,清除混凝土表面的砂浆乳皮及松动的骨料,冲毛标准 是混凝土表面砂浆乳皮全部冲掉,要露砂、微露石。低温 季节缝面要保温养护;高温季节要流水养护或喷雾养护, 直到浇筑下层混凝土为止。 (2)在开始缝面施工时,首先摊铺M25砂浆1—1.5锄 后,然后摊铺混凝土条带,摊铺的砂浆要保证在初凝前完 成其上部碾压混凝土的摊铺和碾压工作,未摊铺砂浆的 缝面应保持湿润状态。 (3)施工配合比应掺加具有减水、缓凝作用的外加剂, 以延缓混凝土初凝时间。确保碾压混凝土在高温或低温 施工时初凝时间>9 h,保证能在初凝前完成上一层碾压 混凝土的覆盖,确保仓内碾压混凝土的覆盖时间控制在 混凝土初凝时间内。 (4)必须确保碾压混凝土拌和物从拌和到碾压完成的 历时控制在2 h内。对大坝迎水面防碾压渗混凝土层面铺 在降雨天施工时,由质检站负责加强降雨量观测,每 隔3o arin向指挥部生产部门报告一次降雨量测试结果。 当降雨强度<5 nma/h时,采用运输车辆覆盖,仓面覆盖, 混凝土拌和物VC值取上限等措施,仍然可以进行施工; 降雨强度>5砌/h时,立即停止混凝土拌和,并迅速完成 尚未进行的铺料、平仓和碾压作业,对刚碾压完的混凝土 仓面进行覆盖、排水等措施。 平均气温超过25‘℃高温或大风干燥环境下进行碾压 混凝土施工,特别要加强养护工作,防止混凝土表面水分 过早蒸发散失。混凝土拌和站要采取降温拌和措施,运 输车辆要采取覆盖措施等,仓面采取喷雾、覆盖等综合措 施。 7大坝混凝土施工质量情况 舟坝水电站碾压混凝土重力坝现已完成施工、验收 并投入使用将近1 a。碾压混凝土现场实测VC值717组 次,VC值最大13 8,最dx4 8,平均7 s,全部满足规范要求。 干密度检测2743组次,最小2 390 ,最大 2 493 km,m3,平均2 430 km,m3,大于设计干密度 2 400 km,m3要求,压实度检测值均超过98%规范要求。 大坝混凝土共见证抽取混凝土试件736组,其中已经 检测的R∞15试件170组次,实测最大强度27.6 biPa,最小 16.5 biPa,平均21.2 biPa,强度保证率99.6%;P ̄o2o试件 66组次,实测最大强度33.2 biPa,最小20.2 biPa,平均 26.7 biPa,强度保证率99.2%;均大于设计要求的8o%强 度保证率;常态混凝土试件127组,试验检测结果均满足 设计指标要求。 2O05年9月业主对大坝380.0m以下钻取岩芯6组, 取芯长度共计74 m,芯样获得率95.6%,芯样表面光滑致 密,层间结合良好。中国水电顾问集团成都勘测设计研 究院科研所对芯样检测结果显示:R∞15试件6组次,实测 最大强度19.5 biPa,最dxl5.3 biPa,平均17.2 biPa。20O6年 6月16日,业主、设计、监理、施工以及成都勘测设计研究 院钟永江教授等在大坝现场检查,没有发现一条裂缝。 20O6年10月8日,大坝挡水位达到设计工程429.00 m,大 坝廊道内排水孔水量没有变化,坝体渗流稳定。 大坝监测资料显示:大坝碾压混凝土温度在10—15 d 达到最高,随后逐渐呈现下降趋势,实测碾压混凝土内部 最高温度35.2℃,趋于稳定温度33.1℃,内外温差最大 17.6℃,内外温差全部控制在设计允许的20℃范围以内。 (下转第165页) 一】63— 维普资讯 http://www.cqvip.com 钟汉华,等:用水下不分散混凝土修补尾水渠导墙基础冲坑 第2期 (2)混凝土强度试验。工程施工前共做混凝土试块4 有代表性(1临河侧)的地段布置了3个检查孔,孔深分别为 组,其中水上取样2组,水下取样2组,抽取其中2组进行 15.00 m、12.80 m和10.30 m,采用单点法全孔深压水试验, 3 d、7 d强度试验。测得7 d龄期强度试验为25.6 Ⅱ’a、3 d 压力为1 Ⅱ’a,测出其透水率分别为0.25 L/min・m、 龄期强度试验为19.4Ⅶ)a。 0.20 L/min・m和0.41 L/min・m,效果较为理想。 z(, 1)水下清基…~… 一……一 4施工效果分析 。冲坑内有一些砂石、。~清苔等杂物,采用 。 。 ’。一 1胁的高压风通过潜水员水下冲刷,清除杂物。 4.1 二期工程检验 (2)水下立模。通过潜水员水下量测,设计各单块模 二期工程即在本期工程完工后,从二期工程开挖出 板准确尺寸,然后组织有经验的模板工精心加工,以使模 的断面来看,水下混凝土与老混凝土、水下混凝土与基岩 板周边平直、模板与模板之间连接缝隙较少。模板的固 结合较为紧密;开挖过程中渗水情况不太明显。说明水 定依靠原85防冲墙内的钢筋,水下部分由潜水员操作,底 下混凝土自流性、分散性较好,能填充水下冲坑空隙,证 部抛投砂袋固脚并防止水泥浆外漏。 明本期水下混凝土施工效果较好。 (3)混凝土浇筑。混凝土的拌和采用2台1235O型自4.2运行检验 落式搅拌机,混凝土运输采用50型混凝土输送泵(泵压 水下混凝土施工后经过>5。的运行,受10余次泄洪 3o砥’a)泵压法浇筑。仓面导管为钢制夺127陇n套管,经过 的冲刷,经多次水下观测和出露面的观测,浇筑的混凝土 特殊加工的接头与混凝土输送管道密封连接。导管内置 无明显冲蚀,证明混凝土具有一定的抗冲蚀性,施工质量 夺13o胶球一个,底部加工成坡口状,浇筑前,导管底部离 达到预期要求。 浇筑仓面10 all。 c ^L .八 根据模板承受混凝土侧压力的能力,混凝土分两层 W-= 浇筑,首层浇筑高2~2.5 m,第二层浇筑至模板顶部高程。(1)A-F ̄J"散混凝土具有优良的抗分散性、自流平 混凝土浇筑路线采用模板侧浇筑孔洞(夺150)之字型由下 性、填充性和保水性。 游至上游,再从上游返回至下游。 (2)在获得同等混凝土强度的情况下,使用水下不分 3.3 施工控制要点 散混凝土所要求的配制强度大幅度降低,可以节省水泥。 (1)浇筑过程中,由潜水员下水检查模板变形、漏浆、以 (3)使用水下不分扩混凝土有助于新、老混凝土之间 及混凝土质量情况,及时反馈浇筑信息,采取相应措施。 的接触性能保持良好。 (2)安排专职后台工程技术人员进行材料计量,控制 (4)水下不分散混凝土的发展已有20 a的历史,近10 水灰比,保证混凝土搅拌时间。 年来,在我国得到了广泛的推广使用,其技术成熟、可靠, (3)由专职前台工作人员起拔导管,确保导管内无水, 可操作性强,使用常规的施工设备即可完成混凝土浇筑。 且伸入混凝土一定深度,对导管下入深度、仓底深度、混 r集粤青 1 凝土仓面上升高度及混凝土盘数仔细记录。 L 丐义陬J 3.4施工检验测试 [1]刘希和,于风琴译.水下不分散混凝土设计施工指南 (1)混凝土取样检验。本期工程施工过程取混凝 (内部资料)[z].天津:中国石油集团工程技术研究 土试样13组,其中水上7组,水下6组,其中II组进行 院,1990. 28 d强度试验,水上部分混凝土检验强度为28.7 Ⅱ’a,水 [2]张长民.水下不分散混凝土在海堤护脚工程中的应用 下混凝土为25.4胁。试验成果表明,达到或超过设计强 [J].中国港湾建设,1999,(5):51—53. 度等级。 [3]陆泉林.水下不分散混凝土性能研究[J].石油工程建 (2)压水试验检验。混凝土浇完后,在施工区域选择 设,1994,(4):3-4—35. ÷H・H・H・H・H・H・H・H・H・H・H・H・H・}_{・H・H・H・H・H・H・H・}_{・H・H・H・H・H・H・H・H・H・H・H・H・H・H・H・H・H・H・H・H・H・H・}_ (上接第163页) 碾压混凝土仓内采用装载机转运铺料技术和悬臂常态混 。 : 凝土与碾压混凝土同仓、同层浇筑等技术特点取得了突 O 多古 破性进展。 舟坝水电站碾压混凝土重力坝施工于2004年8月8 日开工,同年10月8日实现了主河床截流,2OO5年3月1 [参考文献] 日开始大坝垫层混凝土浇筑,2006年9月23日完成了大 [1]孙恭尧,王三一,冯树荣.高碾压混凝土重力坝[M]. 坝混凝土浇筑任务,期间经历了降雨、高温等特殊天气条 北京.中国电力出版社,2003.394—440. 件下的施工等,取得了各方的满意。实现了碾压混凝土 [2]杨华全,任旭华.碾压混凝土的层面结合与渗流[M]. 日最大浇筑量3 019 m3,月最大浇筑量46 328 m3,最大浇筑 北京.中国水利水电出版社,1999.10—32. 升程10.80 m等。施工采取机械化、标准化、程序化、专业 [3]DL/T 5112—2000,大坝碾压混凝土施工规范[s]. 化措施,做到了快速入仓、平仓、碾压、铺浆、振捣等浇筑 [4]DL/T 5144—2001,水工混凝土施工规范Is]. 方式,保证了大坝混凝土施工质量和预期进度。特别是 ・--——165・--——
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