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水利工程碾压砼坝施工技术要点分析

2017-10-19王平

水能经济 2017年6期

【摘要】随着我国经济水平的不断提升,社会发展对于水利水电工程的需求不断增长,这使得水利工程行业迎来了巨大的发展机遇和现实挑战。在水坝施工中,碾压砼坝是一种重要的结构形式,此类型水坝具有施工便捷、成本经济性明显等诸多优点,其施工技术应用是行业工作者们普遍关注的内容之一。在当前的施工环节中,针对碾压砼坝进行的碾压混凝土施工对于工程的整体质量影响较为明显,因此针对这项技术进行研究具有重要的现实意义。本文结合工程实例,探讨分析了碾压混凝土在碾压砼坝施工中应用的相关内容,旨在提供一定的参考与借鉴。

【关键词】碾压混凝土;混凝土面板;堆石坝

1、工程概况

喻家河水库工程位于恩施市龙凤坝镇清水河上,是一座以农业灌溉和人畜饮水为主的小(1)型水库,工程等别为Ⅳ等。水库最大库容 971 万 m3,正常蓄水位 540.0m坝高60米。坝址以上流域面积 197km2,灌溉设计引用流量 2.99m3/s。现坝址位于喻家河原已建浆砌石拱坝下游 15m 至 80m(原建大坝为浆砌石拱坝,坝高 22m,坝顶高程 505m),坝址处河床为U型河谷。该大坝类型为碾压混凝土重力坝,所有施工技术和施工方法应符合碾压混凝土坝的施工工艺及特点。混凝土浇筑强高,单仓混凝土浇筑量大。

2、碾压混凝土在碾压砼坝中的应用(水利工程碾压砼坝施工技术要点分析?)

2.1 碾压混凝土生产性试验

表1为碾压混凝土生产性试验流程,具体操作内容如表1:

(1)碾压混凝土配合比试验。通过调整水泥用量、用水量,以及改变骨料进行配合比试验,测定现场碾压部分的干密度、弹模、抗压强度等,研究满足设计技术要求的最优配合比。

(2)混凝土碾压的生产工艺试验。通过混凝土碾压的生产工艺试验,研究其工艺措施、效果(包括表面平整度、层间接缝处理、混凝土取样试验等)并与设计要求进行对比分析和评价。

(3)混凝土碾压机具的对比试验。研究不同的碾压机具的碾压工艺对碾压混凝土的性能指标的影响,保证形成的混凝土具有一定的孔隙率,确定最优的配重、行走速度。

(4)垫层料的碾压试验。采用18T、1T自行碾结合小型手扶碾进行碾压,针对不同的卸料方向、不同车型、边距等,测定不同压实方法的干密度,并测定不同碾压机具对碾压混凝土水平位移的影响,研究垫层料的最佳压实方法和碾压遍数。

2.2 碾压混凝土施工配合比

根据室内材料试验推荐配合比,经现场复核试验验证后确定,初步选定碾压混凝土施工配合比为:水灰比1.3—1.35,水泥62Kg左右,垫层料2150Kg左右和其他外加剂,最终施工配合比根据室内材料试验确定。

2.3 碾压混凝土施工

碾压混凝土采用JS2000拌和站拌制混凝土,10T或15T的自卸汽车直接入仓和15t自卸汽车+真空溜槽入仓两种形式施工;常态混凝土采用JPS500混凝土拌合站拌制,水平运输采用10T的自卸汽车、垂直运输采用QTZ50(TC5010)塔吊;局部小体积砼采用10m3的混凝土搅拌车运输、HBT80混凝土泵入仓。碾压混凝土主要采用BW-200D型振动碾碾压,辅以BW-75S手扶式小型振动碾。

(1)混凝土碾压施工场地平整混凝土碾压施工场地在每一层混凝土碾压施工前及垫层料填筑施工之后,必须进行检查,保证基地场地平整,满足碾压施工的平整度要求。检查垫层料碾压后填筑层与混凝土顶面的高差,使两者尽可能在同一平面上,如果存在高差,則用人工整平,以使混凝土碾压施工时设备能够保持水平移动。在大坝垫层料填筑施工时,因垫层料碾压、机动车辆行驶等造成碾压表面毁坏或不平整,混凝土碾压施工前,必须将碾压机行走轨迹范围内垫层区整平,以免影响碾压施工质量和成型精度。

(2)碾压机就位与定向。混凝土碾压施工完毕,将进行下一层次的混凝土碾压作业,采用汽车吊将碾压机直接吊运至施工起点位置。碾压机起点就位与定向对于整层混凝土碾压施工质量和精度有重要作用,施工前需要检查以下几点:

1 保证机身处于水平状态。利用水准尺对碾压机进行机身调节。将水准尺置于料斗平台上,对其进行垂直方向和平行机身方向的水平调节。

2 碾压机高度控制。每层混凝土碾压体的设计高度为0.4m,施工时混凝土体高度由调节机轮后轮高决定,因此施工前须对其进行高度校核。另外,为避免混凝土碾压成型后其坡角出现松动现象,应将碾压机外坡刀片贴近下一层坡顶,这同时也能满足混凝土施工的要求。

(3)混凝土变形位移预留。混凝土碾压成型后,将对其进行相应垫层区料填筑和碾压。由于碾压后混凝土体将会沿垂直坝轴方向向上游移动,为保证整个混凝土体面部分的平整度达到要求,每层混凝土碾压施工时须向内预留2cm左右,以抵消由于垫层料填筑碾压引起的混凝土体变形位移,施工时根据生产性试验成果和实测位移情况确定预留值。

(4)碾压机的行走方向。混凝土碾压施工时,须有专人控制碾压机行驶方向,以保证混凝土碾压成型后其直线度能达到设计要求。为了方便和准确控制碾压的施工精度,须预先在碾压施工场地上进行测量放线,并用白线标示以便于碾压机行走方向的控制,施工速度控制不超过40~60m/h。

(5)碾压的起止段处理。碾压的起止段采用人工立模施工,采用同种混凝土薄层人工夯实,混凝土掺入速凝剂,铺料厚度10cm,分层采用夯锺击实。

2.4 混凝土碾压施工质量控制及标准

(1)碾压混凝土所使用的水泥、砂石料、外加剂等原材料及其检测,必须符合有关试验和施工规范要求,其28d抗压强度值不应超过5MPa且2~4h的抗压强度指标应以碾压成型部分在垫层料振动碾压时不应出现坍塌为控制原则。

(2)碾压混凝土的弹模指标宜控制在5000~7000MPa范围,最好低于5000Mpa,抗压强度2~3Mpa。碾压混凝土的密度指标宜控制在2.0~2.25t/m3,即尽可能接近垫层料的压实密度值。混凝土碾压部分的渗透系数宜控制在10-3~10-4cm/s范围,即尽可能与垫层料的渗透系数一致,为半透水体。法向位移:±5cm。

(3)垫层料的铺料宜在混凝土碾压作业完毕1小时后进行,碾压施工宜在4小时后进行碾压作业施工,碾压作业严格按生产性试验确定的工艺进行。

2.5 碾压混凝土乳化沥青保护

碾压部分上游面设计要求采用喷阳离子乳化沥青保护,减少碾压对钢筋混凝土面板的约束力。阳离子乳化沥青保护层施工视天气情况分层跟进施工,阳离子乳化沥青的喷洒和砂料撒布操作均在自制的操作平台上进行,可沿坡面上、下滑动,平台由3T卷扬机牵引,卷扬机、装储乳化沥青的油罐、洒布乳化沥青的专用泵均安装在一台经改装的载重车上,以利于沿坝轴线左右移动。

为提高乳化沥青的粘附性和弹韧性,采用改性乳化沥青,并通过试验确定改性剂。喷洒乳化沥青前,应先清除垫层表面的浮渣,经监理工程师验收合格后进行。喷洒乳化沥青分两遍成型,每遍喷洒量按1.8~1.9kg/m2控制,量多容易流淌,量少粘结力不够,在第一遍乳化沥青凝固后即进行第二遍喷洒,两次喷洒方向正交,以保证沥青涂面喷洒均匀。为确保安全,所有操作人员均需系扣安全绳。

乳化沥青施工宜在晴天进行,雨天和浓雾天停止施工,施工结束后在上口设置毛竹片防护,避免碎石等杂物滚落破坏表面的乳化沥青保护层。

3、结语

综上所述,碾压混凝土在碾压砼坝中的应用是一项科学而系统性的工作,在工程实践环节存在着众多质量控制环节,需要工程建设人员的重点关注。在工程管理环节中,行业工作者们应准确把握碾压混凝土施工要点,严格按照施工技术规范开展施工,将各项施工质量控制环节落到实处,建设出高水平碾压砼坝工程,为我国水利水电事业的发展创造有力条件。

参考文献:

[1]郭永军. 碾压混凝土在西流水碾压砼坝中的应用[J]. 电网与清洁能源,2011,(07):87-89.

[2]胡敏晖,吴海珊. 冲击碾压技术在碾压砼坝工程中的应用[J]. 长江工程职业技术学院学报,2016,(01):18-20.

[3]孙建青,张浩博. 乳化沥青护面在碾压砼坝中的应用[J]. 新型建筑材料,2011,(12):12-13.

作者简介:王平,女,本科 ,鄂 ,1978-3-7,工程师 工作年限:19年,研究方向:水利工程。