基于實例的水電站大壩混凝土施工方法的探討

蔣 旭

(貴州水利實業(yè)有限公司，貴陽 550002)

基于實例的水電站大壩混凝土施工方法的探討

蔣 旭

(貴州水利實業(yè)有限公司，貴陽 550002)

水利工程在中國有著重要地位和悠久歷史。其中大壩是水電站建設(shè)工程中非常重要的組成部分。在水電站大壩工程施工中，一項非常重要的工程就是混凝土施工，混凝土施工質(zhì)量的好壞對于整個大壩的穩(wěn)定以及防滲具有非常大的影響。因此加強研究水電站大壩混凝土施工方法與技術(shù)具有重要意義。文章結(jié)合筆者實踐經(jīng)驗探討了水電站大壩中混凝土工程施工方法。

水電站；大壩；混凝土；施工；模板；澆筑

德江縣白水泉水電站位于德江縣境內(nèi)的印江河下游，屬印江河流域梯級開發(fā)的最大一級電站，裝機2×10000kW。電站位于德江縣潮砥鎮(zhèn)白沙村，距德江縣城38km，距潮砥鎮(zhèn)9km，現(xiàn)有公路至大壩壩址，壩址以上集雨面積1220km2。

1 工程概況

白水泉水電站工程主要建筑物包括：攔河大壩、引水壓力隧洞及壓力鋼管、廠房及升壓站等建筑物。攔河大壩為流線型混凝土拱壩，壩頂弧長166m，最大壩高72m，壩頂高程為437m，溢洪段長度為50m。大壩正常水位435m，總庫容3555萬 m3。大壩主體混凝土土方量約10萬 m3。引水壓力隧洞分上平洞、斜井、下平洞、岔管支洞、調(diào)壓井及調(diào)壓井平洞。隧洞主洞為Ф5.8m的圓形開挖斷面，成型為Ф5m，隧洞長為650m，井為豎井洞徑為Ф10m，高為40m。引水隧洞為局部襯砌與局部噴漿組成。

2 材料的選擇

在開采區(qū)附近適當?shù)奈恢貌贾霉╋L站，安裝3臺10m3/min空壓機，采用手持式風鉆鉆孔爆破。由于砂、石料的生產(chǎn)場地和混凝土拌和系統(tǒng)的距離較近，所以采用皮帶機直接送入料倉，裝載機輔助堆料。砂、石料直接儲存在料倉，經(jīng)計算，料倉儲料能力3000m3。堆料場能備足3d的混凝土生產(chǎn)需用量1872m3。

3 混凝土建基面或施工縫處理

混凝土建基面或施工縫按設(shè)計和《水利水電工程施工規(guī)范》進行處理，處理后的建基面或施工縫應呈毛面，無松動巖塊、無積渣、雜物、集水等，建基面超、欠挖滿足設(shè)計和規(guī)范規(guī)定標準[1]。

4 模板架立

采用鋼組合模板結(jié)合木模的方式，大壩大面積澆筑采用鋼組合模板，在溢流面及局部異形部位混凝土澆筑采用木模。模板架立方式見圖1、圖2、圖3所示。

在進行大壩先澆筑上升塊體模板安裝時，在橫縫模板上安裝鍵槽模板和固定止?jié){片，止?jié){片距上下游壩面為30cm。當模板加固后在橫縫模板上固定3×3的小角鋼，A角鋼位置按設(shè)計進行布置，需埋設(shè)冷卻水管，預留冷卻水管進出口孔。溢流面混凝土施工采用木模，挑流鼻坎或板梁混凝土模板采用鋼組合模板。在混凝土澆筑距溢流面底板1～2m時需設(shè)置埋件，便于溢流面混凝土模板架立加固。

圖1 模板架立平面示意圖

圖2 模板架立A—A剖面圖

圖3 模板架立B—B剖面圖

5 混凝土澆筑

5.1 混凝土澆筑強度

白水泉水電站大壩混凝土計劃澆筑時間為2004年4月—2006年5月，歷時較長，其間經(jīng)歷了春、夏、秋、冬四季，同時存在汛期、高溫季節(jié)混凝土施工。由于澆筑倉面大，垂直運輸距離較大，月施工強度為6000～8000m3。

5.2 混凝土倉面分塊說明

根據(jù)設(shè)計圖紙要求澆筑的分塊高度為2m，分塊長度為15～17m。

5.3 大壩施工渡汛

為保證汛期能順利施工，盡量減少洪水對施工的干擾，在大壩378m高程設(shè)置1個4.5m×4.5m的導流底孔，并在大壩上升時保持2個壩塊上升始終滯后其它壩塊4～6m，汛期施工時若出現(xiàn)洪水翻壩，留此缺口行洪。混凝土生產(chǎn)工藝如圖4所示。

圖4 混凝土施工工藝流程圖

5.4 混凝土拌和

拌和站配置1臺1.5m3強制式拌和機，生產(chǎn)率達90m3/h；配料采用自動稱量、給料系統(tǒng)，集中在中控室進行控制。拌和用水采用生活區(qū)水池供給，通過水秤稱量進入拌和機，水泥采用螺旋輸送機給料，骨料采用皮帶運輸機進料，外加劑經(jīng)稱量用固定容器干摻，運輸皮帶設(shè)遮陽淋雨棚[2]。

5.5 混凝土運輸入倉

拌和站距大壩約為400m，這樣混凝土運輸存在水平運輸和垂直提升入倉。采用自卸運輸車將混凝土從拌和站運至壩腳，在壩腳下游側(cè)拱冠梁處設(shè)兩套混凝土集料吊罐兩個，自卸車將混凝土經(jīng)梭槽卸入混凝土吊罐內(nèi)。

塔機采用兩臺升塔式起重機垂直運輸混凝土入倉。為提高塔機利用率，混凝土吊罐每次裝2m3混凝土，在塔機30m范圍內(nèi)的倉面采用直接入倉方式，30m范圍以外的倉面，在壩上用自卸汽車水平運輸入倉，為了避免汽車行駛對壩體混凝土產(chǎn)生的擾動，在混凝土表面鋪12mm厚的鐵板，用作汽車行駛。對于重力墩混凝土的澆筑，采用混凝土泵直接入倉。

5.6 混凝土平倉振搗

采用人工平倉，高頻振搗器振搗。混凝土澆筑前，應根據(jù)澆筑強度先在基礎(chǔ)面鋪一層高標號水泥砂漿厚度為2～3mm，鋪砂漿時應將冷卻水管蓋住，避免混凝土卸料時，骨料沖壞或使冷卻水管變形，影響冷卻效果。由于是采用塔機吊混凝土入倉，所以可根據(jù)澆筑面分布情況均勻卸料，以減少平倉工作量，在澆筑橫縫部位時，應特別注意保護接縫灌漿預埋設(shè)施，在上游止水片和下游止?jié){片以外，主要采用人工平倉，卸料斗不能距離太近，以免對其產(chǎn)生破壞和變形。

5.7 混凝土養(yǎng)護

每一倉混凝土開始澆筑即進行冷卻水管通水養(yǎng)護，連續(xù)通水時間為15d，每1天進出水口交換流向通水1次；混凝土澆筑完畢12～18h，即對混凝土表面進行灑水養(yǎng)護，在遇炎熱干燥氣候提前進行灑水養(yǎng)護并覆蓋麻袋、麻氈，養(yǎng)護期間保證混凝土表面隨時保持濕潤，接近流水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間為14d。

6 混凝土溫控措施

按設(shè)計要求壩體每 2m設(shè)一層冷卻水管，管徑為25mm，壩體內(nèi)冷卻水管間距為2m，順河床方向布置，上下游為U型連接，冷卻管距倉面周邊為1m。冷卻水管流量為0.34L/s,流速為0.7m。采取分橫縫的施工方式，橫縫間距取15～17m；分層厚取2m。采取大粒徑骨料，改善骨料級配；采用低流態(tài)混凝土；降低水泥用量；摻用外加劑，減少水灰比和水泥用量。

在骨料堆放場設(shè)遮陽棚，并將骨料盡可能高堆放(高度超過6m)，使下部骨料溫度接近月平均氣溫，取下層料骨料拌和混凝土。澆筑施工設(shè)置盡量減少運輸距離，避免多次倒運；各施工環(huán)節(jié)要配套，控制混凝土澆筑覆蓋時間在2.5h以內(nèi)。采用薄層澆筑天然散熱和冷卻水管冷卻的方法控制混凝土澆筑塊的最高溫度以滿足基礎(chǔ)溫差，內(nèi)外溫差和上、下層溫差要求。

7 接縫止水施工

根據(jù)設(shè)計要求，壩體橫縫上游側(cè)設(shè)止水銅片。根據(jù)設(shè)計圖紙要求，止水片、止?jié){片的尺寸，結(jié)合工地現(xiàn)場情況進行制作。將加工好的成品銅片，人工搬運到大壩施工現(xiàn)場，安裝時兩人配合，先用木板將銅片墊到要焊接的高度，調(diào)節(jié)好搭接長度。一人用雙手撐住銅片，另一個經(jīng)驗豐富的焊接工開始焊接，直到焊完為止，銅片焊接時采用氧焊焊接的方式，輔以銅條和檸檬藥粉進行焊接。止?jié){片的加工和焊接工藝與銅片的加工和焊接工藝類似。

在進行壩體混凝土施工時，設(shè)置接縫灌漿系統(tǒng)，采用拔管式接縫灌漿設(shè)施。壩體混凝土施工在橫縫處先澆筑塊混凝土，模板安裝時便進行上游止水帶、下游止?jié){片設(shè)置，當施工到一個灌區(qū)頂層時，再設(shè)置水平止?jié){片。模板加固后，便在設(shè)計升漿槽位置設(shè)置直徑為3cm×3cm小角鋼，并在小角鋼周邊預埋鐵釘，以便于塑料拔管加固，在灌區(qū)底部和頂部緊靠模板埋設(shè)直徑為3cm×3cm小角鋼，以便進、出漿管和排氣槽的布設(shè)。

在橫縫處后澆塊混凝土澆筑前，先安裝灌漿升漿拔管，利用鉛絲將其固定在設(shè)計位置。在后澆塊上升前，再次充氣膨脹，充氣后與進漿管三通連接緊密。拔管時機根據(jù)塑料軟管的材質(zhì)、混凝土狀態(tài)及氣溫等條件，通過現(xiàn)場試驗確定。當混凝土澆筑完畢拔管后將孔管沖洗干凈后，用木塞與棉花將孔口堵死。所有進漿管與出漿管均伸出壩外50cm，伸出壩外部分用Φ40的一端攻絲黑鐵管預埋50cm在壩體混凝土內(nèi)與拔管形成的管路相通，伸出壩外部分，用絲口蓋好，以免堵塞，并作好標記、編號。通過接縫灌漿時的通水檢查，所有管路均為暢通，在規(guī)定的壓力下，通水流量均超過30L/min。

[1]王欣晨，鄭方方.高拱壩混凝土工程施工工藝及施工方法初探[J].山西建筑，2011，31(27)：223-224.

[2]石青春.龍灘水電站高碾壓混凝土壩施工方案研究[D].武漢：武漢大學，2004.

DiscussiononDamConcreteConstructionMethodofHydropowerStationBasedonExamples

JIANG Xu

(Guizhou Province Hydraulic Engineering Industrial Co.，Ltd.，Guiyzang 550002，China)

Water conservancy project plays an important role and has a long history in Chinese.The dam is a very important part in the construction of hydropower station.In hydropower project construction，a very important project is the concrete construction.Concrete construction quality has great effect on the stability of the dam and the seepage prevention.Therefore，strengthening the research has an important significance in concrete construction of hydropower station and dam.Combining the author's practical experience，hydropower station dam concrete construction method is discussed in this paper.

hydropower station；dam；concrete；construction；mould；pouring

1007-7596(2014)03-0042-03

2013-09-07

蔣旭(1981-)，男，四川重慶人，工程師，從事水利水電工程施工管理工作。

TV642

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