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        龍華口碾壓混凝土筑壩施工技術(shù)

        2011-04-14 05:18:10焦陽(yáng)太
        山西水利科技 2011年2期
        關(guān)鍵詞:上壩鋪筑圍堰

        焦陽(yáng)太

        (山西省水利建筑工程局 太原 030006)

        1 工程概況

        龍華口水電站位于山西省陽(yáng)泉市盂縣境內(nèi)滹沱河與龍華河交匯處下游滹沱河右岸,水庫(kù)大壩位于龍華河上,為碾壓混凝土重力壩,最大壩高63.2 m,壩頂長(zhǎng)535 m,壩頂寬5 m。

        大壩自左至右共劃分為14個(gè)壩段,其中1#~6#壩段為左岸非溢流壩段(長(zhǎng)170 m);7#、10#壩段為底孔壩段(長(zhǎng)15 m×2=30 m),各布置一孔3 m×3 m沖沙底孔;8#、9#壩段為溢流壩段(長(zhǎng)19 m×2=38 m),共布置3孔凈寬10 m溢流表孔;11#~14#壩段為右岸非溢流壩段(長(zhǎng)115 m)。在壩體-16 m高度、+10 m高度(壩址處河床面為基準(zhǔn)±0 m)分別設(shè)置一條灌漿排水廊道,在右岸壩肩+45 m高度設(shè)置一條灌漿排水廊道,廊道斷面尺寸為3 m×3.5 m城門洞型。

        大壩上游面-5 m高度以下為1:0.2坡,以上為垂直;下游面+38.33 m高度以下為1:0.75坡,以上為垂直。壩體混凝土分區(qū),內(nèi)部為C9010W4F50,上游面4 m寬為C9020W8F150,上游面2 m寬為C9020W6F150。大壩常態(tài)混凝土約6萬(wàn)m3,碾壓混凝土約36萬(wàn)m3。

        2 主要生產(chǎn)、生活設(shè)施布置

        2.1 施工導(dǎo)流

        本工程采用全斷面圍堰導(dǎo)流,導(dǎo)流洞位于左岸壩肩山體內(nèi),洞身長(zhǎng)約135 m,為無(wú)壓洞。上游圍堰基本平行于壩軸線,距大壩基坑開挖上游邊線最小距離約8 m。為便于從大壩上游修筑坡度為8%~10%的下基坑道路,將上游圍堰由直線型變更為折線型,即主河槽范圍內(nèi)左段圍堰維持原設(shè)計(jì)不變,圍堰右端向上游移位約100 m,使主河槽以右圍堰段與圍堰左段形成折線型。

        2.2 生產(chǎn)、生活設(shè)施

        由于征地原因,大壩生產(chǎn)、生活設(shè)施主要布置在壩前庫(kù)區(qū)。

        混凝土拌和系統(tǒng)由4臺(tái)HZS75混凝土拌和站組成,建在圍堰上游庫(kù)區(qū)范圍,每?jī)膳_(tái)一組,各配備一套PL2400配料系統(tǒng),用裝載機(jī)喂料,皮帶輸送機(jī)往攪拌機(jī)上料。

        砂、石儲(chǔ)料倉(cāng)利用214省道和河床形成的自然高差,用漿砌石砌筑,從公路高處往下卸料,方便堆存料。

        鋼木加工場(chǎng)布置在混凝土拌和系統(tǒng)上游,混凝土預(yù)制場(chǎng)布置在生活區(qū)上游。

        生活營(yíng)地布置在鋼木加工場(chǎng)和混凝土預(yù)制場(chǎng)之間較高臺(tái)地上。

        由于主要生產(chǎn)設(shè)施和生活房屋都建在庫(kù)區(qū)較低處,在30 m寬主河道右側(cè)修筑一道頂寬8 m的縱向防洪堤,將所有生產(chǎn)和生活設(shè)施都圍擋起來(lái),采取了可靠的安全防護(hù)措施。

        3 入倉(cāng)方式

        根據(jù)壩址處地形條件和壩體結(jié)構(gòu),采用自卸汽車直接上壩入倉(cāng)方式,規(guī)劃和修筑以下施工道路:

        (1)從上游圍堰右端為起點(diǎn)修筑一條下基坑道路,用于河床面±0 m以下壩基開挖和碾壓混凝土運(yùn)輸上壩。

        (2)壩體±0 m~+45 m高度間上壩道路為從右岸沿岸坡隨壩體上升逐步回填形成,左岸利用上游圍堰上壩。

        (3)壩上游右岸與214省道接線,利用開挖料沿右岸岸坡分別填筑至右岸壩體+25 m高度、+35 m高度和壩頂+45 m高度的施工道路,用于從右岸上壩運(yùn)輸碾壓混凝土料。

        (4)在壩上游沿左岸坡修筑一條通往左壩肩+45 m高程的主干道,再以此修兩條分別通往+35 m高度和+25 m高度的支路,用于左壩肩開挖和碾壓混凝土運(yùn)輸上壩。

        每個(gè)間歇層鋪筑前,先進(jìn)行左岸或右岸岸坡處20 m長(zhǎng)壩段碾壓混凝土鋪筑,提前形成入倉(cāng)道路,然后利用此通道進(jìn)倉(cāng)進(jìn)行大面積壩體施工,減少封倉(cāng)口模板環(huán)節(jié),保證入倉(cāng)口處混凝土施工質(zhì)量。

        4 施工工藝技術(shù)

        4.1 倉(cāng)面準(zhǔn)備

        開倉(cāng)前須持有原材料貯存量、混凝土配合比料單及澆筑要領(lǐng)圖等資料,經(jīng)工程監(jiān)理驗(yàn)倉(cāng),并在倉(cāng)面四周標(biāo)注分層高程,將進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)作業(yè)施工機(jī)械沖洗干凈。

        4.2 混凝土拌和

        碾壓混凝土采用雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌和,拌和時(shí)間比一般常態(tài)混凝土長(zhǎng),1.5 m3容量攪拌機(jī)拌和時(shí)間約55 s左右,出機(jī)口VC值控制在5 s~10 s范圍。

        4.3 混凝土運(yùn)輸

        混凝土運(yùn)輸方式采用自卸汽車直接上壩運(yùn)輸方式,在入倉(cāng)口處設(shè)置清洗設(shè)施,對(duì)進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)機(jī)械進(jìn)行沖洗,防止將污泥帶入倉(cāng)內(nèi)。

        4.4 卸料

        卸料前在碾壓混凝土面上鋪設(shè)一層1~2 cm厚水泥砂漿,砂漿應(yīng)按條帶攤鋪,用人工刮板刮平,砂漿攤鋪好后應(yīng)及時(shí)攤鋪混凝土料,防止砂漿失水、風(fēng)干。當(dāng)混凝土連續(xù)正常碾壓時(shí),層間縫不必鋪砂漿。自卸汽車卸料采用退鋪法兩點(diǎn)疊壓式卸料,減少骨料分離。

        4.5 攤鋪

        -1 m~+4 m、+9 m~+14 m、+34 m~+44 m 高度采用平層攤鋪法,將卸到倉(cāng)內(nèi)的碾壓混凝土拌和料,按水平方向分條帶薄層攤鋪,將倉(cāng)面從上游往下游劃分為若干條帶,條帶寬度4 m,各條帶攤鋪方向與壩軸線平行。

        -17 m~-1 m、+4 m~+9 m、+14 m~+34 m 高程采用斜層攤鋪法,將卸到倉(cāng)內(nèi)的碾壓混凝土拌和料,按1:15~1:30的坡度分條帶薄層攤鋪,可縮小攤鋪面積、減少每層混凝土方量、縮短每層攤鋪時(shí)間,將層間間隔時(shí)間控制在碾壓混凝土初凝時(shí)間以內(nèi),有利于充分保證碾壓混凝土層間結(jié)合質(zhì)量。攤鋪?zhàn)孕泵骓敳客撞窟M(jìn)行,斜坡腳處攤料厚度為15 cm左右,尾部20~30 cm范圍留作下一層碾壓,防止將石料碾碎。

        經(jīng)試驗(yàn)確定壓實(shí)層厚度為30 cm,攤鋪料層厚度為32~35 cm。碾壓混凝土料用推土機(jī)攤鋪,靠近模板處推土機(jī)攤鋪不到位的地方用裝載機(jī)和人工攤鋪。

        4.6 切縫

        壩體設(shè)13條橫縫,將壩體分為14個(gè)壩塊,碾壓混凝土鋪筑時(shí)一般將整個(gè)壩面作為一個(gè)大倉(cāng)面或根據(jù)壩體結(jié)構(gòu)將若干個(gè)壩塊連成一起形成幾個(gè)較大倉(cāng)面施工,倉(cāng)面內(nèi)橫縫采用切縫機(jī)成縫。

        碾壓混凝土料攤鋪后采用電振動(dòng)沖擊夯改裝的手持式切縫機(jī)切縫。先用振動(dòng)碾靜壓1~2遍,然后沿橫縫拉一條線,兩人抬動(dòng)切縫機(jī),另一人將彩條布放入刀片下,開啟沖擊夯將彩條布?jí)喝肽雺夯炷羶?nèi),如此逐段前行。切縫機(jī)刀片長(zhǎng)30 cm,高30 cm,厚1.5 cm,切縫深度25 cm左右。

        4.7 碾壓

        碾壓采用BW-202AD型振動(dòng)碾,碾壓遍數(shù)采用2-8-2,即無(wú)振碾壓2遍、有振碾壓8遍、無(wú)振碾壓2遍收面。若振動(dòng)碾壓后混凝土表面平整,可省卻后兩遍收面碾壓工序。振動(dòng)碾行走速度控制在21~25 m/min范圍,采用高頻(45HZ)、低幅(35 mm)雙碾振動(dòng)。碾壓方向宜垂直于水流方向,碾壓作業(yè)采用搭接法,搭接條帶寬度10~20 cm。

        連續(xù)上升鋪筑的碾壓混凝土,層間允許間隔時(shí)間應(yīng)控制在混凝土初凝時(shí)間以內(nèi),且混凝土拌和物從拌和到碾壓完畢的歷時(shí)應(yīng)不大于2 h,若歷時(shí)超過(guò)2 h應(yīng)加水泥凈漿或水泥砂漿進(jìn)行碾壓。

        4.8 變態(tài)混凝土

        在模板附近或靠岸坡處振動(dòng)碾碾壓不到的部位,采用變態(tài)混凝土方法施工,即將碾壓混凝土料用裝載機(jī)和人工攤開后,加入一定量的水泥漿液,然后用手持式高頻振搗器進(jìn)行振搗,振搗棒應(yīng)深入下層混凝土內(nèi)5~10 cm,振搗時(shí)間以混凝土不再明顯下沉、表面泛出漿液為止,振搗器拔出時(shí)混凝土表面不應(yīng)留有孔洞。

        4.9 層面處理

        碾壓混凝土施工中存在許多碾壓層面,層面處理的目的是保證層間結(jié)合良好,形成一個(gè)整體,防止出現(xiàn)層面間薄弱面和滲水通道。

        對(duì)未超過(guò)混凝土初凝時(shí)間的層面在保持下層混凝土表面濕潤(rùn)的情況下進(jìn)行連續(xù)鋪筑。

        對(duì)超過(guò)初凝時(shí)間,但未終凝的層面可在上層混凝土攤鋪前鋪設(shè)一層1~2 cm厚水泥砂漿或水泥凈漿。

        對(duì)超過(guò)終凝時(shí)間的層面,若間隔時(shí)間在24 h以內(nèi),仍可采用鋪設(shè)砂漿墊層的處理方式,若間隔時(shí)間超過(guò)24 h則按冷縫處理方式,即用高壓水沖毛機(jī)清除混凝土表面乳皮,使之成為露砂毛面,然后沖洗干凈混凝土面,均勻攤鋪一層1~2 cm厚水泥砂漿墊層,再鋪筑上一層碾壓混凝土。

        間歇層是指一個(gè)倉(cāng)面全部鋪筑施工結(jié)束后停置一定時(shí)間后形成的層面,一個(gè)間歇層高度一般為2~3 m,層面按施工冷縫方法處理。

        4.10 養(yǎng)護(hù)

        碾壓混凝土在達(dá)到齡期或覆蓋上層混凝土之前,對(duì)其層面、暴露面應(yīng)進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)。上、下游永久暴露面澆筑完成拆模后開始養(yǎng)護(hù)。氣溫較高時(shí)采用噴霧、灑水等措施保持倉(cāng)面濕潤(rùn),氣溫較低時(shí)采用草袋覆蓋等保溫措施。

        5 特殊季節(jié)施工措施

        5.1 夏季溫控措施

        夏季高溫季節(jié)為了能夠繼續(xù)進(jìn)行碾壓混凝土施工,主要采取了以下溫控措施:對(duì)料倉(cāng)搭設(shè)遮陽(yáng)棚,提高堆料高度,在料倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行噴霧降溫;對(duì)上料皮帶搭設(shè)遮陽(yáng)板,防止皮帶機(jī)上砂石料暴曬;用冷水機(jī)將基坑開挖回填時(shí)預(yù)留的集水井內(nèi)常溫水制冷到4℃~6℃后進(jìn)入拌和機(jī)進(jìn)行混凝土拌和;在倉(cāng)面進(jìn)行噴霧降溫,攤鋪料碾壓完后及時(shí)用氣墊泡沫塑料布覆蓋,防止氣溫倒灌;在混凝土運(yùn)輸車輛上方搭設(shè)遮陽(yáng)布,縮短運(yùn)輸時(shí)間,避免混凝土料水分過(guò)多散失;摻加高效緩凝劑,延長(zhǎng)混凝土初凝時(shí)間,保證混凝土攤鋪、碾壓質(zhì)量;縮小澆筑壩塊,盡量避開中午高溫時(shí)段,在下午5時(shí)至次日上午11時(shí)進(jìn)行施工。

        5.2 冬季施工措施

        冬季繼續(xù)施工期間,主要采取了以下溫控措施:對(duì)拌和水進(jìn)行加溫,混凝土拌和時(shí)摻加防凍劑,在白天較高氣溫時(shí)段施工,混凝土碾壓完后及時(shí)進(jìn)行覆蓋保溫;鋪筑前對(duì)混凝土層面用蒸汽沖毛機(jī)進(jìn)行沖洗,將凹坑內(nèi)積水或凍冰消融、沖洗干凈,使層面升溫;在混凝土運(yùn)輸車輛上方搭設(shè)棉被篷,縮短運(yùn)輸時(shí)間,避免混凝土料暴露受凍;在模板內(nèi)側(cè)加聚苯泡沫板,拆模后對(duì)混凝土表面進(jìn)行保溫。

        6 壩肩固結(jié)灌漿

        大壩左右岸壩肩設(shè)計(jì)有固結(jié)灌漿,為了避免灌漿和碾壓混凝土兩個(gè)工序產(chǎn)生干擾,施工中先進(jìn)行靠壩肩處約20 m長(zhǎng)壩體碾壓混凝土施工,提前形成進(jìn)倉(cāng)道路,然后進(jìn)行大面積壩體混凝土碾壓施工,在此期間對(duì)壩肩提前鋪筑完的混凝土上用液壓鉆快速造孔并灌漿,保證兩道工序同步進(jìn)行。

        7 結(jié)語(yǔ)

        龍華口水電站大壩碾壓混凝土施工,合理規(guī)劃施工道路,采用自卸汽車直接上壩運(yùn)輸方式,充分體現(xiàn)了碾壓混凝土快速施工特點(diǎn),在入倉(cāng)、碾壓、切縫、冬季施工等工藝方面進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新,使碾壓混凝土筑壩工藝進(jìn)一步提高,混凝土質(zhì)量有了更好的保證。

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