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        淺談碾壓混凝土重力壩施工技術(shù)在莽山水庫(kù)的應(yīng)用

        2020-09-17 08:54:44
        湖南水利水電 2020年4期
        關(guān)鍵詞:鋪筑重力壩壩體

        劉 斌

        (湖南省水利工程協(xié)會(huì),湖南 長(zhǎng)沙 410007)

        1 工程概述

        莽山水庫(kù)是一個(gè)以防洪、灌溉為主,兼顧城鎮(zhèn)供水與發(fā)電等綜合效益的Ⅱ等大(Ⅱ)型水利樞紐工程。碾壓混凝土重力壩施工因工藝簡(jiǎn)單,節(jié)省水泥用量,溫控措施相對(duì)于常規(guī)混凝土壩簡(jiǎn)單、可通倉(cāng)澆筑,施工進(jìn)度較快,能有效節(jié)約成本,初設(shè)考慮采用碾壓混凝土重力壩。

        莽山水庫(kù)碾壓混凝土重力壩壩頂高程399.8 m,壩頂寬6 m,建基面高程298.5 m,最大壩高101.3 m,壩頂全長(zhǎng)354.8 m。大壩由左、右岸非溢流壩段及溢流壩段組成。壩體除基礎(chǔ)墊層和廊道周邊、溢流面、閘墩及壩頂細(xì)部結(jié)構(gòu)外,其余均采用碾壓混凝土。大壩主要工程量:土石方開(kāi)挖65.61 萬(wàn)m3,碾壓混凝土55.04 萬(wàn)m3,常態(tài)混凝土15.98 萬(wàn)m3,固結(jié)灌漿1.06 萬(wàn)m3,帷幕灌漿1.55 萬(wàn)m3。

        2 前期施工準(zhǔn)備

        2.1 原材料控制

        由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室根據(jù)碾壓試驗(yàn)的要求對(duì)工程所選原材料按規(guī)定取樣檢測(cè),嚴(yán)格按照規(guī)范、規(guī)程要求,不足取樣數(shù)量和取樣時(shí)間的至少取一次樣進(jìn)行檢測(cè)。本工程采用的原材料為:吉港康達(dá)(湖南)水泥有限公司生產(chǎn)的“吉一牌”P(pán)·O42.5 水泥;華潤(rùn)電力湖南有限公司生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰;采用老鼠坳石料場(chǎng)生產(chǎn)的人工砂和碎石;山西格瑞特建筑科技有限公司生產(chǎn)的FDN-Ⅱ緩凝高效減水劑、GRT-AE 型引氣劑、GR-U 型膨脹劑、GRT-S 型速凝劑。經(jīng)取樣檢測(cè),各項(xiàng)性能指標(biāo)均能到達(dá)到相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。

        2.2 配合比試驗(yàn)

        大壩使用的碾壓混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度值為90 d 齡期強(qiáng)度。根據(jù)對(duì)原材料的試驗(yàn)結(jié)果及參考已建工程的經(jīng)驗(yàn),在確定粗骨料級(jí)配比例[三級(jí)配∶(40~80 mm)∶(20~40 mm)∶(5~20 mm)=30∶40∶30、二級(jí)配∶(20~40 mm)∶(5~20 mm)=50∶50]、最優(yōu)砂率(三級(jí)配為32%、二級(jí)配為36%)、外加劑摻量和單位用水量的基礎(chǔ)上,對(duì)擬定水灰比和固定粉煤灰摻量(參考已建工程的經(jīng)驗(yàn)成果按50%)進(jìn)行試驗(yàn),通過(guò)試驗(yàn)得出碾壓混凝土工作性能(VC 值、容重和凝結(jié)時(shí)間)、硬化混凝土的力學(xué)性能(劈裂抗拉強(qiáng)度、彈性模量、極限拉伸)及混凝土的耐久性能(抗?jié)B等級(jí)、抗凍性)的結(jié)果,推薦混凝土施工配合比,以供施工使用。具體的混凝土施工配合比見(jiàn)表1。

        表1 碾壓混凝土配合比

        3 大壩碾壓施工關(guān)鍵技術(shù)

        1)混凝土攤鋪與碾壓

        根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)布置條件,壩體碾壓混凝土大部分采用15 t 自卸汽車(chē)直接進(jìn)倉(cāng)退鋪卸料,每層填筑厚度為35 cm,邊緣死角選擇人工攤鋪方式。碾壓混凝土的鋪筑作業(yè)根據(jù)倉(cāng)面特征,采用全斷面斜層平鋪碾壓技術(shù),可做到快速平倉(cāng)、快速碾壓。采用斜層碾壓工藝,充分利用澆筑過(guò)程進(jìn)行倉(cāng)面準(zhǔn)備工作,較好地解決了混凝土待凝與模板拆安、倉(cāng)面沖洗等影響[1]。當(dāng)完成本倉(cāng)后,下一倉(cāng)的準(zhǔn)備工作基本結(jié)束,可以做到連續(xù)施工,有利于防止停歇期混凝土溫度“倒灌”,做到加快對(duì)下一層混凝土面的快速覆蓋。

        由于碾壓施工直接影響壩體強(qiáng)度與穩(wěn)定性,需要加強(qiáng)對(duì)碾壓質(zhì)量的控制,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)將碾壓次數(shù)確定下來(lái)。工程中先進(jìn)行2 次靜壓,再震動(dòng)碾壓8 次和靜壓2 次。在碾壓過(guò)程中對(duì)振動(dòng)碾行走速度控制在1.0~1.5 km/h 范圍內(nèi),碾壓帶搭接寬度10~20 cm,走偏誤差控制在10 cm 范圍內(nèi), 端頭部位的搭接寬度為100 cm左右,并保證碾壓混凝土、富膠碾壓混凝土防滲面板高度提升保持一致。

        2)層面結(jié)合及縫面處理

        在壩體碾壓混凝土鋪筑期間,當(dāng)層間間歇時(shí)間小于初凝時(shí)間(按6 h 控制),可不鋪砂漿或水泥凈漿,連續(xù)上升;壩體上游面二級(jí)配R90200W8F50 富膠碾壓混凝土層間結(jié)合,每層鋪料前均需鋪一層水泥凈漿;連續(xù)上升鋪筑的碾壓混凝土,層間允許間隔時(shí)間(下層混凝土拌合物加水拌時(shí)起,至上層混凝土碾壓完畢)控制在混凝土初凝時(shí)間內(nèi),且混凝土拌合物從拌合到碾壓完畢的歷時(shí)不大于2 h;超過(guò)初凝時(shí)間的,必須在層面上鋪水泥凈漿,再鋪筑上一層碾壓混凝土;超過(guò)終凝時(shí)間(按9 h 控制),按施工縫、冷縫處理方式,由人工鑿毛或沖毛機(jī)沖毛(以小石微露為標(biāo)準(zhǔn)),之后攤鋪高于碾壓混凝土強(qiáng)度一個(gè)等級(jí)的、1~1.5 cm 厚水泥砂漿,砂漿攤鋪前結(jié)合面積水必須排凈,而后才能繼續(xù)進(jìn)行下道工序施工。

        3)施工溫控和養(yǎng)護(hù)措施

        在碾壓混凝土重力壩施工過(guò)程中,還需要加強(qiáng)對(duì)施工溫度的控制,這有利于提升整個(gè)壩體的防滲能力[2]。根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的技術(shù)要求,在基礎(chǔ)強(qiáng)約束區(qū)混凝土容許溫差應(yīng)控制在14℃以內(nèi)、基礎(chǔ)弱約束區(qū)混凝土容許溫差應(yīng)控制在17℃以內(nèi)。為降低混凝土澆筑溫度,在壩體埋設(shè)冷卻通水管路系統(tǒng),根據(jù)不同時(shí)段和要求采用河水進(jìn)行強(qiáng)制冷卻,以降低內(nèi)部混凝土溫度。高溫季節(jié)施工過(guò)程中,還應(yīng)在施工倉(cāng)面上采取噴霧降溫方式,噴霧雨量強(qiáng)度每6 min 小于0.3 mm。

        壩體碾壓混凝土在施工間歇期間,碾壓混凝土終凝后,必須進(jìn)行養(yǎng)護(hù),保持混凝土面濕潤(rùn),以利水泥正常水化,防止混凝土開(kāi)裂。在低溫(3℃以下)環(huán)境下的養(yǎng)護(hù),主要是保溫,一般在混凝土面鋪保溫材料,在高溫干燥天氣,采用噴水、噴霧保持濕潤(rùn),養(yǎng)護(hù)應(yīng)持續(xù)至上一層碾壓混凝土開(kāi)始鋪筑為止;對(duì)永久暴露面,應(yīng)養(yǎng)護(hù)28 天以上,有溫控要求的碾壓混凝土,應(yīng)根據(jù)溫控設(shè)計(jì)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。

        4 結(jié) 語(yǔ)

        碾壓混凝土重力壩相較于常態(tài)混凝土壩具有施工速度較快、質(zhì)量控制簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn),在以后的水利工程建設(shè)中必然會(huì)受到更加廣泛的應(yīng)用。在施工過(guò)程中各參建單位針對(duì)本工程特性做了大量工作。經(jīng)過(guò)建設(shè)者科學(xué)管理,大膽創(chuàng)新,提前規(guī)劃,精心組織,2019 年3 月工程實(shí)現(xiàn)下閘蓄水目標(biāo),各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求,壩體防滲良好,在快速施工的同時(shí)保證了較高的質(zhì)量水平。

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