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        喀斯特地貌地區(qū)首座自密實混凝土堆石壩施工技術(shù)探討

        2017-10-19 11:14:08牟楠吳恒
        水能經(jīng)濟 2017年9期
        關(guān)鍵詞:施工技術(shù)

        牟楠 吳恒

        【摘要】余慶打鼓臺水庫屬于貴州省喀斯特地貌地區(qū)首座自密實混凝土堆石壩,為了保證打鼓臺水庫自密實混凝土堆石壩施工質(zhì)量,施工前通過試驗確定了合理的混凝土配合比,確保骨料不分離,在施工過程中不斷優(yōu)化施工方案,確保自密實混凝土的澆筑質(zhì)量。

        【關(guān)鍵詞】余慶打鼓臺水庫大壩;自密實混凝土;施工技術(shù)

        引言

        為確保貴州省喀斯特地貌地區(qū)首座自密實混凝土堆石壩的填筑質(zhì)量,打鼓臺水庫工程形成了系統(tǒng)化、規(guī)范劃、標準化的施工管理。通過對建筑材料的開采、加工過程、采購進行嚴格的質(zhì)量控制,保證各種材料的質(zhì)量達到設(shè)計要求,通過嚴謹?shù)默F(xiàn)場試驗,確定合理的施工工藝和施工參數(shù),為大壩填筑提供質(zhì)量保證。

        1、工程概況

        余慶打鼓臺水庫位于貴州省余慶縣,攔河壩橫跨于后溪河,壩體為C15堆石混凝土結(jié)構(gòu),防滲面板為C15自密實混凝土,大壩壩頂軸線長198.00m,最大壩高42.0m,壩頂高程▽799.00m,壩底高程▽757.00m。大壩0+092.54m設(shè)置10m寬溢洪道一處,溢洪道下游設(shè)置消力池,溢洪道旁設(shè)置放空排沙孔一道。

        2、施工重點和難點分析及應(yīng)對措施

        2.1施工重點和難點分析

        本工程大壩為堆石砼大壩,如何保證砼澆筑質(zhì)量、堆石料質(zhì)量是本合同工程的重點之一。

        2.2應(yīng)對措施

        為保證大壩砼澆筑強度和質(zhì)量,混凝土運輸充分利用左、右岸施工道路進行。布置1臺沈陽K40/21塔機用于鋼筋吊裝及模板安裝,布置一臺HBT60混凝土泵澆筑混凝土,布置1臺1.6m3反鏟進行堆石料攤鋪找平。堆石料填筑前,堆石毛料必須經(jīng)洗石站沖洗潔凈后才能運輸至大壩施工。

        3、余慶打鼓臺水庫自密實混凝土堆石壩施工技術(shù)

        3.1施工方案

        堆石混凝土大壩澆筑共分為4個施工時段,第一個枯水期澆筑右壩段▽770.0m高程以下部位,第一個汛期澆筑右壩段▽770.0m高程以上1#~3#壩段,第二個枯水期澆筑左壩段▽770.0m高程以下部位,第二個汛期澆筑右壩段▽770.0m高程以上4#~6#壩段,壩體防滲混凝土隨壩體澆筑高程相應(yīng)施工。

        3.2施工方法

        (1)基礎(chǔ)處理

        基礎(chǔ)墊層采用C15常態(tài)混凝土,采用集中拌合站拌和混凝土,6m3罐車水平運輸,用HBT60混凝土拖泵入倉,人工平倉,Ф50插入式振搗棒(1.1kw)振搗,模板為組合模板。

        基礎(chǔ)倉面混凝土應(yīng)滿足以下要求:①、基礎(chǔ)倉面上的混凝土乳皮、表層裂縫、泌水造成的低強度混凝土必須予以清除,并進行鑿毛處理。②、基礎(chǔ)倉面必須保證清潔,不應(yīng)有積水。

        (2)模板工程

        根據(jù)擬定澆筑層高1.5m,采用組合鋼模板,單塊模板尺寸為30cm×150cm,支撐時使用6塊組合,采取Dg50鋼管架支立、鋼筋內(nèi)拉的方式。

        模板滿足以下要求:①、用于堆石混凝土的模板須具有小于2mm縫隙的密閉性以防止漏漿的發(fā)生;其剛度和強度必須能夠抵抗自密實混凝土產(chǎn)生的側(cè)向壓力,側(cè)向壓力大小按2.5倍水壓力計算。②、堆石體與模板之間應(yīng)保留大于10cm的空隙作為保護層。③、混凝土強度達到5MPa以上方可拆模。

        (3)堆石入倉

        自密實混凝土堆石壩施工采用15t自卸汽車直接入倉,1.6m3反鏟挖掘機輔助平倉、局部地方或靠近模板位置采用人工擺放堆石料的入倉方式。堆石入倉采用“倒退法”,由里向外進行布倉。堆石入倉應(yīng)滿足以下要求:①、基礎(chǔ)倉混凝土強度達到5MPa以上方可進行入倉。②、堆石毛料必須經(jīng)洗石站沖洗潔凈后才能運輸入倉(洗石站沖洗如圖1所示)。③、堆石入倉過程應(yīng)控制不對基礎(chǔ)倉混凝土產(chǎn)生較大的沖擊,以免下層低齡期混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫,對建筑物造成早期損傷。④、將粒徑較大的堆石置于倉面的中下部,粒徑較小的堆石置于倉面的中上部。⑤、與基礎(chǔ)倉混凝土接觸的堆石嚴格避免大面積接觸,以免影響冷縫的粘結(jié)。⑥、對于粒徑超過800mm的大塊石,宜放置在倉面中部,以免影響堆石混凝土表層質(zhì)量。⑦、在堆石施工過程中,堆石體外露面所含有的粒徑小于200mm的石塊數(shù)量不得超過10塊/m2,且不應(yīng)集中。⑧、堆石完成后應(yīng)做好防雨(水)措施,在澆筑自密實混凝土前必須防止雨(水)沖刷堆石導(dǎo)致泥漿在接觸面上堆積。⑨、每層堆石厚度按1.5m控制。

        倉面卸料點控制:由于堆石料卸料時容易產(chǎn)生石渣,通過減少卸料點,保證大部分區(qū)域堆石質(zhì)量,且集中清理卸料點附近的石渣,降低卸料點附近的質(zhì)量風險(如圖2所示)。

        (4)自密實混凝土生產(chǎn)及澆筑

        1)、自密實混凝土生產(chǎn)

        ①、拌和系統(tǒng)選型

        a、按月高峰砼澆筑強度確定砼生產(chǎn)強度:根據(jù)施工總進度計劃安排,本工程混凝土施工高峰期月強度約為3358m3/月,每天按2個臺班,每月工作25d,日工作12h計算,考慮不均勻系數(shù)1.5,混凝土小時澆筑強度為16.7m3/h,確定混凝土生產(chǎn)能力大于16.7m3/h。

        b、混凝土拌和站選型: 為保證混凝土質(zhì)量及滿足混凝土泵送要求,根據(jù)計算,拌和系統(tǒng)選用HZ25強制式拌和站,配置PLD1200型電腦配料機配合使用;拌和站銘牌小時生產(chǎn)能力為25m3/h,滿足生產(chǎn)需要,且有一定富裕度。在施工時,盡量將各工作面混凝土澆筑錯開。拌和系統(tǒng)末形成之前,混凝土用JS350攪拌機拌制。

        c、混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)布置

        根據(jù)施工進度計劃及建筑物的分布情況,布置1座HZ25拌和站,拌和站占地面積為1600m2;布置在1#公路附近,混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)由攪拌站、水泥罐、成品骨料堆料倉、配料機、外加劑車間、袋裝水泥庫房等。水泥儲量按高峰用量7天考慮,粉煤灰儲量按高峰用量10天考慮。

        d、料罐配置

        根據(jù)混凝土高峰期月強度約為3358m3/月計算,則每座拌和系統(tǒng)按3358m3/月計算,水泥按300kg/m3計,7天儲量考慮,則需水泥儲量為=3358÷25×300×7÷1000=282t。在每個拌和站配置2個50t的水泥罐,另配置1個100m2袋裝水泥庫房。

        粉煤灰罐配置:按水泥用量25%考慮,粉煤灰儲量按10天考慮,需粉煤灰儲量為=3358÷25×300×25%×10÷1000=101t,則擬在拌和站配置1個100t粉煤灰罐。

        ②、自密實混凝土生產(chǎn)

        自密實混凝土應(yīng)滿足坍落度試驗、坍落擴展度試驗、V形漏斗試驗和自密實性能穩(wěn)定性試驗檢測,其指標應(yīng)符合表1中的要求。

        自密實混凝土生產(chǎn)時還應(yīng)滿足以下要求:a、拌制自密實混凝土材料應(yīng)嚴格遵守現(xiàn)場混凝土配合試驗確定的配合比進行配料,不準隨意更改配合比,若因某種原因水泥、粉煤灰的購買廠家發(fā)生變化后必須重新進行配合比試驗調(diào)整。b、定期對砂的級配情況進行檢查,除常規(guī)檢查須符合要求外,細度模數(shù)變化不超過±0.2,超過時必須重新進行配合比設(shè)計試驗。c、定期對石子的超徑情況進行檢查,當超過20mm的石子比率超過5%時必須將超徑部分篩出方可進行自密實混凝土的生產(chǎn)。d、自密實混凝土生產(chǎn)前應(yīng)對所使用的粗、細骨料進行含水量測定,根據(jù)骨料含水量的變化情況,隨時調(diào)整實際用水量。若自密實混凝土生產(chǎn)過程中天氣(氣溫、濕度等)變化較大時或者取料部位發(fā)生變化時,應(yīng)及時對骨料含水量進行重新測定從而調(diào)整實際用水量。e、在進行自密實混凝土生產(chǎn)之前須清洗攪拌機,并清除攪拌機內(nèi)存水。f、水泥、粉煤灰、減水劑、水的稱量誤差不得超過±1%,砂石的稱量誤差不得超過±2%。g、自密實混凝土的拌制順序為:將稱量好的骨料和膠凝材料分別投入攪拌機干拌,在加入水和外加劑后繼續(xù)拌制60s以上(氣溫低于15℃時攪拌時間應(yīng)不低于90s),目測自密實混凝土工作性能達到要求后方可出機。

        ③、自密實混凝土澆筑

        自密實混凝土采用6m3罐車水平運輸,用HBT60混凝土拖泵泵送至倉面進行澆筑。澆筑方法如圖3所示。

        自密實混凝土運輸、澆筑時還應(yīng)滿足以下要求:a、運輸車在接料前應(yīng)將車內(nèi)的殘留其他品種的混凝土清洗干凈,并將車內(nèi)積水排盡。b、運輸過程中嚴禁向車內(nèi)的混凝土加水。c、卸料前攪拌運輸車應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)1min以上方可卸料。d、在混凝土卸料前,如需對混凝土擴展度進行調(diào)整時,加入外加劑后混凝土攪拌運輸車應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)3min,使混凝土均勻一致,經(jīng)檢測合格后方可卸料。e、不合格的自密實混凝土嚴禁入倉,已入倉的不合格自密實混凝土必須予以清除。f、澆筑自密實混凝土?xí)r,嚴禁在倉內(nèi)加水。如發(fā)現(xiàn)混凝土和易性較差,應(yīng)采取加強措施,以保證質(zhì)量。g、在澆筑過程中澆注點應(yīng)均勻布置于整個倉面,其間距不得超過3m;必須在澆注點的自密實混凝土填滿后方可移至下一個澆注點澆注,澆注順序應(yīng)做到單順序,不可在倉面上往復(fù)澆筑。h、除表層自密實混凝土外,每一倉的澆注的頂面應(yīng)留有塊石棱角,開始棱角的高度 高于自密實混凝土頂面約5cm~20cm,以便于下一倉的粘結(jié)。

        (5)堆石入倉的間隔時間

        當日平均氣溫高于15℃時,混凝土澆筑完畢一天后可以允許人在倉面上活動。在混凝土澆筑完畢混凝土抗壓強度不低于5MPa時方可進行堆石入倉。

        (6)堆石混凝土養(yǎng)護

        澆筑完成的堆石混凝土,在養(yǎng)護前宜避免太陽曝曬。堆石混凝土在澆筑完畢6~18h內(nèi)開始灑水養(yǎng)護。混凝土應(yīng)連續(xù)養(yǎng)護,養(yǎng)護期內(nèi)始終使混凝土表面保持濕潤。養(yǎng)護時間,不宜少于28d,有特殊要求的部位宜適當延長養(yǎng)護時間。

        (7)雨季施工

        雨季施工應(yīng)做好以下工作:

        ①、砂石料倉應(yīng)排水通暢;②、運輸工具應(yīng)有防雨和防滑措施;③、澆筑倉面應(yīng)有防雨措施并備有不透水覆蓋材料;④、增加骨料含水率測定次數(shù),及時調(diào)整拌和含水量。

        (8)冬季施工措施

        ①、混凝土運輸時,應(yīng)盡量縮短混凝土的運輸時間,并對混凝土運輸設(shè)備用帆布加以覆蓋。

        ②、在混凝土的配合比設(shè)計時,應(yīng)考慮摻用外加劑(如早強劑、引氣劑等),使混凝土盡早達到受凍臨界強度。

        ③、混凝土采用蓄熱法養(yǎng)護,混凝土澆筑后,盡快用塑料薄膜加草袋進行覆蓋,以對混凝土進行保溫。對基礎(chǔ)、外露面,特別是孔口懸臂等部位,易受寒潮和內(nèi)外溫差的影響產(chǎn)生裂縫,應(yīng)盡早做好表面保溫工作。在低溫季節(jié)澆筑混凝土?xí)r,拆模后混凝土表面采用粒狀塑料保溫被覆蓋保溫。

        ④、混凝土澆筑時采用保溫模板,基巖面如有結(jié)冰時,用熱水沖洗清除,并排除積水。盡可能推遲拆模時間,拆模后覆蓋保溫防風材料。

        ⑤、加強天氣預(yù)報,在寒潮來臨前加強對未達到設(shè)計強度的混凝土進行覆蓋保溫。

        4、小結(jié)

        余慶打鼓臺水庫自密實混凝土堆石壩屬于貴州省喀斯特地貌地區(qū)首座自密實混凝土堆石壩。通過前期的施工,混凝土澆筑質(zhì)量、工程進度都能滿足要求。塊石入倉、混凝土入倉方式都取得了成功。這為貴州省喀斯特地貌地區(qū)以后的自密實混凝土堆石壩施工提供了較為豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗。

        作者簡介:

        第一作者:牟楠,出生于1981年4月,男,漢族,重慶江津人,水電九局高級工程師,主要從事建筑技術(shù)研究與應(yīng)用工作。

        第二作者:吳恒,出生于1990年9月,男,漢族,四川仁壽人,水電九局助理工程師,,主要從事建筑技術(shù)管理與研究工作。

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