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        堆石混凝土在羅家店水電站中的應(yīng)用

        2014-04-02 17:44:38溫國(guó)敬
        黑龍江水利科技 2014年10期
        關(guān)鍵詞:羅家堆石重力壩

        溫國(guó)敬

        (黑龍江省佳南實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)水務(wù)局,黑龍江 佳木斯154007)

        1 工程概況

        東寧縣羅家店水電站行政區(qū)劃隸屬于黑龍江省東寧縣,壩址位于東寧縣羅家店村東偏南9.0km 處的大綏芬河干流上游,距東寧縣公路里程120.0 km,地理坐標(biāo)為E130°28'35″、N43°44'39,壩址以上集水面積2 588 km2。

        羅家店水電站水庫(kù)總庫(kù)容為2170 ×104m3,工程規(guī)模為中型,工程等級(jí)為Ⅲ等,主要永久性水工建筑物,主要包括攔河壩、溢流壩、引水隧洞工程級(jí)別為3級(jí);水電站總裝機(jī)容量為15 MW,為小型工程,工程等級(jí)為Ⅳ等,水電站廠房工程級(jí)別為4 級(jí)。

        2 堆石混凝土在樞紐中的選取

        本工程對(duì)瀝青混凝土心墻堆石壩、常態(tài)漿砌石重力壩、堆石混凝土壩型進(jìn)行了比選,主要從施工、投資造價(jià)角度對(duì)3 種材質(zhì)壩進(jìn)行了分析,最后確定選取堆石混凝土作為筑壩材料[1]。

        瀝青混凝土心墻堆石壩及河岸式溢流壩方案,瀝青心墻與壩體同時(shí)施工時(shí),影響壩體填筑速度,檢查漏水部位比較困難,不易維修。

        壩線左岸陡峭,而生產(chǎn)生活區(qū)大部分集中在左岸,對(duì)外交通也是從左岸進(jìn)入,因此瀝青混凝土心墻堆石壩與左岸溢流壩同時(shí)施工相互干擾大,影響施工進(jìn)度,將使水電站正常蓄水發(fā)電時(shí)間拖后[2]。

        常態(tài)漿砌石重力壩結(jié)合河床式溢流壩方案,施工期間壩體可以漫頂過(guò)流,施工渡汛、導(dǎo)流條件好。但漿砌石筑壩要求塊石質(zhì)量、砌筑標(biāo)準(zhǔn)均較高,人工砌筑質(zhì)量難以控制,效率低。

        堆石混凝土重力壩結(jié)合河床式溢流壩方案,為目前的新工藝壩型,其壩體材料以堆塊石為主,選取≥20 cm粒徑的碎塊(卵)石,堆石入倉(cāng),采用自然堆積即可,使用自密實(shí)混凝土現(xiàn)場(chǎng)直接澆注,填塞塊石縫隙并膠結(jié),無(wú)須振搗即可密實(shí)[3]。每層堆石混凝土的澆注高度≤150 cm,連續(xù)循環(huán)施工澆注。

        堆石混凝土壩型的主要優(yōu)點(diǎn)為:

        1)堆石混凝土施工過(guò)程簡(jiǎn)單,最大限度地降低了混凝土倉(cāng)面的施工人員和機(jī)械工作量。

        2)避免了普通混凝土振搗密實(shí)的過(guò)程。

        3)單位堆石混凝土的水泥含量很少,因此水化溫升小,溫控簡(jiǎn)單。

        4)具有大塊巖石穩(wěn)定堆積構(gòu)成的骨架,具有優(yōu)良的體積穩(wěn)定性,體積收縮小。

        5)可減少或免除鑿毛工序,提高施工速度。

        針對(duì)瀝青混凝土心墻堆石壩、漿砌石重力壩、堆石混凝土壩等上述3 種壩型在同等的設(shè)計(jì)狀況下所進(jìn)行的工程布置、工程量、施工條件、工期、工程投資等的比較[4]。

        該3 種壩型造價(jià)瀝青混凝土心墻為最高,漿砌石混凝土壩與堆石混凝土壩投資接近且較低,最終選定堆石混凝土重力壩作為羅家店水電站選定壩型。

        3 堆石混凝土材料要求

        壩體堆石料選用塊徑≥30 cm的塊石。石料質(zhì)地應(yīng)堅(jiān)硬、無(wú)裂紋,不得使用風(fēng)化石,干密度>24 kN/m3,堆石料飽和抗壓強(qiáng)度≥40 MPa,軟化系數(shù)≥0.8,含泥量≤0.5%[5]。

        水泥宜選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,標(biāo)號(hào)≥42.5。

        粗骨料應(yīng)選用5 ~20 mm粒徑的石子,其性能指標(biāo)應(yīng)符合《水工混凝土施工規(guī)范》。

        4 堆石混凝土的溫控和防裂

        4.1 堆石混凝土的溫控

        一般堆石混凝土中塊石與自密實(shí)混凝土的體積比為0.6∶0.4,則使用自密實(shí)混凝土澆筑的堆石混凝土通過(guò)理論計(jì)算及試驗(yàn)觀測(cè),最大溫升約為10℃~15 ℃[6-7]。

        由于單位堆石混凝土的水泥含量很少,因此水化溫升小,溫控簡(jiǎn)單。施工時(shí)參照混凝土重力壩溫控措施并適當(dāng)簡(jiǎn)化即可。專(zhuān)用自密實(shí)混凝土的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)合理減少水泥與用量。

        4.2 堆石混凝土的防裂

        在壩的重要部位采用常規(guī)混凝土模板澆筑,并根據(jù)需要配置構(gòu)造鋼筋,其他部位避免在氣溫驟變期間拆模[8-9]。

        5 堆石混凝土的施工工藝

        5.1 堆石的選取

        所選取的塊石粒徑≥15 cm,根據(jù)堆石的運(yùn)輸及入倉(cāng)能力,可選取盡可能大的塊石。

        5.2 清理倉(cāng)面與清洗石塊

        塊石及混凝土倉(cāng)面的處理只需滿(mǎn)足常規(guī)要求,保證泥土含量不超標(biāo)即可,無(wú)特殊要求。

        5.3 砌筑石墻

        本工程堆石混凝土外包常態(tài)混凝土,因此堆石混凝土施工可采用30 cm厚砌石墻替代模板,該方法能有效解決模板的剛度、強(qiáng)度以及密封等問(wèn)題。

        5.4 堆石入倉(cāng)

        堆石入倉(cāng)形成自然堆積狀態(tài)即可,輔以人工碼放會(huì)使其更加密實(shí),經(jīng)濟(jì)性更加突出[10]。

        5.5 自密實(shí)混凝土的生產(chǎn)與澆注

        本工程采用混凝土攪拌車(chē)拌制運(yùn)輸自密實(shí)混凝土入倉(cāng)。

        5.6 連續(xù)循環(huán)施工澆注實(shí)現(xiàn)多層澆注

        每層堆石混凝土的澆注高度≤1.5 m,但是能夠連續(xù)循環(huán)施工,即在首層堆石混凝土澆注完成后的四個(gè)小時(shí)內(nèi)循環(huán)堆石入倉(cāng)澆注自密實(shí)混凝土的過(guò)程,在堆石入倉(cāng)能力和混凝土生產(chǎn)能力有保證的情況下,可連續(xù)循環(huán)施工大大提升混凝土的上升高度。

        6 結(jié) 論

        堆石混凝土在全國(guó)已經(jīng)有一些工程實(shí)例,在北方寒冷地區(qū)工程實(shí)例還是較少,各個(gè)施工環(huán)節(jié)和關(guān)鍵工序也會(huì)隨著工程的實(shí)施逐漸得到完善與改進(jìn),使堆石混凝土在水利行業(yè)發(fā)揮應(yīng)有的作用。

        [1]袁明道,李凌,潘展釗,呂文麗,張旭輝. 堆石混凝土壩壩基固結(jié)灌漿質(zhì)量檢驗(yàn)方法及其標(biāo)準(zhǔn)探討[J]. 水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2011(01):47-49.

        [2]張磊. 利用堆石混凝土替代漿砌石實(shí)施壩體施工的技術(shù)難點(diǎn)與應(yīng)用前景分析[J]. 水利水電技術(shù),2010(07):55-58,62.

        [3]金峰,安雪暉,石建軍,張楚漢. 堆石混凝土及堆石混凝土大壩[J]. 水利學(xué)報(bào),2005(11):78-83.

        [4]金峰,李樂(lè),周虎,安雪暉. 堆石混凝土絕熱溫升性能初步研究[J]. 水利水電技術(shù),2008(05):62-66.

        [5]史鐵軍. 堆石混凝土施工技術(shù)在清峪水庫(kù)中的應(yīng)用[J].山西水利,2010(01):59-60.

        [6]李風(fēng)亮. 堆石混凝土技術(shù)在長(zhǎng)坑三級(jí)水庫(kù)的應(yīng)用[J]. 水科學(xué)與工程技術(shù),2010(06):87-88.

        [7]陳振華,范玲斌,楊祥震,楊勤. 堆石混凝土筑壩施工質(zhì)量控制要點(diǎn)[J]. 水利水電施工,2010(06):29,54.

        [8]陳振華. 堆石混凝土施工質(zhì)量控制要點(diǎn)初探[J]. 水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2011(01):81-82.

        [9]劉清,周虎. 紅外成像技術(shù)應(yīng)用于堆石混凝土密實(shí)度檢測(cè)方法的研究[J]. 工業(yè)建筑,2011(03):118-120,139.

        [10]杜志仁,宋濤,李芳. 恒山水庫(kù)除險(xiǎn)加固堆石混凝土施工工藝簡(jiǎn)述[J]. 山西水利,2010(06):46-47.

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