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摘要:现阶段,面板堆石坝从以前的土质心墙堆石坝发展到现在的高混凝土面板堆石坝,其发展速度是有目共睹的。经过前人的探究分析,发现对碾压堆石与混凝土面板具有很好的相互适应性,这大大的解决了面板裂缝和渗漏等一系列棘手的问题,使得面板堆石坝的发展成为了一个新的里程碑。基于此,本文就将对混凝土面板堆石坝施工技术与质量控制相关问题结合工程实例进行分析探讨。
关键词:混凝土;面板堆石坝;技术;质量
中图分类号:TV331文献标识码: A
面板堆石坝与传统的混凝土坝相比较,具有安全性高、就地取材,经济成本低,适应能力强等优点,在我国水利工程中已推广应用。对于建水电站而言比较经济适用的一种坝型就是混凝土面板堆石坝了,混凝土面板堆石坝是在世界上有口皆碑的适用型坝型。对于混凝土堆石坝而言各种地形不在话下。施工机械单一,在工程中所用的筑坝材料在当地都可以解决。虽然这一技术在我国兴起较晚但现已经快速发展壮大。
1、工程概述
某水电站工程位于某县,该河河口上游1.5km处,距该县城30km,河谷呈不对称“V”型峡谷,属冷水河干流水电开发规划的第三个梯级。该水电站以发电为主,兼防洪、养殖、供水等综合利用,总库容7562万m3,电站装机2台,总装机容量25MW。枢纽主要建筑物包括混凝土面板堆石坝、溢洪道、引水发电系统、电站厂房、升压站等,属于Ⅲ类中型工程。该水电站面板共划分12块,面板混凝土分两期施工,混凝土总工程量5700m3,面板基础坡比1:1.35,表层坡比1:1.355174,面板厚度为渐变形式,厚度按0.3+0.003H(H为对应高程)变化。面板混凝土浇筑采用Ⅰ、Ⅱ序跳仓补空的施工方案进行。Ⅰ期浇筑B3--B11,砼工程量3500m3;Ⅱ期浇筑B1,砼工程量2200m3。板间缝共11条,其中张性(A型)缝7条,压性(B型)缝4条。
2、混凝土面板堆石坝施工技术分析
2.1、测量控制
在实际的工作中,将基面处理验收合格之之后,按工程设计的具体要求测量确定各填筑区的交界线以及相关的洒石灰线,并做好标识,注意对于垫层上游的边线可用竹桩吊线进行控制,对于两岸的岩坡上标写具体的高程以及桩号;在这其中,对于垫层上游的相关边线以及具体垫层和过渡层的交界线、过渡层和主堆石区的交界线等,其每层的上升都要注意对其进行测量放样,对于主次的交界线以及下游的边线可以在实际的工作中放宽到二至三层测量放样一次即可。对于施工的放样以预加沉降量的坝体断面为准,考虑沉陷影响后的外形尺寸和高程,根据工程设计要求的具体坝顶高程为最终沉降高程。
2.2、坝料摊铺
对于坝体的填筑,要对其从填筑区的最低点开始进行铺料,其具体的铺料方向要注意和坝轴线相平行,对于砂砾料以及小区料、每层的垫层料、过渡料等等采用后退法卸料。而对于工程中的主次堆石以及低压缩区料等全部采用进占法填筑,在当自卸的汽车进行卸料之后,采用推土机对其进行摊料平整,在实际的摊铺过程中对于超径石以及界面分离料采用相关小型反铲挖土机的配合处理,而垫层料以及过渡料要注意在工作中由人工配合整平,确保厚度满足要求。
2.3、洒水
对于坝料在铺料完成、碾压之前,必须要进行洒水湿润,坝上洒水作业由人工移动橡胶管进行。坝料在铺料完成、碾压之前,必须洒水湿润,坝上洒水作业由人工移动橡胶管进行。垫层料由于细粒含量多(30 %—50 %),必须严格控制加水量并防止高压水流冲刷,以免形成彈簧土。垫层料的洒湿厚度控制在5—15 cm为宜。
2.4、碾压
在碾压作业开始时,要先将周边2m宽的岸坡接触带顺岸坡方向来回碾压到规定遍数后,再用振动碾平行坝轴线方向对周边以内的区域进行错距碾,错距碾的方式是先从起始位置来回碾压到规定遍数后,再固定向一侧进行来回错距。
2.5、碾压过程中的挤压边墙技术
挤压边墙施工方法首先在巴西的依塔坝应用,它是在垫层料未填筑前先沿坝体上游边缘浇筑倾斜的低强度混凝土挤压边墙,边墙混凝土墙高与每层的垫层料填筑高度一致,边墙上游倾斜度与混凝土面板坡度一致,内倾斜与垫层料坡度一致,后部回填垫层料,垫层料碾压时边墙作为横向支撑。挤压边墙与传统垫层料坡面施工技术相比较,具有施工程序减少,提高了施工效率高,不需要进行斜坡碾压及坡面防护,受气候环境影响小,具有较为显著的经济效益。
3、混凝土面板堆石坝施工质量控制措施探讨
3.1、施工前质量控制
在坝体施工前复核料场各种料源的储量及品质,提交可利用料源的复核资料。对料场复核后,对各种料源进行碾压试验并提交碾压试验报告。通过碾压试验,核对设计指标,选择适合各种料源的碾压机械,确定合理的施工参数,施工工艺及质量控制方法。碾压试验主要确定以下参数:a、压实机械的种类、行走速度、振动频率、激振力;b、各种料源的铺土厚度、含水量范围、碾压遍数;C、施工工艺的确定,如卸料方式、铺料方法;d、铺料厚度与干密度、沉降量之间的关系;f、各种填筑料的技术指标及控制参数。
3.2、对面板堆石坝碾压的质量管理
坝料所采用的碾压方式是振动碾压式,且要在确保相关标准参数的前提下,对不同的施工地进行分区段的碾压。如在垫层区就适宜用水平碾压。为了更好的控制面板堆石坝坝体的变形,要使碾压达到一定的密实度。面板堆石坝的填筑和碾压是确保工程进度的关键因素。堆石填筑的工序较多,主要包括卸料、铺料、洒水、压实,而且在全部工序完成后,还需对点层面进行修整和保护。工序的繁多和复杂就容易导致工序混乱,引起质量问题,甚至出现安全事故,为了避免这些现象产生,对坝面填筑进行分区段施工,进行各个施工工序。振动碾的减震轮胎和振动轮会随着工作时间的增多而出现相应的损坏,其功能也会随之降低。为了延长振动碾的使用期限,要对振动碾定时的进行检查,一旦出现问题,及时维修养护,这既能延长振动碾的使用寿命,也是保证碾压质量的有效措施。
3.3、面板砼浇筑
在面板混凝土施工前进行混凝土配合比试验,混凝土应具有良好的和易性,黏聚性,抗分离性能,能够满足现场施工要求。面板混凝土浇筑采用溜槽或溜筒入仓,其连接处不得漏浆。混凝土入仓后应分布均匀,粗骨料不得分离有集中现象,对粗骨料密集部位采取人工均匀分散;入仓后的混凝土及时振捣,不得漏振,对止水片周边的混凝土仔细振捣,同时不得损坏止水片;混凝土振捣后及时提升滑模,滑模每次提升约20cm,对露出滑模底部的混凝土及时平整和抹面,并检测混凝土表面平整度。滑模提升后混凝土不得出现流淌、鼓包、空腔等质量缺陷,如出现质量缺陷应及时分析原因并进行处理;抹面后的混凝土及时遮盖塑料薄膜,混凝土终凝后覆盖草袋、麻袋等材料,并及时洒水养护,养护龄期应达到设计要求;对于坝高较低的混凝土面板可采用一次连续浇筑到坝顶,对于坝高较高的面板可根据设计要求或现场施工实际情况设施工缝,分期浇筑到坝顶。在进行二次浇筑前对施工缝面进行处理。
3.4、趾板混凝土浇筑的质量管理
料斗内,由受料斗顺坡面溜槽输送入仓,仓内人工摆动溜槽,按30~50cm分层布料,仓面中部采用φ100mm的振捣器振捣,靠近侧模和止水片的部位,采用φ70mm软管振捣器振捣。在振捣时振捣器沿滑模前铅锤方向向下,并不得触及滑模、钢筋等,振捣间距不大于40cm,深度达到新浇混凝土层底部以下5cm。在卸料前,应对受料斗和溜槽进行润滑处理,以便使混凝土更顺畅的运输,确保施工进度。
3.5、施工缝和冷缝处理的质量控制
在施工过程中,根据需要设置施工缝;而有时由于没有连续施工,就会产生一些冷缝。对于这些施工缝和冷缝,必须先进行合理的处理,达到要求才能继续施工。对施工缝或冷缝没有进行处理或处理不到位,就有可能降低碾压后的混凝土的抗拉和抗剪能力,抗渗性能也会受到相应影响。对于施工缝和冷缝的处理,一般在混凝土初凝后,终凝前用刷毛或冲毛方法对缝面进行清理,同时增大混凝土表面粗糙度,提高层面粘结性。之后在缝面均匀刮铺1.0~1.5cm厚的砂浆层,并立即摊铺混凝土。只有施工缝和冷缝进行合格处理后,才能使压实的混凝土表面具有较好的粘结性。
3.6、相对压实度控制的质量管理
相对压实度在碾压混凝土压实质量的评价中起着重要作用。在一定条件下,相对压实度会随碾压遍数的增多而增大,当达到理论值后,若继续进行碾压则会适得其反。以单位压实铺料厚度所需压实编书最少为最优,所以碾压遍数要合理,才能使混凝土达到一定的密实度,才能满足抗压、抗拉、抗剪等要求。
总言之,近年来,随着面板堆石坝在水利水电工程中的广泛建立,对面板堆石坝的质量要求也就越来越高。在施工过程中,会遇到因外在环境因素的影响,而使施工受到一定的阻碍。因此,我们要严格监督整个工程的施工质量管理与监测,根据工程特点,在对水电站钢筋混凝土面板堆石坝的设计中,严格遵守相关规范,并且与工程实际相结合,通过现场试验,制定出最佳施工方法,以此才能保证整个工程质量达到预期效果。
参考文献
[1]金永才.纳子峡水电站混凝土面板砂砾料堆石坝填筑质量控制[J].西北水电,2014,03:46-49.
[2]洪流.水电站钢筋混凝土面板堆石坝设计实例剖析[J].黑龙江水利科技,2014,06:46-49.
[3]傅继渔.面板堆石坝现场施工质量管理与监测探究[J].珠江水运,2014,13:62-63.
[4]张宇航.混凝土面板堆石坝施工技术研究[J].黑龙江科技信息,2014,23:23.
[5]成克雄.八岔林水库混凝土面板堆石坝设计[J].小水电,2014,03:34-37.
关键词:混凝土;面板堆石坝;技术;质量
中图分类号:TV331文献标识码: A
面板堆石坝与传统的混凝土坝相比较,具有安全性高、就地取材,经济成本低,适应能力强等优点,在我国水利工程中已推广应用。对于建水电站而言比较经济适用的一种坝型就是混凝土面板堆石坝了,混凝土面板堆石坝是在世界上有口皆碑的适用型坝型。对于混凝土堆石坝而言各种地形不在话下。施工机械单一,在工程中所用的筑坝材料在当地都可以解决。虽然这一技术在我国兴起较晚但现已经快速发展壮大。
1、工程概述
某水电站工程位于某县,该河河口上游1.5km处,距该县城30km,河谷呈不对称“V”型峡谷,属冷水河干流水电开发规划的第三个梯级。该水电站以发电为主,兼防洪、养殖、供水等综合利用,总库容7562万m3,电站装机2台,总装机容量25MW。枢纽主要建筑物包括混凝土面板堆石坝、溢洪道、引水发电系统、电站厂房、升压站等,属于Ⅲ类中型工程。该水电站面板共划分12块,面板混凝土分两期施工,混凝土总工程量5700m3,面板基础坡比1:1.35,表层坡比1:1.355174,面板厚度为渐变形式,厚度按0.3+0.003H(H为对应高程)变化。面板混凝土浇筑采用Ⅰ、Ⅱ序跳仓补空的施工方案进行。Ⅰ期浇筑B3--B11,砼工程量3500m3;Ⅱ期浇筑B1,砼工程量2200m3。板间缝共11条,其中张性(A型)缝7条,压性(B型)缝4条。
2、混凝土面板堆石坝施工技术分析
2.1、测量控制
在实际的工作中,将基面处理验收合格之之后,按工程设计的具体要求测量确定各填筑区的交界线以及相关的洒石灰线,并做好标识,注意对于垫层上游的边线可用竹桩吊线进行控制,对于两岸的岩坡上标写具体的高程以及桩号;在这其中,对于垫层上游的相关边线以及具体垫层和过渡层的交界线、过渡层和主堆石区的交界线等,其每层的上升都要注意对其进行测量放样,对于主次的交界线以及下游的边线可以在实际的工作中放宽到二至三层测量放样一次即可。对于施工的放样以预加沉降量的坝体断面为准,考虑沉陷影响后的外形尺寸和高程,根据工程设计要求的具体坝顶高程为最终沉降高程。
2.2、坝料摊铺
对于坝体的填筑,要对其从填筑区的最低点开始进行铺料,其具体的铺料方向要注意和坝轴线相平行,对于砂砾料以及小区料、每层的垫层料、过渡料等等采用后退法卸料。而对于工程中的主次堆石以及低压缩区料等全部采用进占法填筑,在当自卸的汽车进行卸料之后,采用推土机对其进行摊料平整,在实际的摊铺过程中对于超径石以及界面分离料采用相关小型反铲挖土机的配合处理,而垫层料以及过渡料要注意在工作中由人工配合整平,确保厚度满足要求。
2.3、洒水
对于坝料在铺料完成、碾压之前,必须要进行洒水湿润,坝上洒水作业由人工移动橡胶管进行。坝料在铺料完成、碾压之前,必须洒水湿润,坝上洒水作业由人工移动橡胶管进行。垫层料由于细粒含量多(30 %—50 %),必须严格控制加水量并防止高压水流冲刷,以免形成彈簧土。垫层料的洒湿厚度控制在5—15 cm为宜。
2.4、碾压
在碾压作业开始时,要先将周边2m宽的岸坡接触带顺岸坡方向来回碾压到规定遍数后,再用振动碾平行坝轴线方向对周边以内的区域进行错距碾,错距碾的方式是先从起始位置来回碾压到规定遍数后,再固定向一侧进行来回错距。
2.5、碾压过程中的挤压边墙技术
挤压边墙施工方法首先在巴西的依塔坝应用,它是在垫层料未填筑前先沿坝体上游边缘浇筑倾斜的低强度混凝土挤压边墙,边墙混凝土墙高与每层的垫层料填筑高度一致,边墙上游倾斜度与混凝土面板坡度一致,内倾斜与垫层料坡度一致,后部回填垫层料,垫层料碾压时边墙作为横向支撑。挤压边墙与传统垫层料坡面施工技术相比较,具有施工程序减少,提高了施工效率高,不需要进行斜坡碾压及坡面防护,受气候环境影响小,具有较为显著的经济效益。
3、混凝土面板堆石坝施工质量控制措施探讨
3.1、施工前质量控制
在坝体施工前复核料场各种料源的储量及品质,提交可利用料源的复核资料。对料场复核后,对各种料源进行碾压试验并提交碾压试验报告。通过碾压试验,核对设计指标,选择适合各种料源的碾压机械,确定合理的施工参数,施工工艺及质量控制方法。碾压试验主要确定以下参数:a、压实机械的种类、行走速度、振动频率、激振力;b、各种料源的铺土厚度、含水量范围、碾压遍数;C、施工工艺的确定,如卸料方式、铺料方法;d、铺料厚度与干密度、沉降量之间的关系;f、各种填筑料的技术指标及控制参数。
3.2、对面板堆石坝碾压的质量管理
坝料所采用的碾压方式是振动碾压式,且要在确保相关标准参数的前提下,对不同的施工地进行分区段的碾压。如在垫层区就适宜用水平碾压。为了更好的控制面板堆石坝坝体的变形,要使碾压达到一定的密实度。面板堆石坝的填筑和碾压是确保工程进度的关键因素。堆石填筑的工序较多,主要包括卸料、铺料、洒水、压实,而且在全部工序完成后,还需对点层面进行修整和保护。工序的繁多和复杂就容易导致工序混乱,引起质量问题,甚至出现安全事故,为了避免这些现象产生,对坝面填筑进行分区段施工,进行各个施工工序。振动碾的减震轮胎和振动轮会随着工作时间的增多而出现相应的损坏,其功能也会随之降低。为了延长振动碾的使用期限,要对振动碾定时的进行检查,一旦出现问题,及时维修养护,这既能延长振动碾的使用寿命,也是保证碾压质量的有效措施。
3.3、面板砼浇筑
在面板混凝土施工前进行混凝土配合比试验,混凝土应具有良好的和易性,黏聚性,抗分离性能,能够满足现场施工要求。面板混凝土浇筑采用溜槽或溜筒入仓,其连接处不得漏浆。混凝土入仓后应分布均匀,粗骨料不得分离有集中现象,对粗骨料密集部位采取人工均匀分散;入仓后的混凝土及时振捣,不得漏振,对止水片周边的混凝土仔细振捣,同时不得损坏止水片;混凝土振捣后及时提升滑模,滑模每次提升约20cm,对露出滑模底部的混凝土及时平整和抹面,并检测混凝土表面平整度。滑模提升后混凝土不得出现流淌、鼓包、空腔等质量缺陷,如出现质量缺陷应及时分析原因并进行处理;抹面后的混凝土及时遮盖塑料薄膜,混凝土终凝后覆盖草袋、麻袋等材料,并及时洒水养护,养护龄期应达到设计要求;对于坝高较低的混凝土面板可采用一次连续浇筑到坝顶,对于坝高较高的面板可根据设计要求或现场施工实际情况设施工缝,分期浇筑到坝顶。在进行二次浇筑前对施工缝面进行处理。
3.4、趾板混凝土浇筑的质量管理
料斗内,由受料斗顺坡面溜槽输送入仓,仓内人工摆动溜槽,按30~50cm分层布料,仓面中部采用φ100mm的振捣器振捣,靠近侧模和止水片的部位,采用φ70mm软管振捣器振捣。在振捣时振捣器沿滑模前铅锤方向向下,并不得触及滑模、钢筋等,振捣间距不大于40cm,深度达到新浇混凝土层底部以下5cm。在卸料前,应对受料斗和溜槽进行润滑处理,以便使混凝土更顺畅的运输,确保施工进度。
3.5、施工缝和冷缝处理的质量控制
在施工过程中,根据需要设置施工缝;而有时由于没有连续施工,就会产生一些冷缝。对于这些施工缝和冷缝,必须先进行合理的处理,达到要求才能继续施工。对施工缝或冷缝没有进行处理或处理不到位,就有可能降低碾压后的混凝土的抗拉和抗剪能力,抗渗性能也会受到相应影响。对于施工缝和冷缝的处理,一般在混凝土初凝后,终凝前用刷毛或冲毛方法对缝面进行清理,同时增大混凝土表面粗糙度,提高层面粘结性。之后在缝面均匀刮铺1.0~1.5cm厚的砂浆层,并立即摊铺混凝土。只有施工缝和冷缝进行合格处理后,才能使压实的混凝土表面具有较好的粘结性。
3.6、相对压实度控制的质量管理
相对压实度在碾压混凝土压实质量的评价中起着重要作用。在一定条件下,相对压实度会随碾压遍数的增多而增大,当达到理论值后,若继续进行碾压则会适得其反。以单位压实铺料厚度所需压实编书最少为最优,所以碾压遍数要合理,才能使混凝土达到一定的密实度,才能满足抗压、抗拉、抗剪等要求。
总言之,近年来,随着面板堆石坝在水利水电工程中的广泛建立,对面板堆石坝的质量要求也就越来越高。在施工过程中,会遇到因外在环境因素的影响,而使施工受到一定的阻碍。因此,我们要严格监督整个工程的施工质量管理与监测,根据工程特点,在对水电站钢筋混凝土面板堆石坝的设计中,严格遵守相关规范,并且与工程实际相结合,通过现场试验,制定出最佳施工方法,以此才能保证整个工程质量达到预期效果。
参考文献
[1]金永才.纳子峡水电站混凝土面板砂砾料堆石坝填筑质量控制[J].西北水电,2014,03:46-49.
[2]洪流.水电站钢筋混凝土面板堆石坝设计实例剖析[J].黑龙江水利科技,2014,06:46-49.
[3]傅继渔.面板堆石坝现场施工质量管理与监测探究[J].珠江水运,2014,13:62-63.
[4]张宇航.混凝土面板堆石坝施工技术研究[J].黑龙江科技信息,2014,23:23.
[5]成克雄.八岔林水库混凝土面板堆石坝设计[J].小水电,2014,03:34-37.