论文资料-面板堆石坝面板施工关键技术.doc

薁螈螁莈蒇螈羃膁蒃螇肆蒆荿螆膈艿蚈螅袈肂薄螄羀芇葿袃肂肀莅袂螂芅芁袂袄肈薀袁肆芄薆袀腿膇蒂衿袈莂莈袈羁膅蚇袇肃莀薃羆膅膃葿羆袅荿莅薂羇膁芁薁膀莇虿薀衿芀薅薀羂蒅蒁蕿肄芈莇薈膆肁蚆薇袆芆薂蚆羈聿蒈蚅肁芅莄蚄螀肇莀蚄羂莃蚈蚃肅膆薄蚂膇莁蒀蚁袇膄莆蚀罿荿节蝿肁膂薁螈螁莈蒇螈羃膁蒃螇肆蒆荿螆膈艿蚈螅袈肂薄螄羀芇葿袃肂肀莅袂螂芅芁袂袄肈薀袁肆芄薆袀腿膇蒂衿袈莂莈袈羁膅蚇袇肃莀薃羆膅膃葿羆袅荿莅薂羇膁芁薁膀莇虿薀衿芀薅薀羂蒅蒁蕿肄芈莇薈膆肁蚆薇袆芆薂蚆羈聿蒈蚅肁芅莄蚄螀肇莀蚄羂莃蚈蚃肅膆薄蚂膇莁蒀蚁袇膄莆蚀罿荿节蝿肁膂薁螈螁莈蒇螈羃膁蒃螇肆蒆荿螆膈艿蚈螅袈肂薄螄羀芇葿袃肂肀莅袂螂芅芁袂袄肈薀袁肆芄薆袀腿膇蒂衿袈莂莈袈羁膅蚇袇肃莀薃羆膅膃葿羆袅荿莅薂羇膁芁薁膀莇虿薀衿芀薅薀羂蒅蒁蕿肄芈莇薈膆肁蚆薇袆芆薂蚆羈聿蒈蚅肁芅莄蚄螀肇莀蚄羂莃蚈蚃肅膆薄蚂膇莁蒀蚁袇膄莆蚀罿荿节蝿肁膂薁螈螁莈蒇螈羃膁蒃螇肆蒆荿螆膈艿蚈螅袈肂薄螄羀芇葿袃肂肀莅袂螂芅芁袂袄肈薀袁肆芄薆袀腿膇蒂衿袈莂莈袈羁膅蚇袇肃莀薃羆膅膃葿羆袅荿莅薂羇膁芁薁膀莇虿薀衿芀薅薀羂蒅蒁蕿肄芈莇薈膆肁蚆薇袆芆薂蚆羈聿蒈蚅肁芅莄蚄螀肇莀蚄羂莃蚈蚃肅膆薄蚂膇 面板堆石坝面板施工关键技术一、前言天生桥一级水电站178m高面板堆石坝的建成和安全运行标志着我国高面板堆石坝的建设技术已经达到了国际先进水平，从天生桥坝、巴西Ita坝和南非Mohale 坝的工程实践，可以总结几项高面板堆石坝面板施工关键技术，值得在我国水利水电建设中推广。二、面板浇注时间的确定1、天生桥坝施工简况天生桥面板堆石坝坝高178m，由于施工期渡汛拦洪、分期蓄水发电的要求和施工能力的限制，大坝填筑分为8个填筑期，分期施工图见图1所示。大填筑期分期见表1所示。表1 大坝填筑分期填筑分期填筑时间填筑情况11996.1.156.25完成渡汛过流临时断面，宽120m过流槽填至高程642m，槽左、右侧填至高程658m和662m21996.6.2510.25左、右岸分别填至高程674m和709m (汛期)31996.10.251997.3.25过流槽从高程642m填筑至682m，槽左、右岸分别填至高程682m和720m41997.3.256.25坝体大部填筑至高程725m，局部723m，右岸727m，上游0.3H条带(过渡料区)710m51997.8.2512.31右岸填筑至高程748m，中部746m，左岸局部725m61998.1.18.25填筑至高程768m，右侧6月底即填筑至768m71998.8.251999.3.29已填断面的下游从650m高程起填筑，每天上升1m，99.1全断面填筑至768m，99.3.29全断面至787.3m高程82000.6.117.19填筑至791m高程图1从上述图表可以看出：第3期坝体填筑完成后立即浇注第1期面板，此时坝体填筑至高程682m：在高程642m以上的填筑坝体只是一个分期蓄水的临时断面。第5期坝体填筑完成后立即浇注第2期面板，此时坝体填筑至高程748m、中部仅746m，左岸附近局部只有725m，也是分期蓄水的临时断面，临时断面大约只是整个坝体断面的1/2左右。在第3期面板开始浇注时，坝体还没有全部填筑到高程787.3m，边填筑加高坝体、边浇注面板。因而可以说：每期面板开始浇注时，坝体刚刚填筑到该期面板顶部高程或仅高出2m。面板浇注分期见表2所示：表2 面板浇注分期面板分期面板高程(m)浇注时间1617.36801997.3.2997.5.226807461997.12.2498.5.243746787.31998.12.2599.5.202、面板脱空和面板裂缝每期面板浇注后，坝体继续填筑，随着填筑断面不断加大和填筑高程不断增高，坝体产生沉降和水平位移（一般来说坝轴线下游侧坝体向下游位移）：从而造成已浇筑的面板与坝体脱开，天生桥坝每期面板顶部都产生不同程度的脱空，脱空分布见图2所示。最大脱空高度（面板底面与垫层表面之间距离）1015cm，最大脱空深度（脱空区沿垫层表面的深度）510m。各期面板顶部悬空，产生拉应力，导致各期面板顶部产生大量水平向裂缝，裂缝分布情况见表3。图2表3面板分期裂缝分布高程(m)裂缝数量缝宽0.3mm166567130126272974421715126737747814369582总 计6832583553、面板浇注时间的确定为了确定面板浇注时间，宜从分析坝体变形观测资料着手。天生桥坝体内设置了水管式沉降仪与引张线水平位移计以观测坝体内部变形。面坝附近测点的观测结果见表4所示，从表4可以看出：1998年5月24日第2期面板浇注以后及1999年5月20日第3期面板浇注以后，面板附近的垫层发生了较大的沉降与水平位移。表4沉降/水平位移测点编号C3-V7/H4C4-V4/H2L1-V6/H4L2-V3/H2R1-V6/H4R2-V3/H2测点所在断面(m)0+6300+6300+9180+9180+4380+438测点高程(m)725758725758725758测点距坝轴距离(m)-92-46-92-46-92-46沉降(cm)/时间35/1999.11233/1999.11236/1999.11210/1999.91222/1999.912水平位移(cm)/时间15/1999.11287/1999.22000.25/1999.81215/1999.174/1999.5125/1999.112即坝体变形使垫层脱离相对刚性的混凝土面板，造成面板顶部的脱空，导致面板产生裂缝。坝体变形速率逐渐减小，各测点的变形速率见表5所示，因而可以说，对于天生桥坝来讲，由于坝体填筑料是岩性相对软弱的灰岩和泥岩，坝体填筑施工强度较大，造成填筑后堆石体的流变变形较大，因而面板浇注时间宜推迟1年左右。表5测点编号C4-V1C4-H2时段199920002001199920002001沉降速率mm/d6.70.600.20水平位移速率mm/d2.70.410.12综上所述，为了不产生面板脱空和拉裂现象，应及时分析坝体变形原型观测资料，在坝体特别是垫层的沉降与水平位移速率较小、坝体变形基本稳定时再开始浇注面板。混凝土面板堆石坝设计规范要求：分期浇筑的面板、其施工缝的高程应低于填筑体顶部高程，高差宜大于5m。从天生桥一级水电站大坝建设经验来看，应根据面板堆石坝筑坝材料变形特性、填筑坝体的变形发展规律来合理确定面板浇注时间。三、垫层施工新技术 1998年在巴西Ita面板堆石坝施工首先采用了这种垫层施工新技术，即先在垫层区上游筑混凝土侧墙，然后在侧墙内铺设垫层料，用振动碾碾压。20002002年南非Mohale坝施工时也成功地采用这项新技术，1、垫层施工新技术垫层施工新技术要点如下：（1）修筑混凝土侧墙在垫层区上游侧筑混凝土侧墙，混凝土侧墙与道路工程的路缘石相似，高40cm，外侧边坡与面板坡度一致，Mohale坝为1:1.4，侧墙内侧边坡4:1，其断面尺寸见图3所示。侧墙每m3混凝土水泥用量100kg，水灰比1.67。（2）侧墙施工方法用激光控制导向的挤压式混凝土成型专用设备修筑混凝土侧墙。（3）垫层料填筑 侧墙修筑23小时后在墙内侧铺填垫层料，每层压实后厚度40cm，用振动碾压实。垫层料压实后在该层垫层料上再修筑混凝土侧墙。依次循环，直至坝顶。（4）施工进度混凝土侧墙挤压成墙速度50m/h。Mohale坝每天可填筑3层垫层料，即1.2m厚垫层料。图32、垫层施工新技术的优点：垫层施工新技术的优点是：(1) 垫层施工进度快；(2) 不再需要垫层料斜坡碾压，垫层料碾压质量有保证；(3) 垫层表面不再需要水泥砂浆或喷射混凝土保护；(4) 避免垫层料滚落到上游坡下，施工安全有保障；(5) 混凝土侧墙是用激光导向的专用设备修筑，墙面平整，为面板混凝土浇注提供了方便，既保证面板达到设计厚度要求，并且减少了由于以往垫层保护层（水泥砂浆或喷射混凝土）表面不平整所造成面板混凝土超浇量；(6) 保护垫层坡面受雨水冲蚀，有利于施工期挡水或过水渡汛。我国洪家渡、公伯峡、吉林台等高面板堆石坝建设拟采用此新技术。四、设置首块面板1、设置首块面板南非Mohale面板堆石坝的面板分2期施工，坝高145m，在坝高100m处设置水平施工缝，当坝体填筑到108m坝高时开始浇筑第1期面板，同时填筑下游部分坝体。面板沿坝轴线分为36块，每块面板宽（即垂直缝间距）15m，第1期面板最长1块长度为171m，第2期面板最长1块长度77m。Mohale面板堆石坝面板施工的另一特点是在周边缝附近、即与趾板相连接处设置了首块面板，见图4所示。也就是说第1期面板浇注时先浇注首块面板，设置水平施工缝，然后再浇注第1期面板。Mohale坝首块面板体积约100m3，浇注时间约12小时。设置首块面板的好处是：(1) 保证有充足的时间进行周边缝的周密施工，从而保证周边缝止水结构施工质量；(2) 使面板后续部份的混凝土浇注简单化，浇注过程平稳、连续，施工进度较快。图42、Mohale坝面板施工其它技术Mohale坝面板钢筋在填筑坝体顶部预制成钢筋网，平面尺寸为6.5m13m(长宽)，顺坡向钢筋D25mm，水平向钢筋D20mm，2个方向钢筋间距均为200mm，每个钢筋网重约3t，用40t汽车吊将钢筋网放在1辆专用台车上，用5t绞车将这辆台车沿坝坡下滑使钢丝网就位，再行焊接成片。从而提高铺设钢筋的速度，保证了钢筋网的质量。在填筑坝体顶部的混凝土搅拌车制备混凝土，将坍落度45cm的混凝土倒入滑槽，混凝土顺着滑槽落入滑模顶部的皮带机，再用皮带机横向输送混凝土入仓。面板混凝土浇注速度达到10m3/h，即平均上升速度2m/h，施工高峰期达到5m/h，最长的1块面板(171m长)4天内完工。这些技术值得我国借鉴。 羈肈芈蒄螁羄芇薆羇袀莇虿螀膈莆莈羅肄莅蒁螈肀莄蚃肃羆莃螅袆芅莂蒅虿膁莁薇袄肇莁蚀蚇羃蒀荿袃衿葿蒂蚆膇蒈薄袁膃蒇螆蚄聿蒆蒆罿羅蒆薈螂芄蒅蚀羈膀蒄螃螀肆薃蒂羆羂腿薅蝿袈腿蚇羄芇膈蒇螇膃膇蕿肃聿膆蚁袅羅膅螄蚈芃膄蒃袄腿芃薆蚆肅芃蚈袂羁节莈蚅袇芁薀羀芆芀蚂螃膂艿螄羈肈芈蒄螁羄芇薆羇袀莇虿螀膈莆莈羅肄莅蒁螈肀莄蚃肃羆莃螅袆芅莂蒅虿膁莁薇袄肇莁蚀蚇羃蒀荿袃衿葿蒂蚆膇蒈薄袁膃蒇螆蚄聿蒆蒆罿羅蒆薈螂芄蒅蚀羈膀蒄螃螀肆薃蒂羆羂腿薅蝿袈腿蚇羄芇膈蒇螇膃膇蕿肃聿膆蚁袅羅膅螄蚈芃膄蒃袄腿芃薆蚆肅芃蚈袂羁节莈蚅袇芁薀羀芆芀蚂螃膂艿螄羈肈芈蒄螁羄芇薆羇袀莇虿螀膈莆莈羅