白莲河堆石坝面板混凝土施工技术
晏继杰
(武警水电三峡工程指挥部,湖北武汉430050)
摘要:面板混凝土堆石坝是目前我国水利水电工程中的主要坝型之一,该坝型的设计和施工技术已日渐成熟,但在堆石坝面板混凝土施工技术方面,如何进一步改进施工工艺,保证面板混凝土施工质量,仍一直是重点攻关的课题。为了确保白莲河堆石坝面板混凝土的施工质量,施工前就混凝土配合比、滑模机具及施工工艺进行了详细的研究,经过施工过程中对拌和站和施工现场的严格控制,白莲河面板混凝土施工质量良好。
关 键 词:堆石坝;面板混凝土;施工技术;白莲河
中图分类号:TV641.4+3 文献标识码:A
1 工程概况
白莲河抽水蓄能电站位于湖北省黄冈市罗田县白莲河乡境内,白莲河水库右坝头上游侧。本工程为Ⅰ等大(1)型工程,枢纽工程的主要建筑物包括上库主坝、1、2、3号副坝、输水系统和地下厂房系统等建筑物,下库为20世纪60年代初建成的白莲河水库。电站总装机1 200 MW,装4台单机容量为300 MW的可逆式水力发电机组。
上库主坝为面板混凝土堆石坝,面板顶部高程309.3 m,底部高程最低为250.74 m,最大高度58.56 m,坝顶长300.18 m,宽度11.0 m,坝体上、下游坡比均为1∶1.4,面板等厚,厚度0.4 m。
两岸受拉区面板每块宽8 m,共20块,中间受压区每块宽16 m,共8块,总计28块,最大面板长度100.7 m,面板混凝土标号为C25,二级配。
2 面板混凝土配合比
2.1 混凝土原材料
根据混凝土标号及设计、图纸要求:水泥选用湖北华新水泥厂生产的中热42.5水泥;粉煤灰选用湖北阳逻电厂生产的Ⅰ级粉煤灰;骨料由业主提供,采用当地材料生产的天然砂、人工砂及人工碎石;减水剂选用江苏博特新材料有限公司生产的JM-Ⅱ型缓凝高效减水剂,掺量为胶凝材料的0.6%,引气剂同样选用江苏博特新材料公司有限公司生产的JM-2000型引气剂,掺量为胶凝材料的0.6/10 000;纤维采用武汉天汇生产的聚丙烯腈纤维。
2.2 混凝土施工配合比
通过混凝土配合比室内试验和复核试验,确定了混凝土配合比,配合比见表1。
3 面板混凝土施工方法
3.1 施工工艺流程
面板施工工艺流程见图1。
3.2 整修坡面
堆石坝上游面采用了挤压边墙技术进行施工,在完成填筑沉降基本稳定之后,开始进行上游面坡面平整度检查,偏差超过规范允许范围时进行人工整坡。在浇筑面板混凝土前,对挤压边墙坡面布置3 m×3 m网格进行平整度测量,按照规范允许的+5~-8 cm的范围,标示出每段需要处理的部位。对超高超过5 cm的边墙表面采用人工凿除,欠填超过8 cm的边墙表面采用M5砂浆补平。
3.3 止水基础处理
3.3.1 垂直缝
将面板垂直缝砂浆垫层位置准确放样,由人工用铁钎在其范围内凿槽,凿槽深度满足砂浆垫层厚度的要求。然后人工铺设M20砂浆垫层,并确保其平整度满足要求。面板与防浪墙衔接的周边缝的基础与垂直缝的形式基本相同,采用相同的方式铺设砂浆垫层,进行基础处理。
3.3.2 面板与趾板、挡墙周边缝
面板混凝土浇筑前,在周边缝处首先埋设沥青砂垫块。将周边缝处趾板止水片的保护设施拆除,人工用铁钎、铁撬按照设计要求开凿垫块基础,修整成型后,按照要求埋设预制好的沥青砂浆垫块,垫块间的缝隙用热沥青灌实。
3.3.3 喷涂乳化沥青施工
挤压边墙坡面修整完毕并经验收后,由上至下开始喷涂乳化沥青。乳化沥青为沥青含量约为60%的水稀释乳液。本工程挤压边墙与面板混凝土间采用二油二砂结构,即在挤压边墙表面先喷1层乳化沥青,用量约1.7 kg/m2,然后立即在表面人工均匀撒细砂1层(用量约0.002~0.003 m3/m2),待乳化沥青固化后,形成一层1~3 mm的柔性结构薄层,用滚轮轻碾一遍后,再用扫帚清扫一遍。再喷第2层乳化沥青,最后均匀撒细砂一层。
3.3.4 钢筋制安
钢筋依据设计图纸在加工厂分别加工,分类挂牌堆放,安装前运输至工作面附近。
安装钢筋时首先在坡面上布置架立钢筋,架立钢筋按照间排距2.2 m×2.4 m打入挤压边墙40 cm。架立钢筋布设完成后布样架钢筋,在样架钢筋上标示出钢筋绑扎的设计位置,然后将加工合格的钢筋按照编号顺序用钢筋台车输送到安装工作面,每次输送2~3 t钢筋,由人工现场组装。
3.4 止水加工、安装
3.4.1 铜止水加工
根据设计要求制作了铜片止水和铜片止水接头的加工模具,主要在生产营地加工场内进行加工。长条型铜止水在施工现场采用铜片滚压自动成型机加工,完成后即置于坡面上用于安装。
对于面板施工使用的“丁”、“十”型接头,在加工场内利用专门研制的加工机械进行整体加工。通过三检验收后,报请监理工程师检查验收,将通过验收的铜止水接头编号,并入库储存,根据需要领用。
3.4.2 缝底部止水安装
沥青砂垫块和基础M20砂浆的施工满足要求后,人工安放PVC垫片,采用满足要求的热沥青将垫片平整地粘接在沥青砂垫块或砂浆上,然后在要求浇筑Ⅰ序混凝土前安放底部铜止水。铜止水加工完成经检查验收合格后,将准备好的氯丁橡胶棒和泡沫填充物,按照设计要求的顺序填充满止水鼻子,然后用胶带将止水鼻子封口,并在鼻子顶部均匀涂刷沥青漆。
3.4.3 混凝土表面止水
根据混凝土强度实验资料,面板混凝土经养护14 d后即可进行表面止水材料安装。面板止水严格按要求进行安装。
3.5 模板安装及溜槽架设
3.5.1 滑模设计
依据面板宽度和工期要求,采用了两套滑模,无轨滑模设计尺寸为:宽1.2 m,长度分别为18 m和10 m,滑模底部钢板厚为2.0 cm。18 m的滑模体采用钢结构整体结构分节制作,用拼装螺栓连接,分为5 m段2节,8 m段1节;10 m的滑模体采用钢结构整体制作;滑模体前部设置振捣平台,尾部设有修整抹面平台,采用型钢三角架结构,与滑模体分别制作,采用拼装螺栓连接,随滑模一起上升,滑模分别采用2台10 t和8 t的卷扬机牵引。
3.5.2 侧模安装
侧模在加工厂制作,并作标记,检查验收合格后,运至坝面,利用钢筋台车放至使用部位,人工配安全绳安装插筋配合三角架予以固定。
3.5.3 滑模就位
滑模体在加工制作好后运输至坝面,在坝顶拼接完成,采用40 t汽车吊吊装就位,滑模通过安装在两侧的滚轮沿坡面用2台8~10 t卷扬机徐徐放下就位,然后调节锁控装置滚轮翻起,滑模落至侧模上。
3.5.4 溜槽架设
溜槽采用3~5 mm的钢板制造,每节长2.0 m,端部设置连接挂钩,分段固定。面板宽度为16 m的仓位设置2条溜槽,8 m宽度的仓位设置1条溜槽。
3.6 混凝土运输、浇筑
3.6.1 混凝土运输浇筑
混凝土用自卸车运输,卸入料斗内入仓,仓内人工摆动溜槽布料,人工平仓,插入式振捣器(ZN70,ZN50)垂直振捣密实。浇筑时薄层均匀平起,每层厚度不大于30 cm,及时振捣,振捣间距小于40 cm,深入下层不小于5 cm。提升模板时,不得振捣混凝土,止水部位的混凝土采用ZN50小型振捣器振捣密实,严防损伤止水片。滑模加适当配重,以消除混凝土浮托力。滑模提升后及时收面、整修并覆盖。
每块混凝土应连续浇筑,间歇时间应符合规范要求,面板混凝土采用跳仓法进行施工,根据混凝土配合比试验资料,面板混凝土浇筑完经流水养护14 d后即可达到设计强度,相邻两仓混凝土施工间歇期不少于14 d。
3.6.2 面板三角部位的施工方法
趾板与面板之间的三角异形块(起始块面板的浇筑)混凝土浇筑应尽量采用滑模施工,由于滑模是无定向装置,浇筑三角块时,可通过滑模的转动,平衡(平行侧移)或先转动后平移等方式完成。对局部确因滑模不能到位,难以施工的则采用现场盖模施工,人工收面。
3.7 面板混凝土拆模、养护
3.7.1 拆模
在正常气温下,每块混凝土浇筑结束24 h后方可拆模,检查发现止水及混凝土损伤时及时进行处理并将处理过程及质量情况详细记录。拆模后对混凝土侧面进行表面修整,然后涂刷乳化沥青隔离剂。
3.7.2 面板养护措施
面板混凝土脱模后立即进行保湿养护,终凝后覆盖线毯,表面连续洒水,面板混凝土越冬时停止洒水并进行保湿、保温覆盖。养护设专人负责,并定期观测记录存档。
4 结语
主坝堆石体填筑在2006年9月20日完成,于2007年3月下旬开始进行主坝混凝土面板浇筑,采用两套无轨滑模跳仓施工,跳仓间隔约14 d,于2007年5月8日完成了主坝混凝土面板浇筑,历时48 d。面板结构缝顶部止水在相邻两块浇筑完14 d后进行施工。
面板混凝土浇筑重点要控制好混凝土拌和质量和滑模上升的速度,本项目为确保面板混凝土的质量,采取了一系列行之有效的措施,针对天然砂细度模数偏大这一现状,掺加30%~40%的人工砂,使砂的细度模数满足要求,加大了砂的含水率检测频率、出机口混凝土温度、坍落度、含气量的检测,同时加强了施工作业面混凝土坍落度和含气量的检测,确保混凝土满足要求。
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