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积石峡混凝土面板堆石坝面板混凝土施工技术

2011-04-14柴建中边文章

水力发电 2011年11期
关键词:拌和站坝顶水泥砂浆

潘 挺,柴建中,边文章

(青海禹天监理咨询有限公司,青海 西宁 810008)

1 工程概况

积石峡水电站混凝土面板堆石坝最大坝高103 m,坝顶长 324.0 m,坝顶宽 10.0 m,上游坝坡 1∶1.5,下游坝坡 1∶1.4、1∶1.3,坝顶设有高度为 5.2 m的“L”墙与面板相接,坝顶高程1 861.0 m。

面板共分为36块,其中6 m宽16块,12 m宽17块,坝右三角块宽5.86 m,坝左三角块宽5.58 m,坝左高趾墙块宽4.47 m。最大分缝长度172.4 m,面板分块总长度3 910 m,其中12 m宽面板长2 160 m,6 m宽面板长1 750 m。面板厚度采用渐变形式,按0.3+0.003 H(H为对应坝高)变化,即由底部的58.8 cm变至坝顶的30 cm。面板钢筋采用单层双向配筋,混凝土设计标号为C25W12F200。

面板混凝土一次浇筑到顶,采用Ⅰ、Ⅱ序跳仓补空的方法施工,施工时段为2010年3月15日~5月13日。混凝土总工程量14 676.87 m3,钢筋总量1 308.34 t。

2 施工布置

(1)面板施工总平面布置。大坝填筑至1 857 m高程时,坝面宽度为15.48 m,碾压整平后作为面板混凝土施工平台,进行混凝土运输道路、风水电路、滑模卷扬机、钢筋堆放场、安全文明标示等施工布置。

(2)施工用风。在左坝头安设1台23 m3/min电动空压机(用于阳离子乳化沥青喷涂及清基)。

(3)施工用水。施工和养护用水主要来自左岸坝顶业主供水系统,沿坝顶上游侧布设DN100主水管,每24 m设置一个DN25供水闸阀,连接一根φ25 mm塑料支管,支管上沿面板每50 m设置一个φ15 mm钢三通,可进行面板浇筑过程中的洒水养护,浇筑完成后,在φ15 mm钢三通上横向接φ15 mm塑料花管长期养护。

(4)施工用电。从右岸变压器的低压侧采用电缆(150 mm 25芯铜电缆)沿坝顶挤压墙下游面双道埋设,埋设深度0.3 m,作为主供电线路,在主供电线路上每24 m安装1个总配电箱,再从总配电箱下采用50 mm 24芯铜电缆和25 mm 24芯铜电缆接分配电盘。用电设备总功率为710 kW(其中拌和站150 kW),共接总配电箱14个(左岸预留一个总配电箱用于拌和站),分配电盘15个,配电盘至各施工用电点全部采用防水电缆,主要控制卷扬机、电焊机、变频振捣器、照明灯具及其他小型用电设备,确保面板混凝土施工用电。同时在坝顶左岸备用1台120 kW柴油发电机。

(5)施工道路。材料运输利用右岸进厂路及坝后 “之”字形上坝路至坝顶平台,运距2.5 km。

(6)施工照明。左、右岸边坡处设置强光照明镝灯,满足面板混凝土施工区域的照明要求。

(7)施工通讯。面板混凝土施工的调度中心、仓号、拌和站、卷扬机运作、风水电路维护、钢筋运输制安等,全部采用对讲机及移动电话联络方式,每班各施工小组各配备1台对讲机。

3 施工准备

(1)混凝土拌和站。面板混凝土采用自拌混凝土,拌和站布置在右坝头1 857 m高程平台处(坝右 0+280~0+324),配备 2台 JS750搅拌机,1台PDL1200配料机,理论生产量35 m3/h。拌和站距混凝土入仓口最大水平距离约300 m,取水从坝顶供水管接引至水箱,电源自右岸坝顶供电点接引。

(2)混凝土运输机具。采用7台3 t工程车从拌和站运输混凝土至坝顶仓面,运距0.3 km。

(3)滑模机具。无轨滑模为钢结构,滑模宽1.6 m,滑模上、下各设两个吊环,以确保安放位置准确,保证滑模提升到位,并在滑模后部设2个活动式工作平台(一个作为一次收面平台,另一个作为二次收面平台)。依据面板混凝土浇筑强度,配置了3套14 m无轨滑模和两套7 m无轨滑模。

(4)配合比确定。在面板混凝土配合比试验研究阶段,通过对混凝土各种掺配材料的优选及掺配比例的拟定,以及对混凝土抗裂能力和3、7 d龄期抗裂指标进行分析,从而确定施工配合比。

4 施工工艺

4.1 面板混凝土浇筑仓面准备

(1)基础面修整。浇筑面板混凝土前,先清除挤压墙及周边缝止水等废料,然后按照浇筑顺序布置3 m×3 m网格进行平整度测量,对超过或低于面板设计线5 cm的坡面进行整修,对低于设计线5 cm的部位用水泥砂浆补填;消除挤压墙搭接处大于1 cm的错台,并对挤压墙进行脱空检查,对脱空部位做凿除处理,并用M3.0水泥砂浆修补。

(2)阳离子乳化沥青固坡。对挤压墙进行坡面修整及脱落检查后,将阳离子乳化沥青涂刷喷洒在干燥的基面上,分两次涂刷,每层厚度控制在0.6~0.8 mm。涂刷喷洒时,先喷一层底油,再撒一层粉土砂,然后再喷一层面油,设计要求的总厚度为3 mm。阳离子乳化沥青施工时,气温不能低于-5℃。

(3)垂直缝及周边缝水泥砂浆垫层。周边缝基础采用M10水泥砂浆垫层自下而上处理。水泥砂浆严格按照设计比例配料人工拌匀,铺筑时对安装铜止水部位的水泥砂浆的平整度要进行严格控制(允许偏差±5 mm),并用木锤、木模敲打和按实,避免脱空。等水泥砂浆凝固后,在铜止水与水泥砂浆垫层之间安装聚氯乙烯橡胶垫片,在止水铜片上粘贴止水条。

(4)钢筋制作与安装。面板钢筋采用现场制作、现场焊接,钢筋安装顺序为:纵向架立筋→横向架立筋→纵向分布筋→横向分布筋→周边加强筋。纵向钢筋采用加工成型的直螺纹套筒连接,纵横钢筋交叉点采用梅花形点焊、绑扎,局部采用搭接焊时为单面焊,长度按不小于10倍钢筋直径控制。

(5)铜止水与侧模安装。先将橡胶棒和泡沫塑料充填到铜止水鼻梁中,用透明胶带纸固定。对面板垂直缝位置和面板顶面线进行测量放样,然后安装侧模,侧模应紧贴止水铜片鼻梁,内侧面应平直且对准铜止水鼻梁。

4.2 面板混凝土浇筑

(1)坝顶工作面整理、滑模安装。在无轨滑模安装前,滑动模板必须清洗干净,不得粘有已凝固的混凝土,以保证出模混凝土表面平整度。待卷扬系统就位后,用吊机将滑模吊到侧模上,滑模用钢丝绳固定在卷扬机支架上,吊机卸钩穿系卷扬机系统,滑模便可下滑就位。

(2)混凝土检验和试验。①为保证混凝土外加剂在拌制过程中充分搅拌均匀,保证混凝土施工质量,根据配合比试验,混凝土拌制时的投料顺序为:砂石骨料→外加剂→水泥→粉煤灰→水,搅拌时间为150 s。在拌和机操作间安装了时间继电器和指示灯,以便操作人员对拌和时间进行控制。②由于细集料含水量不稳定,会影响对坍落度的控制,因此采取了两项措施:一是在坝后另设存量较大的细集料堆料仓,经二次倒运至坝顶拌和站;二是拌和站操作人员对每一批细集料根据质检站提供的配料单及时调整加水量。③同时安排专人在坝顶拌和站和仓面取样,进行混凝土坍落度、含气量、入仓温度等检验。每班在机口至少取样4次检测坍落度,每4 h检测1次拌和物的温度和气温,每班对仓面各检测1次坍落度和温度。混凝土浇筑过程中,根据监测数据及时与拌和站进行沟通,调整配合比,使出机口坍落度控制在3~5 cm之内,入仓坍落度控制在2~4 cm之内。对坍落度超限的混凝土禁止入仓,作为废料处理。

(3)入仓、振捣。混凝土采用溜槽入仓方法,溜槽分段系在钢筋网上,上接集料斗,下至离滑模前缘0.8~1.0 m处。混凝土振捣严格按规范要求进行。混凝土入仓后采用人工平仓,要求布料均匀,每层布料厚度为25~30 cm,并及时振捣。振捣间距应小于40 cm,深入下层混凝土不小于5 cm。振捣器插入方向为在滑模前沿铅垂向下。止水片周围的混凝土采用人工入仓,避免分离料进入接缝处。振捣以混凝土不再显著下沉、不出现气泡并开始泛浆为准。每一处振捣时间控制在15~20 s左右。

(4)模板滑升。滑模滑升前必须清除其前沿超填的混凝土,以减少滑升阻力。每浇筑一层滑模提升25~30 cm,施工中滑模提升均未超过混凝土浇筑高度。

(5)收面。混凝土出模后立即进行一次压面,待2~3 h后混凝土初凝前完成二次收面。

(6)特殊气候条件下的面板混凝土施工。例如:①低温季节施工,面板第17块浇筑过程中遇到中雪,立即停止浇筑,并用保温材料进行覆盖保温,1 h 45 min后雪停,恢复浇筑。②雨季施工,面板第8块浇筑时下雨,降雨量小于5 mm/h,故继续浇筑,但及时搭设了棚架,铺设了雨布并设置临时排水通道。

4.3 面板混凝土养护

面板混凝土养护是防止面板因干缩而引起裂缝的重要措施。在混凝土浇筑一次抹面完成后,立即用0.5 mm厚的塑料薄膜覆盖,二次抹面混凝土初凝后及时用土工布覆盖(气温低于5℃时采用双布一膜复合土工膜进行保温保湿覆盖,气温高于5℃后采用土工布保温覆盖)。终凝12 h后进行流水连续养护(气温高于5℃时)。养护期间,养护人员全天候进行检查。

4.4 面板表面止水安装

面板混凝土浇筑完成,混凝土在指定时间内达到规定强度后,进行面板表面止水安装。用角磨机对张性缝、压性缝及周边缝 “V”形槽处理完成后,涂刷HK961-Ⅰ底胶并涂薄层SR材料,放置橡胶棒,填充SR塑性填料。填料完成后,12 h内禁止过水,待SR塑性填料达到设计嵌填要求后,在已处理过的混凝土表面均匀涂刷HK961底胶,并及时安装三元乙丙复合盖片,三元乙丙复合盖片的连接为搭接,搭接长度 20~30 cm,然后用 50 mm×50 mm×6 mm的不锈钢角钢及宽60 mm、厚7 mm的PVC压条和M10 mm×125 mm的不锈钢膨胀螺栓锚固。1 840 m高程以上的膨胀螺栓孔采用粘结剂回填(如环氧树脂),然后再安装膨胀螺栓。最后将要涂刷HK-961封边剂处的复合板表面和混凝土面用钢丝刷、棉纱(或毛巾)等清理干净,再用HK-961封边剂封边。

5 加强施工过程控制

积石峡工程面板混凝土施工过程中,除加强“三严”控制,即严格控制混凝土拌制时间、严格控制混凝土坍落度、严把混凝土振捣质量关外,更注意做到以下两点:

(1)加强技术交底,使施工人员明确各施工工序。面板混凝土施工前和施工中,邀请专家分别对面板施工前的准备(包括基础面清理,周边趾板与面板相接的侧面混凝土缺陷处理、止水修复,挤压墙脱空检查及坡面处理,挤压墙层面阳离子乳化沥青喷涂,止水安装等)、钢筋安装、模板制安、混凝土浇筑、养护等作了4次详细的技术交底。

(2)对面板试验块施工中存在的问题及时总结整改。2010年3月15日10:20,积石峡水电站面板试验块3号面板开仓,3月16日5:00收仓,根据试验块出现的飘模、振捣不规范、混凝土拌和控制不到位等问题,项目部采取了相应的整改措施,并对现场施工人员再次进行了技术交底,以达到面板施工规范化,保证后续面板混凝土浇筑质量。

6 结语

在积石峡水电站面板混凝土施工中,重视前期准备、过程控制和严格施工工序,采取 “少进料、勤振捣、多检查、保养护”的方法进行施工作业,不仅确保了混凝土面板外观质量(优良率为94.4%),而且对降低面板裂缝效果也比较明显(仅产生裂缝71条,裂缝率为2.0条/1 000 m2,其中仅4条裂缝的宽度大于0.2 mm)。这些经验对以后修建面板堆石坝具有一定的参考和借鉴价值。

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