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水利工程论文-智利Ralco工程具有挑战性的RCC大坝施工.doc

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水利工程论文-智利Ralco工程具有挑战性的RCC大坝施工.doc

水利工程论文智利Ralco工程具有挑战性的RCC大坝施工摘要Ralco水电工程在2004年建成之后将向智利提供570MW急需的峰荷容量。本文回顾了工程在富有挑战性的环境中大坝设计和前期RCC大坝施工。关键词智利Ralco工程挑战性RCC大坝施工Ralco水电工程通过开发232m3/s的平均流量和175m的净水头平均每年发电3100GWh。工程位于智利第八区和第九区之间的Biobio河上并由EnersisGroup的分支智利Endesa公司拥有。Ralco水电工程碾压混凝土(RCC)重力坝的建设将建成一个面积为3467公顷的水库。它是智利国内第二个采用这种型式的大坝,其最大坝高155m,坝顶长度360m,总浇1.5106m3。主坝设计为上游面垂直、下游面倾斜坡率0.8/1水平/垂直的型式。水库建筑物包括一条溢洪道,它位于大坝中部、安装三个弧形门、最大泄量6550m3/s。在坝体和电站尾水渠出口之间有一条流量为27.1m3/s水电站厂房位于地下长107m、宽26m、高47m的山洞中。水流通过一根直径9.2m长7km的压力隧洞导入厂房。Ralco工程主坝的施工随着位于Biobio河洪水位之上的基础挖掘工作的实施在1999年2月开始。同期,直径13.5m长510m导流隧洞的建设使河水于2000年12月改道。围堰的建设保证了河床上的正常施工。上游围堰设计为50m高的重力坝,用不渗透和渗透材料填筑,在下游倾斜面使用具有保护作用的砌石,使水流可以通过坝体顶部。在2001年5月,就在上游围堰完成前,Biobio河的一场大洪水漫过堰顶造成上游围堰局部破坏和下游围堰的全部破坏(见2001年第3期HD)。因为上游围堰冲蚀破坏部分的重建,使用了RCC。为了减小延误的工期,考虑最好减少围堰RCC部分的的高度并设计在第一个冬季期间(2002年5月到8月)出现漫顶。这一方面减少了重建围堰的时间,另外也使的大坝RCC浇筑可以更快开始。Ralco大坝施工合同包括最终开挖和灌浆工程由下属于智利建筑公司FeGrande和Brotec的ConsortiumFebrag另外北美承包商ASIRCC公司为RCC大坝RCC浇筑在2002年1月开始。因为漫顶的可能性很大,决定提高大坝下游部分做临时下游围堰来使用。幸运的是,漫顶没有发生,大坝下游提高部分到2002年6月底为止,RCC浇筑总量达257000m3,最大浇筑速度5000m3/天和60000m3/月。坝体施工还受到冬季气候条件的影响,2002年6月总降雨量达1600mm并且低于冰点温度的天数占很高比例。依照施工进度,RCC浇筑要在2003年9月完成。溢洪道工程的完成将提前到2003年初,这将增加常规混凝土方量40000m3。2RCCRalco大坝的设计由一家智利的工程公司IngendesaSA负责,技术支持由来自澳大利亚GutteridgeHaskins和DaveyPtyLtd咨询公司的RCC专家B.Forbes。Ingendesa在建设期间派出Endesa的代表也为工程提供技术、检查对高达155m的Ralco大坝,最重要的挑战之一就是需要全面的调查详细了解大坝的构造以保证大坝能够在各种压力作用的环境下有足够的稳定性和抵抗力。其中包括大坝自重,水压力,泥沙压力,扬压力,地震荷载和高温作用。在这种考虑下,分别对大坝在静止条件,假定静止条件,动态条件和热条件下进行二维和三维有限元分析。对每种分析都考虑了大坝构造,边界条件和荷载作用。间距约20米设置伸缩缝,它将大坝分成18个坝段。相邻坝段的相互作用以另外,要使坝体水泥用量经济上最优,确定最佳配合比,结构分析后达到设计强度,研究该地区混凝土特性,确定生产的RCC完全凝聚后的实用性就是很有试验研究确定了一个最小配合比,其中,波兰特火山灰水泥180kg/m3、渣块126kg/m3,火山灰54kg/m3。基于智利Pangue的第一个碾压混凝土大坝Ingendesa的经验,骨料级配决定了使用福尔方法以适应RCC的要求。根据骨料的特点就必须考虑添加细骨料来保证碾压混凝土的可用性。因此,一种干磨粉设备被用来生产细砂充填砂,其级配好于美国材料协会第100号网筛标准,平均布莱因细微粒度3000cm2/g。必须生产充填砂是因为大坝附近自然细砂的短缺和地层中细纱的不可用性决定的。根据大坝结构分析要求,RCC拌和料的设计要求在浇筑15秒后水分达到标准并且在365天内抗压强度达到18.5kgf/cm2。Ralco大坝设计规定每浇筑30厘米厚混凝土后进行碾压。为确保两层碾压混凝土的粘结,在两层间铺设1厘米厚和易性好、塌落度2628厘米的垫层砂浆。使用水泥的特性要求混凝土的初始条件要求当层面不能达到100度小时时就要清除垫层砂浆。当层面接近成熟度1000度小时时,需要对层面之间的特殊接缝处理,比如用高压水枪冲洗。成熟度的计算是用平均环境温度加上10度,乘以层表面的曝光时间。大坝将在冬季施工,冬季和雨季RCC的浇筑应依据技术规范进行。以位于Ralco下游30公里处的Pangue大坝施工期间获得的经验为基础,建设RCC的浇筑可以在降雨强度低于3毫米每小时、外界环境温度高于4.5度时继续进行。但这是在采用某些保护措施和遇见特殊要求的情况下,比如采取保护措施在裸露在大坝的表面和相邻段的连接处采用泥浆填塞碾压混凝土(GERCC)。GERCC拌和料每立方米碾压混凝土中含有100公升泥浆。泥浆水灰比为0.781,水泥中含有2的上等活性增塑剂。这种配合比让泥浆粘性达3336s,使其可以渗入碾压混凝土块,获得塌落度在68厘米之间的GERCC,于是可以像传统混凝土一样震捣。横向伸缩缝部位在上游面设置双层不透水的聚氯乙烯材料作为柔性水大坝设计进行固结灌浆来堵塞坝基岩石裂缝,改进基础的构造性能。设计灌浆孔深8米,使用GIN方法依据孔深达到最大压力和允许进入量的限制使压力值控制在515kgf/cm2Ralco大坝在不同的高程设置了三条廊道。以便于灌浆和排水观测。灌浆帷幕设计为130米深入河床。压力和允许进入量的限制和用GIN方法进行固结灌浆的方法相似。使用的特殊泥浆是粘性33s,每两小时沉降量为5RCC的质量控制通过圆柱试块的实验测定不同龄期的抗压和抗拉强度。另外,需监测结合层以确保RCC的浇筑和碾压达到规范的详细要求。随着施工进程,还最后,大坝工作情况观测,考虑在不同高程设置的热电偶来记录坝体中水泥水化产生的温度变化。Ralco大坝处在地震频繁区,因此考虑安装测压管和加速度记录仪来分析大坝在地震中的结构3

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