大跨度混凝土重力壩的施工控制

1壩體基礎混凝土沁源區(qū)永和水庫水庫位于沁源區(qū)紫濱河。這是一座集供水和發(fā)電于一體的小節(jié)水電站?？紤]到灌溉和防洪等廣泛利用資金，蓄水站總蓄水能力為968萬hm。大壩為混凝土重力壩,最大壩高40m,壩頂全長388m,包括擋水壩段255m,溢流壩段133m。溢流堰堰頂凈寬120m,堰頂布置交通橋。大壩混凝土分區(qū)根據(jù)壩體不同部位和不同的工作條件,采用不同性能的混凝土:上下游正常水位以上壩體外部表面(Ⅰ區(qū))采用C9020混凝土,上下游水位變化區(qū)壩體外部表面(Ⅱ區(qū))采用C9030混凝土,上下游最低水位以下壩體外部表面(Ⅲ區(qū))采用C9025W6混凝土,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)混凝土厚度均為1.5m;壩體基礎(Ⅳ區(qū))采用C2820混凝土,壩體內(nèi)部(Ⅴ區(qū))采用C9015埋石混凝土,設計埋石率20%,抗沖刷部位(Ⅵ區(qū),包括溢流面、導墻及橋墩)采用C30F150混凝土,灌漿廊道、交通廊道采用C9020混凝土(壩體材料分區(qū)見圖1)。壩體混凝土施工分層厚度為:基礎約束區(qū)為1.5m,約束區(qū)以上1.5~2m,最大壩底寬度為31m,單倉混凝土最大混凝土澆筑方量為1530m3。2埋石混凝土施工方法2.1埋石混凝土施工工藝基面、倉面準備→測量放線→支立模板→混凝土澆筑、塊石入倉→水平施工縫沖毛、養(yǎng)護→驗收、評定。2.2操作要點2.2.1b澆筑控制系統(tǒng)已澆筑的混凝土后基面準備好,應將所澆筑的混凝土基面打造成基面鋪設密壩體第一層C15埋石混凝土基面為已澆筑的C20基礎混凝土,第二層以上C15埋石混凝土基面均為已澆筑的下部C15埋石混凝土,基面準備主要是沖毛、沖洗及清理雜物,處理完畢驗收合格后,再支立模板。2.2.2測量儀表測量放線采用全站儀,按設計及結(jié)構(gòu)尺寸進行。保證上、下游面板厚度及橫向伸縮縫符合設計要求。2.2.3混凝土分隔模板施工永和水電站大壩埋石混凝土模板主要是橫向伸縮縫模板上下游面板與內(nèi)部埋石混凝土分界模板,橫向伸縮縫模板采用2m×3m大鋼模,分界模板采用固定支架配合2mm厚鋼板組裝成型,固定支架設吊耳,澆筑完成后,將模板拔出,可重復使用。模板表面光潔平整、接縫嚴密、不漏漿。2.2.4填充料、振搗混凝土拌和采用一套HZS75和一套HZS50型攪拌站進行?；炷吝\輸采用20t自卸汽車,直接運至澆筑倉內(nèi),或運輸至大壩上游或下游澆筑倉前,卸入8m3料斗內(nèi),采用1m3反鏟挖掘機入倉澆筑,人工平倉振搗,振搗采用高頻振搗器和軟軸插入式振搗器進行。根據(jù)現(xiàn)場施工條件及工程進度,塊石清洗干凈后,采用15t自卸汽車運至倉面,挖掘機倉內(nèi)鋪料,人工配合擺放塊石,塊石之間的間距不小于10cm,便于混凝土的振搗。施工時,先鋪一層混凝土,鋪料厚度不超過50cm,人工平倉振搗后,再擺放塊石,塊石擺放完畢,開始上層混凝土入倉鋪料,振搗時振搗棒插入下層混凝土深度不小于15cm,使上、下層混凝土及塊石緊密結(jié)合,保證C15埋石混凝土密實度。埋石混凝土澆筑采用臺階法鋪料,每層鋪料厚度50m,逐層到頂,然后全斷面向前推進。2.2.5養(yǎng)護表面處理混凝土澆筑結(jié)束后6~18h內(nèi)開始灑水養(yǎng)護,保持表面濕潤。水平施工縫沖毛采用高壓沖毛機進行,沖毛壓力可達40MPa,沖毛質(zhì)量能滿足混凝土施工規(guī)范要求。2.2.6完成和評估混凝土澆筑完成后,現(xiàn)場施工員進行自檢,質(zhì)檢員復檢,質(zhì)檢部專職質(zhì)檢員終檢。報監(jiān)理工程師進行單元評定,評定合格后進行下一道工序。3混凝土砌塊的質(zhì)量控制3.1巖石結(jié)構(gòu)和抗壓強度塊石:塊石粒徑30~60cm,飽和抗壓強度大于30MPa,為新鮮巖石且質(zhì)地堅硬,無突出棱角和裂縫。水泥、砂、碎石等原材應符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定。3.2混凝土的混合質(zhì)量混凝土拌和根據(jù)混凝土配合比檢驗報告及工地試驗簽現(xiàn)場調(diào)整的混凝土配料單進行配料,嚴格控制混凝土拌和時間。3.3倉面坍塌的質(zhì)量控制3.3.1混凝土澆筑水平施工縫面應在埋石混凝土澆筑前及澆筑施工中清理,澆筑混凝土前采用沖毛機將倉面沖洗干凈,澆筑過程中采用鐵鍬、掃帚等工具及時清除縫面干硬混凝土、塊石碎屑及運輸機械帶入的泥土。3.3.2鋪設塊石混凝土內(nèi)填埋塊石由人工配合反鏟挖掘機進行,挖掘機應有專人指揮,塊石運至倉面后,挖掘機將塊石轉(zhuǎn)運至已鋪設好經(jīng)過振搗的混凝土面上,盡可能使塊石分散均勻,然后人工將塊石擺放均勻,在大塊石之間嚴禁填充小塊石。3.3.3振搗棒直接進入上層混凝土內(nèi)的深度由于埋石混凝土的特殊性,澆筑時采用分層澆筑方式,分層厚度不超過50cm,振搗上層混凝土時,振搗棒插入前層混凝土內(nèi)的深度不少于15cm。使上、下層混凝土及塊石緊密結(jié)合,保證C15埋石混凝土密實度。4埋石混凝土與純混凝土重力壩的一些優(yōu)點4.1材料用量、費用以沁源縣永和水電站大壩為例,C9015埋石混凝土以設計埋石率20%為計算基礎,使用的水泥為32.5礦渣硅酸鹽水泥,碎石為當?shù)厥蠌S新鮮灰?guī)r加工而成,砂為機制砂,塊石從當?shù)厥蠌S購買,材料運至工地價格:水泥280元/t、碎石65元/m3、砂89元/m3、塊石60元/m3,每1m3大壩實體C15素混凝土與C15埋石混凝土的材料用量、費用比較如表1。由表1可知,建造混凝土重力壩采用埋石混凝土比采用純混凝土的材料費低17.82元/m3,永和水電站大壩C9015埋石混凝土總量約21萬m3,僅材料費可節(jié)省374萬元,故埋石混凝土較純混凝土建造重力壩在降低工程造價方面有較大優(yōu)勢。4.2凝土混凝土澆筑前后溫度應變性能首先,采用埋石混凝土建造的重力壩,1m3壩體混凝土水泥用量為124.8kg,比純混凝土水泥用量降低31kg,由水泥產(chǎn)生的水化熱相應的減少了20%,單位體積產(chǎn)生的溫度熱效應降低。其次,塊石的熱擴散系數(shù)與導熱系數(shù)均小于混凝土,在混凝土澆筑前后產(chǎn)生的熱效應變化較小,產(chǎn)生的溫度應力較低。所以在埋石混凝土重力壩溫度控制措施相對減少,同時也降低了工程造價。5埋石混凝