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天生橋一級水電站混凝土面板堆石壩面板混凝土的施工

作者:admin來源:本網 日期:2017-10-27 14:16:17 人氣: 標簽:

  水利水電技術天生橋一級水電站混凝土面板堆石壩面板混凝土的施工黃宗營秦國遜(中國人民武裝警察部隊水電第一總隊,廣西壯族自治區隆林縣,533409)3萬m2,分三期進行澆筑。面板墊層料坡面進行了平整、壓實并用乳化瀝青保護。面板混凝土的配合比是通過大量對比試驗確定的,二、三期面板混凝土的配合比還在-期面板的基礎上進行了優化。面板采用有軌滑模和無軌滑模進行施工。為保證面板的質量,對砂石骨料水泥、外加劑和坡面平整度、側模安裝質量及混凝土的塌落度等進行了嚴格的控制。混凝土取樣結果、面板裂縫檢查及滲流觀測結果都表明,面板的質量良好。

  1工程概況天生橋一級水電站壩型為混凝土面板堆石壩,設計壩頂高程為791.00m,設計最大壩高為178m,壩頂長1168m,壩頂寬12m,壩體上游邊坡為1:1.4,下游邊坡平均為1:1.4.混凝土面板底部最低高程為617.30m,頂部高程為787.30m.混凝土面板法向厚度依據承受的水壓力不同而不等,其頂部厚度為30cm,其它部位厚度按以下公式計算,即0.3+ 0.0035H(H為計算點至面板頂部高程的高差)。面板總面積為17.3萬m2,混凝土總量為9.0萬m3.面板每16m寬設垂直永久伸縮縫,共有面板69條塊,其中最長的條塊為297.1m.面板混凝土強度等級為C25,面板混凝土主要配置單層雙向鋼筋,三期面板由于壩體出現裂縫,后在面板的中間592m長的區域內設底層抗裂筋。鋼筋保護層除三期面板號0 974~0382范圍面層為10cm底層為5cm外,其余的保護層均為15cm. 2面板各施工階段的主要指標根據壩體填筑進度、施工期安全度汛要求及滿足水庫分期蓄水發電的需要,混凝土面板施工分三期進1萬m3,其中最長的一塊為108m,一期面板于1997年3月21日開00m高程的面板,共53條塊,面積7.3萬m2,混凝土量為4. 2萬m3,其中最長的一'條為118m,二期面板于1997年12月25日開始澆2萬m2,混凝土量2 7萬m3,其中最長的一塊為71. 1m,三期面板于1998年12月25日開始澆筑,1999年5月18日完成。

  3面板混凝土的施工程序面板混凝土均采用跳塊方式澆筑,澆筑順序或從左向右、或從右向左,這主要取決于壩體的填筑進度。

  先跳塊施工的條塊施工工序較多,單塊面板混凝土的施工程序見附圖。附圖中帶有下劃線的工序是指一期面板采用有軌滑模施工加的工序。中間夾塊的施工,因很多工序在先跳塊施工時己完成,所以工序減少了很多,但其相鄰塊混凝土齡期須達30h以上才能進行滑模就位以澆筑混凝土。

  4面板墊層料坡面的處理墊層料(A料)是混凝土面板的基礎,它具有半透水性,在凝土面板未澆筑前可用來擋水度汛,當面板或接縫處產生滲漏時,可作為第二道防線。墊層料最大粒徑為8cm,面板與防浪墻的水平縫設W2型銅止水,其空腔內填塞氯丁橡膠棒和聚苯乙烯泡沫。

  銅止水采用洛陽銅加工廠生產的銅板帶,PVC止水采用長江葛洲壩塑料二廠生產的H2-861型PVC止水。

  5.2止水的安裝在面板倉號準備的同時,墊層料坡面砂漿墊帶鋪筑完成并達到70%強度以上,之后就進行止水的安裝。加工好的銅止水由人工抬到工作面進行焊接,并填塞氯丁橡膠棒和聚苯乙烯泡沫,然后鋪PVC墊片,再將連接好的銅止水安放就位。同型號銅止水的連接采用搭接焊,焊條用銀焊條,搭接長度為20cm.W1型銅止水與周邊縫F型銅止水采用對接焊,PVC止水與銅止水采用螺栓連接,PVC止水間的連接采用熔接。小于0.074mm的顆粒含量為4%~8%,級配連續。

  墊層料的主要作用是避免面板承受水壓時出現應力集中現象,從而導致面板變形過大或拉裂,因此墊層料坡面必須進行平整、壓實并保護好。

  墊層料坡面采用激光導向反鏟大面積修坡,然后局部用人工修整,以確保坡面的平整度。墊層料坡面用斜坡碾碾壓,碾壓時采用靜碾和動碾相結合的方法,先靜碾2遍,即碾子滾動而不振動,上下2遍,然后半振動碾壓4遍,即碾子自上而下時不振動,自下而上時振動,循環4遍。

  為了避免墊層料坡面受雨水沖刷和面板施工時對坡面產生破壞,必須對墊層料坡面進行保護。墊層料坡面采用西北牌CFL型乳化瀝青保護,先噴一層乳化瀝青,然后灑一層人工砂,再噴一層乳化瀝青,再灑一層砂,噴護厚度為5mm. 5面板止水的設計與安裝5.1止水的設計面板垂直縫設W1型銅止水,銅止水的基礎為100號水泥砂漿墊層,銅止水與砂漿墊層之間設PVC墊片作緩沖層,銅止水空腔填塞氯丁橡膠棒和聚苯乙烯泡沫,在距周邊縫20m范圍內設一道PVC止水。

  面板與趾板間的周邊縫,在675. 00m高程以下設F型和型兩道銅止水,675. 00m高程以上設F型銅止水和pvc止水。f型和n型銅止水空腔內填塞氯丁橡膠棒和聚苯乙烯泡沫。F型銅止水在墊層料的部位通過瀝青砂墊塊作基礎,墊塊與銅止水間設PVC墊片緩沖。

  6面板混凝土施工6.1原材料的選用水泥采用貴州525號水泥,砂石骨料是開挖溢洪道的灰巖料經人工砂石系統軋制而成的,粉煤灰選用廣西田東電廠的粉煤灰。在選用外加劑時,對國內多種減水劑進行了試驗對比,最后一期面板選用了RC-1和AE兩種減水劑復合使用,RC-1具有緩凝、強效果好的特點,且摻量少,AE引出的氣泡直徑小,氣泡穩定。采用RC-1和AE兩種復合減水劑減水率為15.3%,引氣量為。二、三期面板選用了引氣型減水劑DH3-G,它是一種萘系復合高效減水劑,減水率達20%,引氣量為4. 2配合比參數的確定配合比設計的指導思想是在滿足設計要求的強度、耐久性及和易性的前提下,重點考慮混凝土的抗滲及防裂問題。由于沒有可供類比的工程實例,配合比參數最初只能擬定并通過試驗確定。通過大量的對比試驗,最后確定砂率為40%,中小石比例為45:55,作為現場施工的配合比參數見表1,表1中二、三期面板混凝土配合比是在一期面板的基礎上進行優化試驗確定的。相應配合比試驗結果見表2表1施工配合比參數編號工程部位水泥/粉煤灰/水灰比用水量/kgm-3外加劑一期面板二、二期面板表2配合比試驗結果編號抗拉強度/MPa(28d)抗壓強度/MPa極限拉伸值/彈性模量/抗滲等級塌落度3面板混凝土的生產及運輸面板混凝土主要由進口的西德拌和樓生產,一旦出現故障才由國產鄭州拌和樓輔助。西德拌和樓采用微機控制,自動化程度較高,通過顯示屏可以觀察到混凝土的生產情況,其稱量系統準確無誤,有利于控制混凝土的塌落度,保證混凝土的生產質量。

  混凝土采用混凝土攪拌運輸車運輸,有利于保證質量,減少塌落度損失,方便卸料。

  4面板混凝土的澆筑面板混凝土采用滑模澆筑。一期面板采用有軌滑模澆筑。由于有軌滑模存在很大的局限性,對周邊縫范圍面板的三角部位不適用,軌道安裝精度要求高,一旦液壓爬升器出現故障或滾輪脫落,處理較困難。二三期面板改用無軌滑模,解決了有軌滑模存在的局限性,同時減少了很多不必要的工序,方便了施工。

  混凝土采用溜槽入倉,每條塊面板設3條活動溜槽,混凝土入倉過程中,由人工調整溜槽下端的角度,以保證混凝土在倉內較均勻地分布。混凝土入倉后,迅速振搗。振搗時,靠側模或止水部位采用小型軟軸振搗器振搗,其它部位采用O50插入式振搗器振搗,振搗在距滑模前緣20Cm處進行,嚴禁振搗器深入滑模內振搗,以防滑模托起,甚至造成滑模后部成型的混凝土垮塌。振搗均勻密實后,滑模即進行滑升,每次滑升高度滑模滑升后,立即進行混凝土表面的抹面,抹面由人工進行。待混凝土表面接近初凝時,采用麻布覆蓋并開始灑水養護。對己澆完的面板在其頂部設固定花管長期灑水養護,對正在澆筑的條塊采用臨時灑水養護。

  7質量控制混凝土面板作為面板堆石壩的防滲主體,其施工質量的好壞關系到大壩的安全運行。因此,在混凝土面板施工過程中,從原材料到各個施工工序均須進行嚴格的質量控制,以保證混凝土的施工質量,防止涵疑土面板開裂。

  1原材料在混凝土生產過程中必須對砂石骨料的質量進行跟蹤控制,一旦發現骨料超遜徑含量超過規范要求,立即進行處理,對砂主要檢查細度模數和石粉含量,并根據細度模數的變化調整砂率。對水泥必須進行定期或不定期的抽樣檢查,廠家不同、品種不同或過期的水泥必須停止使用。外加劑的使用必須與配合比試驗品種一致,并固定用同一廠家的,外加劑的濃度必須保持穩定,外加劑摻量必須準確,過期失效的外加劑嚴禁使用。

  2坡面平整度及坡面保護水庫蓄水后,面板受力情況是非常復雜的,必須控制好墊層料坡面的平整度,保證面板厚度變化滿足設計要求,避免出現突變,造成應力集中,從而導致面板拉裂。同時,墊層料采用噴瀝青保護,且能適應面板的變形。墊層料坡面采用4m<8m的網格進行測量控制,如出現盈坡,必須作削坡處理,如出現虧坡大于15cm,須作補填補碾處理。

  7.3側模安裝側模是滑模滑行的軌道或軌道基礎(對有軌滑模),因此側模的安裝質量也將影響混凝土的施工質量,特別是混凝土面板表面的平整度。側模安裝必須牢固、平、直,并通過測量校對。周轉次數較多、發生變形的側模嚴禁使用。三期面板改進側模的制作安裝質量后,澆筑的混凝土表面平整度均比1二期的好,得到業主和監理單位的好評。

  4混凝土塌落度的控制對于面板混凝土施工,塌落度控制是關鍵,塌落度控制得好,有利于加快滑模的滑升速度,也有利于保證混凝土的澆筑質量。因此從混凝土的拌和到混凝土入倉必須進行嚴格的控制。塌落度不穩定的主要原因是砂石骨料的含水量不穩定,特別是砂的含水量波動較大。在混凝土生產過程中,必須堅持檢測砂的含水量,根據砂的含水量調整用水量,保證塌落度控制在3~8cm.塌落度還要根據氣溫變化,通過機口取樣和卸料入倉前取樣的結果對比進行控制。當氣溫低于18C時,塌落度控制在3~5cm;當氣溫高于18C時,塌落度控制在6~8cm.機口塌落度實測結果為:一期面板平均為6. 5cm,二期面板平均為5.1cm,三期面板平均為5. 7.5混凝土養護一期面板采用覆蓋草簾后再灑水養護,二期面板采用覆蓋麻布后再灑水養護。這兩種方法效果都比較好,但在下暴雨、刮大風時,草簾、麻布都會被掀走,造成材料和人工的損失。三期面板直接采用灑水養護,通過固定花管長期保持混凝土表面濕潤,從現在來看這種方法最經濟,效果最好。

  8質量評價1混凝土取樣結果分析混凝土取樣結果如表3所列。從表3中可以看出,面板混凝土質量是優良的。

  工程部位混凝土設計等級平均抗壓強(度(28d)/MPa(組)均方差離差系數保證率抗拉強度/MPa(組)抗滲等級組彈性模量/MPa(組)塌落度一期面板二期面板8.2面板裂縫檢查情況分析高程以下的一、二期面板進行了裂縫檢查。據統計,寬度大于0.3mm的裂縫只有42條,最大縫寬為0.4mm,而且長度達到16m的縫不到30條。按要求裂縫寬度大于0.3mm時才進行修補處理,在一、二期面板只要發現有縫都進行了處理,裂縫采用了粘貼GB膠板的方法進行處理。水庫蓄水運行后,1999年5月按業主要求對己運行的二期面板又進行了水下攝像檢查,結果未發現有新的裂縫產生,也未發現有異常的變形,蓄水前出現的裂縫也未發現有擴展,而且有的裂縫由于水壓力作用己閉合。1999年5月底對己完成施工的三期面板也進行了裂縫檢查,發現寬度大于0. 3mm的裂縫只有22條,最大縫寬為Q5mm,沒有貫穿縫。因此從面板裂縫檢查情況看,認為面板混凝土質量也是優良的。

  3滲流觀測結果分析19971998年洪水的考驗,特別是1998年8月下閘蓄水后,庫水位上升到740.00m高程,面板承受的最大水頭達127m,經壩后滲流觀測,其滲流量小于45L/s.三期面板完成施工后,1999年汛期庫水位達到768. 00m高程,目前庫水位仍維持在758.00m高程,整個面板承受的最大水頭己超過設計水頭的90%,從壩后滲流觀測結果看,汛期時最大流量為132L/s,枯水期時為51L/s,因此面板施工質量良好。

  9結語天生橋一級水電站混凝土面板堆石壩墊層料坡面采用噴乳化瀝青保護,施工簡便,進度快,既具有防滲作用,又能適應面板的變形,對面板不產生約束力,起到防裂作用。通過對有軌滑模和無軌滑模施工的對比可知,無軌滑模的施工具有簡便、靈活、速度快且經濟等特點。混凝土面板采用低熱微膨脹水泥和外摻優質粉煤灰,對提高混凝土面板的抗裂性起到了很好的作用。面板混凝土的配合比設計優化和試驗成果以及施工工藝都很成功,為今后高混凝土面板堆石壩的面板混凝土施工提供了寶貴的實踐經驗。

  秦國遜,男,36歲,工程師。

  (收稿曰期:2000~0321責任編輯冉崇輝)

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