盧海軍
(湖南建工集團有限公司,湖南 長沙 410000)
當前行業(yè)現(xiàn)狀而言,我國的水壩類型發(fā)生了較大的改變,碾壓混凝土類型的應用逐漸廣泛起來,諸如低耗能、質(zhì)量高的特性被逐步彰顯出來,且符合新型建筑工程環(huán)保理念的基本要求,在未來的發(fā)展前景較為廣闊。望豐水庫位于貴州省黔東南苗族侗族自治州雷山縣城境內(nèi),攔河大壩為典型的碾壓混凝土重力壩,壩頂高程達924 m,防浪墻頂高程達925.20 m,壩頂寬度為7.0 m,總體長度為191.00 m。大壩工程量較大,因工期長,需要在高溫環(huán)境下進行,因此對碾壓混凝土施工技術提出了較高的要求[1]?;诖耍疚膰@望豐水庫攔河大壩施工展開分析。
望豐水庫正常蓄水位為917 m,死水位為874 m,校核洪水位為922.08 m,總庫容為716萬m3,興利庫容為551.5萬m3,水庫規(guī)模屬?。?)型。攔河壩為碾壓混凝土重力壩,壩頂高程924 m,最大壩高54.30 m,壩頂寬度7.0 m,壩頂全長246 m。大壩共分為10個壩段,從左到右依次為左岸擋水壩段1#~3#壩段、河床溢流壩段4#~5#壩段和右岸擋水壩段6#~10#壩段三部分,其中左岸擋水壩段長66 m,河床溢流壩段長53 m,右岸擋水壩段長127 m。主壩碾壓混凝土共計16.81萬m3。壩體采用R180150W2F50三級配碾壓混凝土,壩體上游防滲層為R180200W6F50三級配碾壓混凝土。
望豐水庫屬長江流域沅江水系清水江二級支流陶堯河中下游河段,壩址距離雷山縣城6 km。壩址以上流域面積為38.5 km2,多年平均年徑流量為3220萬m3。雷山縣氣候溫暖濕潤,屬亞熱帶海洋性季風氣候,壩區(qū)氣溫呈周期變化。多年平均氣溫在19℃左右,極端最高氣溫39.4℃,最熱月平均溫度28.80℃,5月~10月平均氣溫都在21℃以上,各月極端最低氣溫-0.6℃~20.4℃之間,夏季強日照,夜間溫差大。
(1)混凝土拌和,此環(huán)節(jié)需要借助于拌和系統(tǒng)而完成,當結束混凝土平倉工作后便需要進行加漿振搗處理。
(2)混凝土運輸,本工程中引入了15 t的自卸車,對于872 m以下的高程而言采用汽車直接入倉的方式,對于872 m~924 m范圍內(nèi)的高程而言,則利用上壩公路進一步運輸?shù)阶髩渭缣?,而后使用負壓溜管達到入倉的效果。
(3)鋪料與平倉,關于卸料過程,應從一端逐步展開到另一端,遵循邊卸料邊平倉的基本原則,在進行平倉作業(yè)時需要借用推土機和挖掘機,對于部分骨料集中區(qū)域應采用人工散開的方式。
(4)碾壓,需要使用到DX133型雙鋼輪振動碾壓即,利用4.5 kW的高頻振動器完成碾壓作業(yè),首先應進行2次靜壓,在此基礎上進行8次振壓,最后再次進行2次靜壓即可。需要在現(xiàn)場設置翻牌紀錄牌,當結束碾壓作業(yè)后做好翻牌紀錄。
(5)層面及縫面處理,使用高壓水沖毛機展開沖毛作業(yè),先鋪設砂漿后進行澆筑混凝土施工,要求厚度應介于1.0 cm~1.5 cm范圍內(nèi)。
(1)碾壓混凝土運輸。碾壓混凝土的入倉主要有兩種方式,即以872 m高程為基準而進行劃分。當使用負壓溜管進行混凝土運輸作業(yè)時,有必要對負壓溜管的出口區(qū)域進行處理,即設置一個垂直向下的彎頭,如果負壓溜管蓋帶出現(xiàn)了損壞,應對其進行修補,嚴重時應隨即更換。
(2)碾壓混凝土卸料。①按條進行卸料,要求單條寬度介于8 m~15 m范圍內(nèi)。②在導流洞口上方區(qū)域增設洗車槽,當進行自卸車入倉作業(yè)時,可以完成對車輪的沖洗工作,以便順利經(jīng)過施工區(qū)域而不會受到影響,此過程車速應不可超過5 km/h。
(1)鋪筑方法的選擇。以斜層平推法為宜,考慮到壩底寬度為60 m,斜層的高度以2.4 m為宜,坡長應達到28.8 m,最大層的填筑量為655 m3。伴隨著壩體長度的持續(xù)增加,對應的壩寬則呈現(xiàn)逐步變窄的趨勢,各層的間歇時間也隨之縮短,因此可以顯著提升碾壓砼各層的結合效果。
(2)碾壓混凝土斜層平推鋪筑施工。以壩的軸線為基準,要求“平推”方向應與其達到平行的狀態(tài),碾壓層面需要由岸坡的一側(cè)向另一側(cè)傾斜,但需要以具體入倉道路條件做出調(diào)整。單倉的砼高度應在2.4 m以內(nèi),沿著固定的方式完成鋪筑施工。
(3)開倉段施工?;谔囟ǖ墓に嚵鞒潭归_開倉段的施工作業(yè)。對于初始鋪筑斜面而言,無需達到一次形成的效果,當水平層的寬度達到10 m后則需要逐步形成斜層面,見圖1。在碾壓過程中不可出現(xiàn)振動碾碰觸碾壓混凝土面的情況,否則將會對坡角的骨料造成不良影響。
圖1 開倉段斜層層面形成及斜面鋪筑順序示意圖
(4)碾壓混凝土的斜層鋪筑。在整個碾壓混凝土施工中,斜層鋪筑是最為關鍵的一個環(huán)節(jié),它所采取的方法與平層鋪筑法一致??紤]到坡腳碾壓混凝土的質(zhì)量要求,為了不出現(xiàn)壓碎現(xiàn)象,分析后決定采用預鋪水平墊層的方法[2]。
(5)收倉段碾壓混凝土施工。相較于開倉段而言,受倉段碾壓混凝土的施工較為簡單,首先需要完成老混凝土面的砂漿攤鋪作業(yè),并基于折線形的原則進行施工,伴隨著斜層澆筑的持續(xù)進行且坡底與岸坡間距為10 m時,則需要轉(zhuǎn)變?yōu)樗綄优c斜層交替鋪筑的方式,由此逐步完成收倉處理,見圖2。
圖2 斜層碾壓收倉口鋪筑方法施工示意圖
(1)考慮到碾壓混凝土材料的質(zhì)量特性,結束拌和到碾壓完畢這一階段的時間應控制在2 h以內(nèi)。
(2)各類原材料的選擇,砂石骨料來自京龍砂石料場,外加劑來自于貴州鼎盛以及科之杰,要求所有的原材料都達到質(zhì)量標準,伴隨著外界環(huán)境的變化,應對碾壓混凝土做以動態(tài)控制,確保材料配合比的合理性。
(3)注重對迎水面3 m~8 m寬部位的處理,各層碾壓混凝土層之間都需要鋪灑適量的水泥粉煤灰凈漿,要求厚度以1 mm~1.5 mm為宜。
(4)由于工程處于高溫施工季節(jié),因此自卸車應增設一個頂棚裝置,起到隔離太陽的效果;對混凝土倉面進行噴霧保濕處理,此舉可以降低混凝土溫度,良好的控制混凝土表面失水現(xiàn)象。
(5)自卸車卸料以多點卸料的方式為宜,不可出現(xiàn)堆料過高的情況,盡可能避免骨料分離。
(6)施工冷鋒處理,當結束上層鋪筑施工且在材料尚未達到終凝狀態(tài)前,有必要進行沖毛處理,做好下層澆筑之前的準備工作,即鋪灑厚度為1 cm~1.5 cm的水泥粉煤灰砂漿。
(1)砂石加工系統(tǒng)。做好對砂石骨料的降溫工作,可以適當加大堆料的高度,達到8 m以上。在高溫施工環(huán)境中,可以對中骨料以及大骨料堆場增設噴淋設備,降低環(huán)境溫度。在進行成品粗骨料入倉之前,有必要采取沖洗措施[3]。
(2)混凝土系統(tǒng)。無論是水泥罐還是粉煤灰罐,都需要利用黑色遮陽布進行遮蓋。為拌合系統(tǒng)增設制冷裝置,碾壓混凝土拌合以冰水形式為宜。骨料系統(tǒng)輸送帶增設一個遮陽通風裝置,避免陽光直曬,起到降低入料倉溫度的效果。
(1)采取倉面噴霧措施,進一步形成小氣候環(huán)境。基于噴霧手段,對倉面溫度的降幅可以達到3℃~6℃,還需要引入2臺移動式噴霧劑,持續(xù)進行噴霧處理,在此過程中要求霧滴的直徑達到40μm~80μm,提升霧化效果,避免混凝土表面泛出水泥漿液。此外,還能夠顯著降低澆筑區(qū)域的溫度,緩解熱量倒灌現(xiàn)象。
(2)采取保溫覆蓋措施,避免受到太陽的直曬,可以控制表面水分蒸發(fā)。在高溫施工環(huán)境中,當結束混凝土的碾壓以及振搗作業(yè)后,應使用聚乙烯泡沫塑料保溫被進行覆蓋處理。
(3)保濕養(yǎng)護,有必要進行表面漫水養(yǎng)護,確?;炷猎缙谧罡邷囟冉档头冗_到1.5℃。
(4)通水冷卻。受當?shù)丨h(huán)境的影響,水庫在4月底便進入了高溫施工季節(jié),為了推動工程的持續(xù)開展,應按設計要求增設冷卻水管。關于管道材料的選擇,其內(nèi)徑與外徑分別為28 mm以及32 m,且導熱系數(shù)k≥l.6 kJ(m·h·℃),在諸多材料中以聚乙烯水管的可行性較高。冷卻水管應沿著斜層面進行鋪設施工,在埋設過程中要求水管與上游壩面對的間距達到2.0 m~2.5 m,而與下游壩面間距相對較大,以2.5 m~3.0 m為宜,任何一根水管的長度都不可超過250 m。
當前的水利水電工程受技術水平等多方面的影響,碾壓混凝土重力壩的逐步普及。作為可靠的新型大壩形式[4]。碾壓混凝土重力壩施工過程中往往會遇到高溫季節(jié)。為了提升其結構的耐久性,在高溫施工環(huán)境中應做好降溫措施,并且要貫穿于原材料拌和以及后續(xù)施工養(yǎng)護等各個環(huán)節(jié)之中,為碾壓混凝土重力壩的施工創(chuàng)設良好的環(huán)境。