水布垭高面板堆石坝设计与施工.ppt

水布垭高面板堆石坝设计与施工 水布垭高面板堆石坝设计与施工一 工程概况二 设计情况三 施工情况四 安全监测 1 地理位置2 水布垭特性参数 一 工程概况 水布垭水利枢纽工程位于清江中游 湖北省巴东县境内水布垭镇 坝址距上游恩施土家族 苗族自治州府恩施市117km 距下游隔河岩水利枢纽工程92km 距清江注入长江的汇合口 宜都市 153km 从坝址到宜昌市公路里程约230km 直线距离140km 坝址控制流域面积10860km2 调节库容23 83亿m3 是一座具有多年调节性能的水库 1 1 地理位置 1 2 水布垭特性参数 1 枢纽布置2 坝址及坝型比选3 大坝设计 二 设计情况 2 1 枢纽布置 3类枢纽布置格局 左岸溢洪道 右岸地下厂房 溢洪道和地下厂房均布置在左岸 右岸溢洪道 左岸地下厂房 2 2 坝址及坝型比选 1 坝址比选2 坝型比选 2 2 1 坝址比选 水布垭 半峡两坝址分别具备修建高土石坝和高混凝土拱坝的工程地质条件 半峡坝址 柳山河间地块渗漏问题 选定的水布垭坝址坐落在二迭系茅口组 栖霞组地层上 岩石产状平缓 倾向上游 偏左岸 2 2 2 坝型比选 心墙堆石坝比混凝土面板堆石坝坝体填筑总量增加约500万m3 底宽增加170m 因此 混凝土面板堆石坝在枢纽布置上比心墙堆石坝调整余度大些 但混凝土面板堆石坝防渗帷幕总量较心墙堆石坝增加约10万m 心墙堆石坝在施工导流方面比混凝土面板堆石坝多增加一条导流洞 导流规模明显较大 另外 导流难度也较大 工期可提前一年 多26 19亿kw h 总投资可减少15 5亿元 另外 国外已有多座200 300m左右的心墙堆石坝建设经验 在我国建设227m尚属第一次 庙王沟及龙王冲土料场坡积土 洪冲积土及全风化岩均是较好的防渗土料 但储量不足 需补充龙王冲强风化上带页岩予以掺合使用 但开采条件较差 工艺复杂 施工难度大 施工受雨季影响较大 面板堆石坝的优点 施工快速 经济 安全 施工简便 2 3 大坝设计 1 坝体设计2 面板设计3 面板配筋 2 3 1 坝体设计 坝坡 上游坝坡1 1 4下游局部坝坡1 1 25 综合坝坡1 1 4 坝体剖面图 下游采用碾压混凝土围堰的优点 有利于提高坝体碾压参数 确保下游坝坡的稳定 便于施工渡汛及坝体保护 可防止下游回水淘刷坝脚 有助于覆盖层的利用 碾压控制参数表 2 3 2 面板设计 a 面板宽度从左岸到右岸 12 0 8 10 16 18 0 8 16 16 9 0 8 面板分块 共55块面板宽度 16m 受拉区8m张性缝 左岸11条 右岸26条 施工缝 2条 高程342 0m 276 0m b 厚度公式 t 0 3 0 0035H30 110cm 2 3 3 面板配筋 面板布置单层双向钢筋 顺坡向配筋率为0 4 三 施工情况 1 施工状况和计划2 施工技术 严格按照建设四制并按照招投标方式 建设 设计 施工及监理 3 1 施工状况和计划 1 开工时间2 目前施工情况3 大坝施工计划 3 1 1 开工时间 枢纽工程批复开工时间 2002年元月 大坝正式开工时间 2003年2月1日开始大坝填筑 2月6日开始河床趾板混凝土浇筑 3 1 2 目前施工情况 已完成大坝填筑累计41 3万m3 其中 A料1 2 A料5 5 D料8 6 B料26 3 1 3 大坝施工计划 一 坝体填筑1 大坝第一期填筑 2003年2月 5月施工 清江主汛期为6 8月 此时坝面过水 过水保护标准为全年30年一遇的洪水 11600m3 s 上游土石围堰 223 5高程 215高程加子堰 下游RCC围堰 214 大坝上游趾板区填至 196 下游填筑至 210 2 大坝第二期填筑 2003年11月 2004年5月施工 临时断面挡水 200年一遇洪水 14900m3 s 上游 288 中间 250 下游 218 填筑量258 9万m3 填筑时间7个月 月平均强度37万m3 月 垫层料平均上升速度为14m 月 3 大坝第三期填筑 2004年6月 2005年1月施工 坝体全断面填筑至 290 200年一遇洪水 14900m3 s 填筑量388 9万m3 填筑时间8个月 月平均强度48 6万m3 月 4 大坝第四期填筑 2005年2月 2005年12月施工 坝体上游填至 355 以利于进行二期面板浇筑 下游填至 340 300年一遇洪水 15500m3 s 填筑量500 97万m3 填筑时间11个月 月平均强度45 5万m3 月 垫层料平均上升速度为6 5m 月 5 大坝第五期填筑 2006年1月 2006年9月施工 坝体全断面填筑至 405 300年一遇洪水 15500m3 s 填筑量248 1万m3 填筑时间9个月 月平均强度30 6万m3 月 6 2008年4月 开始坝顶面板以上部分填筑 填筑量3 7万m3 填筑时间1个月 2008年5 6月进行大坝整修及道路铺设 2008年1 4月进行防浪墙施工 7 大坝上游粉细砂和任意料的填筑时间穿插在大坝主体填筑之间 具体安排如下 2005年3月 2005年5月 全断面填筑至 224 2005年11月 2006年4月 全断面填筑至设计高程 265 坝体从2003年2月开始填筑 2006年9月完成 实际填筑工期38 5个月 月平均38 5万m3 月 平均最高强度48 6万m3 月 二 面板浇筑2005年1 3月 一期面板浇筑 2006年1 3月 二期面板浇筑 2007年1 3月 三期面板浇筑 面板浇筑时坝体填筑顶部高程应高于面板顶部高程不小于9m 3 2 施工技术 1 大坝基础强夯处理2 坝体碾压技术3 趾板及面板混凝土浇筑技术4 止水材料加工技术及保护5 混凝土温度监测技术6 趾板及面板裂缝处理 3 2 1 大坝基础强夯处理 3 2 2 坝体碾压技术 1 堆石体碾压质量控制料场 洒水 摊铺 坝面洒水 碾压 检测碾压参数和试坑取样 双控 的控制办法夜间施工质量的有效控制 上坝料料质 洒水量 铺层厚度及碾压遍数的严格控制超径石改小含泥量的有效控制 2 垫层料的平整与保护激光反铲 防止倒坡出现 振动夯板 采用碾压砂浆与喷阳离子沥青乳液方法 反向水压力的有效解决 挤压式边墙 垫层料的保护 3 2 3 趾板及面板混凝土浇筑技术 1 趾板的施工技术趾板混凝土浇筑除转角处用常规模板外 直线段一律用滑模施工 滑模在侧轨上由千斤顶驱动 最大滑速达2m h 使用滑模浇筑趾板混凝土的主要优点是效率高 质量好 省工 省料 2 面板的施工技术1 常规混凝土面板的施工技术采用滑模浇筑面板 浇筑速度快且施工缝少 平整度高 可确保其浇筑质量 无轨滑模 刚度大 变形小 连续均匀上升 消除滑模对混凝土的机械损伤 2 钢纤维混凝土面板的施工技术 流变因素 后期变形可能更大 工程实例 舍网 1993 高36m 是第一座喷射混凝土面板堆石坝 到目前为止 运行情况良好 白溪 坝高124m 在面板中采用了聚丙烯纤维混凝土三板溪及平堑等面板堆石坝均已考虑在面板浇筑时采用纤维混凝土方式 目前 尽管钢纤维混凝土的单价比钢筋混凝土要稍贵一些 但采用钢纤维混凝土后 限制控制表面张拉裂缝的形成及开裂发展 还可以限制混凝土收缩所产生的随机裂缝的形成 可以比普通钢筋混凝土具有更好的适应变形的能力 能充分发挥混凝土基体的作用 可适当减小面板的厚度和水泥用量 温控要求相对较低 可取消或减少钢筋使用量 从而可大大避免或减少在陡坡上进行钢筋绑扎作业的潜在危险 施工较为安全 采用钢纤维喷射混凝土比普通钢筋混凝土施工起来一方面能更好地控制施工质量 另一方面施工更为方便 可提高生产效率 由于提高了面板的抗裂能力和耐久性 可大大减少后期的建设及维修费用 因此 其综合技术经济指标是合理可行的 拟在水布垭面板堆石坝的三期面板上采用 目前正准备进行相关理论 实验及现场应用研究 钢纤维混凝土物理力学指标 施工设备情况 目前纤维混凝土施工技术已较为成熟 设备也已配套化 施工上是完全可行的 湿喷混凝土泵 液压驱动 最大能力 水箱用于混凝土泵工作过程中清洁 润滑及液压缸的冷却 监控 协调及控制各项功能 装有可反转的网栅 特别适用于钢纤维 速凝剂剂量可调 3 2 4 止水材料加工技术及保护 止水铜片加工 在现场工作面附近加工 采用专门成型机根据需要加工挤压整体成型 并进行退火处理 成品表面应平整光滑 不得有裂纹 孔洞等损伤 止水材料的保护 3 2 5 混凝土温度监测技术 面板混凝土施工过程 尤其是混凝土浇筑初期 混凝土受水泥水化热及施工边界条件的约束 加上此时混凝土抗拉强度较低 面板往往易发生开裂现象 所以非常有必要对面板混凝土进行温度监测 可及时全面掌握混凝土温度并进行预测 从而指导监控措施 以确保面板混凝土浇筑质量 监测项目 混凝土入仓温度 混凝土内部温度 混凝土养护温度 3 2 6 趾板及面板裂缝处理 1 GB复合胶板方法2 更新替代方法 监测项目 变形 渗流 应力和温度 变形监测 包括面板 堆石坝和坝基渗流观