大跨度混凝土重力坝的施工控制

大跨度混凝土重力坝的施工控制

1坝体基础混凝土沁源区永和水库水库位于沁源区紫滨河。这是一座集供水和发电于一体的小节水电站。考虑到灌溉和防洪等广泛利用资金，蓄水站总蓄水能力为968万hm。大坝为混凝土重力坝,最大坝高40m,坝顶全长388m,包括挡水坝段255m,溢流坝段133m。溢流堰堰顶净宽120m,堰顶布置交通桥。大坝混凝土分区根据坝体不同部位和不同的工作条件,采用不同性能的混凝土:上下游正常水位以上坝体外部表面(Ⅰ区)采用C9020混凝土,上下游水位变化区坝体外部表面(Ⅱ区)采用C9030混凝土,上下游最低水位以下坝体外部表面(Ⅲ区)采用C9025W6混凝土,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区混凝土厚度均为1.5m;坝体基础(Ⅳ区)采用C2820混凝土,坝体内部(Ⅴ区)采用C9015埋石混凝土,设计埋石率20%,抗冲刷部位(Ⅵ区,包括溢流面、导墙及桥墩)采用C30F150混凝土,灌浆廊道、交通廊道采用C9020混凝土(坝体材料分区见图1)。坝体混凝土施工分层厚度为:基础约束区为1.5m,约束区以上1.5~2m,最大坝底宽度为31m,单仓混凝土最大混凝土浇筑方量为1530m3。2埋石混凝土施工方法2.1埋石混凝土施工工艺基面、仓面准备→测量放线→支立模板→混凝土浇筑、块石入仓→水平施工缝冲毛、养护→验收、评定。2.2操作要点2.2.1b浇筑控制系统已浇筑的混凝土后基面准备好,应将所浇筑的混凝土基面打造成基面铺设密坝体第一层C15埋石混凝土基面为已浇筑的C20基础混凝土,第二层以上C15埋石混凝土基面均为已浇筑的下部C15埋石混凝土,基面准备主要是冲毛、冲洗及清理杂物,处理完毕验收合格后,再支立模板。2.2.2测量仪表测量放线采用全站仪,按设计及结构尺寸进行。保证上、下游面板厚度及横向伸缩缝符合设计要求。2.2.3混凝土分隔模板施工永和水电站大坝埋石混凝土模板主要是横向伸缩缝模板上下游面板与内部埋石混凝土分界模板,横向伸缩缝模板采用2m×3m大钢模,分界模板采用固定支架配合2mm厚钢板组装成型,固定支架设吊耳,浇筑完成后,将模板拔出,可重复使用。模板表面光洁平整、接缝严密、不漏浆。2.2.4填充料、振捣混凝土拌和采用一套HZS75和一套HZS50型搅拌站进行。混凝土运输采用20t自卸汽车,直接运至浇筑仓内,或运输至大坝上游或下游浇筑仓前,卸入8m3料斗内,采用1m3反铲挖掘机入仓浇筑,人工平仓振捣,振捣采用高频振捣器和软轴插入式振捣器进行。根据现场施工条件及工程进度,块石清洗干净后,采用15t自卸汽车运至仓面,挖掘机仓内铺料,人工配合摆放块石,块石之间的间距不小于10cm,便于混凝土的振捣。施工时,先铺一层混凝土,铺料厚度不超过50cm,人工平仓振捣后,再摆放块石,块石摆放完毕,开始上层混凝土入仓铺料,振捣时振捣棒插入下层混凝土深度不小于15cm,使上、下层混凝土及块石紧密结合,保证C15埋石混凝土密实度。埋石混凝土浇筑采用台阶法铺料,每层铺料厚度50m,逐层到顶,然后全断面向前推进。2.2.5养护表面处理混凝土浇筑结束后6~18h内开始洒水养护,保持表面湿润。水平施工缝冲毛采用高压冲毛机进行,冲毛压力可达40MPa,冲毛质量能满足混凝土施工规范要求。2.2.6完成和评估混凝土浇筑完成后,现场施工员进行自检,质检员复检,质检部专职质检员终检。报监理工程师进行单元评定,评定合格后进行下一道工序。3混凝土砌块的质量控制3.1岩石结构和抗压强度块石:块石粒径30~60cm,饱和抗压强度大于30MPa,为新鲜岩石且质地坚硬,无突出棱角和裂缝。水泥、砂、碎石等原材应符合相关规范规定。3.2混凝土的混合质量混凝土拌和根据混凝土配合比检验报告及工地试验签现场调整的混凝土配料单进行配料,严格控制混凝土拌和时间。3.3仓面坍塌的质量控制3.3.1混凝土浇筑水平施工缝面应在埋石混凝土浇筑前及浇筑施工中清理,浇筑混凝土前采用冲毛机将仓面冲洗干净,浇筑过程中采用铁锹、扫帚等工具及时清除缝面干硬混凝土、块石碎屑及运输机械带入的泥土。3.3.2铺设块石混凝土内填埋块石由人工配合反铲挖掘机进行,挖掘机应有专人指挥,块石运至仓面后,挖掘机将块石转运至已铺设好经过振捣的混凝土面上,尽可能使块石分散均匀,然后人工将块石摆放均匀,在大块石之间严禁填充小块石。3.3.3振捣棒直接进入上层混凝土内的深度由于埋石混凝土的特殊性,浇筑时采用分层浇筑方式,分层厚度不超过50cm,振捣上层混凝土时,振捣棒插入前层混凝土内的深度不少于15cm。使上、下层混凝土及块石紧密结合,保证C15埋石混凝土密实度。4埋石混凝土与纯混凝土重力坝的一些优点4.1材料用量、费用以沁源县永和水电站大坝为例,C9015埋石混凝土以设计埋石率20%为计算基础,使用的水泥为32.5矿渣硅酸盐水泥,碎石为当地石料厂新鲜灰岩加工而成,砂为机制砂,块石从当地石料厂购买,材料运至工地价格:水泥280元/t、碎石65元/m3、砂89元/m3、块石60元/m3,每1m3大坝实体C15素混凝土与C15埋石混凝土的材料用量、费用比较如表1。由表1可知,建造混凝土重力坝采用埋石混凝土比采用纯混凝土的材料费低17.82元/m3,永和水电站大坝C9015埋石混凝土总量约21万m3,仅材料费可节省374万元,故埋石混凝土较纯混凝土建造重力坝在降低工程造价方面有较大优势。4.2凝土混凝土浇筑前后温度应变性能首先,采用埋石混凝土建造的重力坝,1m3坝体混凝土水泥用量为124.8kg,比纯混凝土水泥用量降低31kg,由水泥产生的水化热相应的减少了20%,单位体积产生的温度热效应降低。其次,块石的热扩散系数与导热系数均小于混凝土,在混凝土浇筑前后产生的热效应变化较小,产生的温度应力较低。所以在埋石混凝土重力坝温度控制措施相对减少,同时也降低了工程造价。5埋石混凝