圆形漏斗式沉砂池施工技术科技进步奖申请书

中国水利水电第十一工程局有限公司科学技术进步奖申请书项目名称：上马相迪A水电站圆形漏斗式沉沙池施工技术研究主要完成人：单位：十一局二分局尼泊尔上马相迪项目部时间：2015.11.12水电十一局有限公司科学技术进步奖申报书一、项目基本情况编号存档号项目名称上马相迪A水电站圆形漏斗式沉沙池施工技术研究主要完成人(不超过5人)主要完成单位二分局尼泊尔上马相迪项目部奖励类别A、新成果B、推广应用C、采用新技术D、消化吸收E、标准、计量F、软科学G、理论成果申报单位（二级单位所属的三级单位）二分局尼泊尔上马相迪项目部2014年12月20日申报主管单位（分局、处、厂、院等二级单位）十一局二分局2014年12月20日二、申报项目的详细内容及申报理由申报项目的详细内容项目情况及需解决问题1.1.1项目情况尼泊尔上马相迪A水电站BOOT项目由上游闸坝工程、引水系统工程、发电厂房构成。其中引水系统由引水渠、沉沙池、暗涵、引水洞、调压井、竖井、压力钢管段等组成，沉沙池为新疆农业大学水利水电设计研究院的周著教授等人发明的专利，圆形漏斗式排沙技术，利用排水漏斗技术的三维漏斗涡流特性对水沙进行有效分离。沉沙池为钢筋混凝土结构，主要有进水闸、进水涵洞、圆形漏斗式、水平悬板、排沙底孔、排沙廊道及排沙闸构成。进水涵洞为矩形有压涵洞，孔口尺寸为8m*4m。圆形漏斗内直径为50m，上部池壁高10.16m，最小厚度80cm，室底为锥心坡，底坡为1：6。漏斗底部排沙孔直径1m，后接城门洞型排沙廊道及排沙闸，孔口尺寸：2.6m*1.5m。水平悬板宽8m，厚度25cm，接于进水涵洞后部与称沙池内弧相切。1.1.2需解决问题（1）由于沉沙池所处位置距离村民居住区最近约20m，且沉沙池基础开挖含大量孤石，无法直接装车。因此对开挖范围内孤石解爆并做好爆破飞石控制需得到妥善处理。（2）圆形漏斗异性曲面、漏斗底部斜坡面、垂直墙体的模板设计、浇筑分层设计，确保混凝土浇筑成型质量，满足设计、规范及合同要求。（3）混凝土浇筑受本身因素影响会产生温度裂纹、收缩裂纹等不良缺陷。且由于沉沙池直径较大，沉沙池环向、径向及池壁之间均设置贯通伸缩缝，缝间均采用止水铜片防渗，这种缝的构造相对复杂，施工难度较大，设计及施工均需十分仔细，否则就容易造成缝的渗漏。1.2项目实施内容（1）圆形漏斗式沉砂池砂卵石开挖沉沙池基础主要以砂卵石为主，夹杂大量孤石。砂卵石开挖主要采用PC300、PC200反铲配合20t自卸车进行施工，漏斗结构开挖时采取从上到下“漏斗上部、漏斗锥体形斗室、排沙廊道”三部分进行，其中锥体形斗室开挖以中心向四周进行。开挖区域内的孤石利用“松动开裂、防飞石”爆破技术，经过多次爆破试验，最后将靠近居民区侧的孤石利用反铲配合推土机先倒运至已开挖形成区域内，采取“单孔内装一个药卷、孤石周边用铅丝笼网包裹+沙袋覆盖+铅丝网底部锚固固定”措施得到有效解决。（2）沉砂池混凝土结构施工1）根据沉砂池环向和径向施工缝设计，沉沙池径向及环向均考虑跳仓浇筑的方式，以充分减少混凝土收缩对伸缩缝不利影响。混凝土浇筑次序按“排沙廊道→漏斗底孔和廊道顶部浆砌块石底座→漏斗底室第一环向伸缩缝内段整体浇筑→漏斗上部墙体底部基础→以径向和环向分缝进行漏斗底室第二段→漏斗上部墙体”顺序进行混凝土结构施工。2）混凝土施工利用HZS90拌和站进行集中拌料，8m3混凝土罐车运输，现场利用可分区下料的溜槽进行入仓下料，￠50mm和￠75mm软轴振捣器进行振捣，平板振捣器收面，人工借助3m直尺抹面。3）沉砂池斗室底板及墙体混凝土结构厚度80cm，所有缝面止水材料全部采用1.2mm厚的紫铜片，为确保缝面止水安装质量及不均匀沉降引起的明显止水拉裂，在每个伸缩缝处增设Φ16@50cm拉结筋，长度为1.6m，两端各插入80cm。4）在斗室下部结构底部设置10cm后素混凝土垫层，以整体进行找平，保证仓面的整洁，减少施工造成结构仓号混凝土外的材料污染。=1\*GB3①C10垫层混凝土初凝时间4h，终凝时间5h进行设计控制，减少垫层施工完成后上部施工的等待时间；=2\*GB3②合理调整C25结构混凝土的塌落度和和易性，混凝土在HZS90站集中拌制90s，然后利用罐车在运输途中二次搅拌15min~20min（混凝土运距2.6km），入仓混凝土和易性、流动性均满足要求；另溜槽混凝土塌落度按泵送混凝土塌落度标准控制在14cm~16cm之间，现场人工辅助下料。=3\*GB3③对于径向及环线夹仓浇筑，均在先浇筑混凝龄达到一个月后进行，且混凝土采用浇筑采用C25微膨胀混凝土，以充份减小混凝土收缩对伸缩缝影响，避免伸缩缝间止水片由于超出伸缩极限而产生渗水现象；=4\*GB3④沉沙池悬板浇筑均利用满堂支撑架，模板均利用10cm*5cm方木与竹胶板现场拼接，混凝土浇筑采用汽车泵泵送，塌落度控制在14cm~16cm，混凝土养护采用塑料模覆盖以避免产生裂缝不良缺陷。2、申报理由水利工程沉沙池设计构造常见均为曲线沉沙池及厢型沉沙池等，此类沉砂池只能排除引水中的小部分来沙，但排沙耗水量却要占到引水量的30%左右，长期使用设施维修工作量大。圆形漏斗式沉沙池根据新疆农业大学模型试验成果，沉沙池排沙耗水率随着随着拍啥漏斗引水流量增加而减小，漏斗式沉沙池在未来水利工程应用中将有较广阔的应用前景。漏斗沉沙池理论设计以逐渐成熟，但实际应用较少，仅在我国新疆、陕西有部分应用，在尼泊尔更是首次使用，对于该类型成沙池施工目前无较完整的经验可以借鉴。目前本工程各项工作已顺利完成（尚不备运行条件），基础开挖经济合理，混凝土外观质量优良，平整度圆滑度整体形象美观，无混凝土裂缝等不良现象（对于伸缩缝等防渗须在试运行后进行验证），现已形成具有可操作的施工工艺及控制技术。三、项目的技术原理、关键技术及主要创造点主要原理：排水漏斗技术的三维漏斗涡流特性所独有的水沙分离作用，水沙分离隔离、作用显著。关键技术：通过合理规划混凝土浇筑顺序及混凝土性能，实现了整个漏斗结构表面外观平整光滑，墙体平顺、结构无裂缝，伸缩缝无渗水现象。主要创造点：近距离孤石爆破开挖技术，通过“单孔（孔深一般1m）内装单个￠32mm药卷、孤石周边用15cm×15cm铅丝笼网包裹+沙袋覆盖一层+铅丝网底部锚固固定”措施，达到了无飞石、沉砂池开挖顺利完成，确保混凝土结构施工转序的效果。利用混凝土罐车的拌制能力等，加快混凝土的连续供应，缩短单仓混凝土浇筑时间，正常单仓混凝土（方量约300m3）浇筑时间控制在5~6h以内；并通过塌落度的合理控制，最终实现了整个漏斗结构表面外观平整光滑，墙体平顺、结构无裂缝。按蓄水池设置后浇带的方式，合理规划混凝土浇筑顺序，及利用微膨胀混凝土浇筑，已达到混凝土伸缩缝间紧密，避免伸缩缝间出现渗漏问题。掌握了圆形漏斗式沉砂池开挖、结构混凝土施工技术，形成专题施工技术成果。四、当前国内外同类先进技术概况目前国内外水利工程沉沙池设计构造常见均为曲线沉沙池及厢型沉沙池等，此类沉砂池只能排除引水中的小部分来沙，但排沙耗水量却要占到引水量的30%左右，长期使用设施维修工作量大。圆形漏斗式排沙技术为新疆农业大学水利水电设计研究院的周著教授等人的发明专利，利用排水漏斗技术的三维漏斗涡流特性所独有的水沙分离作用，水沙分离作用显著，在我国新疆、陕西已有应用，有较广阔的应用前景。五、财务评审意见（盖章）2015年11月12日主管单位（二级单位）预审意见：