金安桥水电站大坝碾压混凝土施工技术及创新

金安桥水电站大坝碾压混凝土施工技术及创新

金安桥水电站大坝碾压混凝土施工技术及创新谢永英付波[摘要】：金安桥大坝是目前我国在建的碾压混凝土高坝之一，最大坝高160I，I，坝顶长度640．1，混凝土360X10％3．金安桥电站在吸取了其它电站成熟经验后，在论证、试验和实践的基础上对碾压混凝土筑坝技术做了进一步创新。取得良好的施工质量，碾压混凝土取芯芯样获得率高达99．7，‘，审150芯样最长达16．49m。居国内同类芯样之首，其施工技术及创新值得借鉴。[关键词】：金安桥水电站：大坝：碾压混凝土：施工技术及创新1概述金安桥水电站，位于云南省丽江市境内的金沙江中游河段上，是金沙江中游河段规划的第五级电站．工程枢纽主要由混凝土挡水重力坝、右岸溢流表孔及消力池、右岸泄洪(冲沙)底孔、左岸冲沙底孔、坝后厂房及交通洞等永久建筑物组成，电站装机2400MW。金安桥碾压混凝土大坝，是目前仅次于龙滩工程的第二碾压混凝土大坝。金安桥水电站碾压混凝土首仓于2007年5月出色完成。金安桥碾压混凝土重力坝坝项高程1424m，最大坝高160m，坝顶长度640m，是目前我国在建的碾压混凝土高坝之一。本工程于2005年12月中旬进行河床截流，计划于2009年11月中旬导流洞下闸，2009年12月25日首台机组发电．坝体混凝土的种类有：3m厚两边坡及基础垫层常态混凝土、坝体上游5"--'8m厚二级配抗渗碾压混凝土、坝体内部三级配碾压混凝土、抗冲耐磨混凝土(左冲、右泄及溢洪道)、结构混凝土及下游面常态混凝土。总工程量约为360x104m3，其中常态混凝土120x104m3，碾压混凝土240x104m3。大坝碾压混凝土自2007年5月2日开始施工，2009年6月中旬可完成。金安桥电站在吸取了国内其它碾压混凝土施工的成熟经验后，在论证、试验和实践上对碾压混凝土筑坝技术做了进一步提升，截至2008年底碾压混凝土无裂缝产生，钻孔取芯，样芯获取率99．7％，lOm以上芯样有lO多根，4)150芯样最长达16．49m，居国内同类芯样之首。专家组在查看混凝土样芯后认为：芯样外观光滑致密、骨料分布均匀、胶结良好、混凝土密实度等各项外观指标均满足设计及规范要求。钻孔压水试验，碾压混凝土二级区和三级区整体抗渗性能良好，混凝土透水率等指标满足设计及规范要求，碾压混凝土质量优良。n2原材料及施工配合比2．1原材料的选用根据合同技术条款碾压混凝土和常态混凝土采用的水泥、粉煤灰、骨料、外加剂等原材料均由发包人提供，水泥选用永保42．5中热硅酸盐水泥：粉煤灰选用攀枝花Ⅱ级粉煤灰(在不足的情况下使用了曲靖Ⅱ级粉煤灰)：粗细骨料为玄武岩人工砂石骨料；外加剂选用缓凝高效减水剂ZB．IRccl5、JM．II及ZB．IG引气剂：另外采用石灰石粉代砂，使砂石粉含量控制在16％～18％。2．2施工配合比优化金安桥水电站大坝碾压混凝土在施工中本着在不改变混凝土物理及化学性能的前提下，依据试验不断调整碾压混凝土配合比，使得碾压混凝土增加可碾性，降低水化热。在前期施工中发现碾压混凝土用水量偏大，超强比较多，这样既不经济又不利于温控，在专家论证和试验的基础上，主要针对碾压混凝土C9015W6F100做了适当降低砂率、提高石粉含量、调整VC值、调整了外加剂掺量、减少用水量、降低水泥用量一系列优化，根据现场施工优化后的混凝土混凝土满足劈裂抗拉、抗冻、抗渗、极拉的设计要求，提高了混凝土的可碾性，降低水化热，节省了投资。配合比优化比较见表2．1及表2-2。n型童ooooooonononononoon∞n∞o∞辩窘n也—’口n田∞岣口∞∞口—Nt'qt"qt"qNt"q-_N-一N一on口寸n昏●一寸卜c_、InV、卜—、I^心In、o帷∞oo。oooN_#≈．‘．—v、lnoU’●一Inr．、oN_一Nn一{hn∞口岔参-_∞ln凸‘n一ln肖趸n●●●●一m●一nN●一”一In一In刍墨o∞卜一卜Ng2心t"-∞卜●口寸寸寸寸o．摹000摹o．c寸g寨o面袒寸寸on寸om_2NnaNn口枷露o口、o卜叼口卜”摹∞一0摹∞一柑器辅卿扣N旺o套N卜一卜∞卜一∞寸峪卜●寸萁?寸寸∞寸寸叼博盆nnN●一V、一口N‘n哂念oV、Inno卜寸o卜寸●—∞n卜n∞∞卜∞●一一o∞nI，1N卜∞N蚺N卜N篓《卜o岔-_∞-_oln●一ln●_-nn—n●一n●_—ln一-n'一In革．会鬈豁恕拭熙卜N'中∞卜一NNN寸卜口卜小凑卜In叼ln口In长一NNIn卜In岔呐悼暖盖棚宝o。o。go寸o寸8寸．0n．0寸¨onj喀N昏西岔-_昏卜a卜卜N岔N们In-。-In．咖钲●一，一一寸寸寸燧---其v__●一一客题2C?22冀2獒磊辍船扩如誊_鳝罂毯罂解念do鳝罂增蒜●NNN岔饥aIn‘nInUo辎越>j罾2?●2nnnonnnn鏊n鐾n辇互8ooooooN8笆n@∞o∞o∞oo‘noInoV’羞如鞋H蠼卅爨察龃哮辱K餐衄长蜷馘娟g柱晕8酉一。o一o-一o●一●_o-_o●一o●●●●●●霎|拭soo。ov、lnooooIno∞心均∞InIn均_no-nInV、瓣@g寸gno卜寸n卜—、-_momp、nn金c●一一卜o寸卜卜oN卜N卜一篁丑寸蚺寸寸荨寸Inln寸t，、寸In恒念H<星磊林骧辎．∞．N0冀种芝皿冷．1℃o。。。c；ooooo。o盈媒禁111禁11j11蹩疑l1蹙巅金念食媒禁禁逡皿山k【工一‘也最念一。岳黄磐鳝翅罂．軎*暖‘s_蹙磬嚣口∞∞∞∞霸萎8≥o≥o≥o≥o≥o六r。oooinooor。oNoNoNoN“魁宝宝宝宝g客啦H<昶偕椒“¨博七b¨博÷醒《¨nnⅨ节博哥¨恒÷锰蒜¨鞋蟋．￡p>oUoUUUU驰辽善叫o卜，箍媳黧鬟一H稚冷悉器§畚盔。《蝼粲搽一一攥辎祷¨嚣簧翊程坦壤岳”“寸账长．I。蜜器心脯nn寸In吣卜∞口’、n型童ooooooonononono—’oon∞n∞o∞鼙鼋n口n∞n口口∞口∞口口t"qNt"qNt"qt"qN●一N-一一●一oI，、f．’全寸n岔●_In卜nln卜nNn口In∞幂∞Noo。ooor-'--#≈春‘n't．In●一In—、oNNnN否量no岔岔西一∞In西-n●_t^nNnnI"q●一tn-一InN-n●●●●一刍虽●●●●●o∞口N卜N暑2卜●卜●∞卜●go甘寸寸寸寸暑龚o动缸寸崎on寸on_?nn岔一—、夺-咖器o心∞卜崎口卜N旺o荽N口N∞卜N∞卜●卜寸∞卜●葛葵2甘寸心寸寸。摹o．寸0摹o．c始器辍嘁旷如In”摹∞一0零心一错磊辍卿如实博念掣nN●_In●_-n念a∞nIn口N口n卜n卜n寸o●卜寸●—●一卜-一∞∞卜∞。g呐InN卜∞一In一卜N篓越卜岔●_口●一oIn●_．^●_．nnf_—、●_n-一●一蚺●_．n一In熙卜n寸叼卜∞一一N均N寸心o卜套昏卜In口¨夺In长NNNIn卜¨-noo宗ooo寸o寸8寸藿删a小Naao客卜小卜卜NN●一Inn-。-In_-_-_寸寸寸螅．--其v一-一-_客道?2?2襄22蒸／INNN岔岔岔nInInUo●??●2●->j璺●。_nnonnnn娶n罄-_n磊8●ooooooN曼，f{如驻H蠼卅爨孵幽酪野K餐衄繁冁嵌娟蛊罢f晕8●●●●●∞一∞o口ooInoIno_n看譬so●-●o一o●_●_o-一o●一on-nInoIno篓糕8o。oooo岣口心∞InIn∞tn口tnV、ln料@onon卜寸n卜念oo—no—m-_n—’—、—、垡u卜n寸卜寸卜oN卜N卜N寸n寸寸寸寸In”寸tn寸In*山oo。。。ooooooo盈}{；|{111媒鬃1l矮疑11甏巅念企会禁禁媒‰l山山【工I【工．嚣∞心∞、o∞∞瓣≥o≥o≥o≥Q砉g≥oho6ooohoT。o盘NoN“NoN一螂g客客客宝客．会车豁博蒜博旺张．咖舡弈悼念H、rg器冰寒辎‘8．N0吨带至‰冷．亲啦H、r求僖杖“．on¨o寸．oc_博K¨悼七b¨博÷驻蒜豸价．S甘恒七b¨博七驻疑¨驻舞．c菩_鹰骜翅罂锝会心。楚骜螬籁辎趟最令¨。Ⅲ／堂N罂堪型霉删鼍罡去_蟮鸳潆趔罗oU。UUUU裂掣善■善卜援投羹H希罱矗器墨箍熟。拭蝼舆《一H榉鲻祷¨寒*捌斑垲采壬n“寸账长．I¨擎器．上{h心Nn寸V1心卜∞a生n3碾压混凝土施工3．1混凝土拌合系统金安桥电站拌合系统分为左、右岸拌合系统。左岸系统：总占地面积为3．63x104ml，配置2座2x4．5m3强制式搅拌楼，每座搅拌楼的产量320m3／h，承担着大坝混凝土的生产任务，可满足高峰月混凝土浇筑强度15x104m3，高温季节预冷碾压混凝土月浇筑强度10×104m3的要求。右岸拌合系统：系统总占地面积3．8x104m2，配置l座2x4．5m3强制式搅拌楼，l座4x3m3自落式搅拌楼，搅拌楼的铭牌产量分别为320m3／h、240m3／11，二楼全部按预冷设计，可满足高峰月混凝土浇筑强度13．5x104m3，碾压混凝土月浇筑强度7．5x104m3的要求。金安桥水电站碾压混凝土在低温季节，由于采用常温浇筑，入仓强度最高为：20．5x104m3／月，平均强度为0．3x104m3／月，仓面面积最大为1×104ml，通过斜层碾压完全满足碾压混凝土大面积快速上升的要求，层间间歇期不超过规范及设计要求的6"---8h，同样两套拌合系统完全满足入仓最高强度。3．2碾压混凝土入仓方式大坝碾压混凝土水平运输以自卸汽车为主，垂直运输以箱式满管为主。大坝EL．1345m以下6"---17#坝段利用自卸汽车直接入仓；大坝EL．1345m以上自卸汽车分别从左、右岸拌合楼水平运至左、右岸箱式满管受料斗，然后由箱式满管卸料至仓内转用汽车。大坝混凝土厂房坝段(EL．1266．5m)和泄洪坝段(EL．1292m)，汽车入仓道路布置困难，大部分碾压混凝土无法直接采用汽车入仓，坝体中部布置的12#坝段右岸冲砂底孔将坝体从中部分开。根据以上特点，在EL．1330m以下分左右岸入仓，以分大仓的形式采用斜层碾压并在靠近下游部位预留入仓道路为主，相邻两大仓交替上升，混凝土高出入仓道路的部分坝前和坝后进行垫渣，这样在EL．1330m以下部位全部采用汽车直接入仓的方式，彻底解决了汽车入仓施工道路布置困难问题。箱式满管是一种简便、高效的混凝土垂直运输设备，与金安桥箱式满管结构及工作原理相类似的碾压混凝土垂直运输设备，在目前国内碾压混凝土施工中备受各单位的青睐，并在全国范围内进行大力推广．金安桥电站结合自身碾压混凝土的特点，制作了截面尺寸为800mmx800mm的正方形箱式满管(详细结构参见图3．1)进行混凝土垂直运输。分别布置在：右岸20#坝段两套EL．1400m一套，垂直高差在22m的及EL．1424m；左岸4#坝段EL．1360m两套垂直高差在30．5m：左岸l#坝段EL．1424m一套垂直高差在46m。箱式满管下料倾角为450，接料高度控制在3"--4m范围，根据现场施工情况，滩铺后的碾压混凝土不离析、骨料不集中、层问泛浆、vc值均未受到显著影响，金安桥电站箱式满管运输的碾压混凝土满足要求。6ln圉}箱式满管^仓3．2l汽车直接^仓自卸汽车运送碾压掘凝土八仓的部位主要是：太坝7#～17#坝段ELl323m以下，右岸13#～l硎坝段EL1345m以下部位。右岸13#～17#坝段ELl345m以下部位：汽车从拌合系统接料后经右岸导流洞出口公路运卓下游围堰．过下基坑临时道路到溢洪i沓‘z”路在ELl314m平台．在ELl314m以下用滴槽入仓，仓内汽车倒运；EL1323～1345m通过右侧EL1320m路运至坝前将13#～17#坝段分为两个太仓，坝段下游预留入仓道路，相邻两太仓交苷上升，坝前混凝土八仓道路利用基坑开挖出渣时形成的路基．璇大坝碾压混凝土上升填筑加高，入仓道路坡度c12％。为防止汽车轮胎将污物带八仓内．距^仓口40～60m处设置轮胎冲洗槽。左岸硝～11坝段EL1323m以下部位：EL1300m以下，汽车从拌合系统接料后经右岸导流洞出口公路运至下游围堰，下基坑EL1297m棍凝土入仓道路进入仓面；EL1300～I315m部分础坝段坝前垫渣或11#坝前垫渣分为两个大仓，利用基坑开挖出渣时形成的路基，随太坝碾压泥凝土上升填筑加高，入仓道路坡度<12％。为防止汽车轮胎将污物带入仓内．距入仓口40～60m处设置轮胎冲洗槽。ELl315～1323m通过左岸安装问旁边的ELl320m直接入仓。3．22箱丘满管入仓根据盒安柝混凝土的特性制作了箱式满管．八仓工艺为：拌合楼一汽车运输一大截面溜桶一仓内汽车转运，共分为三个线路：线路一，先浇筑4#坝段至ELI360m，在上面做箱n式满管，这样左右岸拌合楼生产的混凝土分别通过左岸EL．1360m路运至收集料斗，进入溜管出料，仓内汽车转运铺料，控制范围是7批ll撑厂房坝段EL．1323～1360m碾压混凝土；线路二，在右岸EL．1400hi做箱式满管，左右岸拌合楼运送混凝土分别通过右岸ELl400m路运收集料斗，进入溜管出料，仓内汽车转运铺料，控制范围是12#,-19#坝段EL．1345—1400m碾压混凝土；线路三，将左岸皑、l撑坝段浇筑至EL．1424m，在上面安装箱式满管，左右岸拌合楼运送混凝土分别通过左岸ELl424m路运至收集料斗，进入溜管出料，仓内汽车转运铺料，控制范围是3牝ll群坝段EL．1360--EL．1424m碾压混凝土。3．3碾压混凝土施工工艺3．3．1运输(1)用自卸汽车运输的碾压混凝土，为防止雨水、暴晒及大风对碾压混凝土质量和性能的影响，混凝土出搅拌楼后，混凝土采取遮阳措施。(2)自卸汽车入仓前，设置移动式冲洗槽或人工有压水将轮胎清洗干净，防止将泥土、水带入仓内。(3)在转运或卸料时，混凝土自由落差控制在2．0m之内，超过2．0m加设专用垂直溜管或皮桶。(4)在混凝土拌和、装料及运输过程中，设置识别标志和信号装置，以区分和识别不同品种的碾压混凝土。(5)运输的其它要求，执行规范及《金安桥碾压混凝土施工工法》之规定。3．3．2卸料与摊铺(1)采用自卸汽车直接进仓卸料时，采用退铺法依次卸料．无论采用何种卸料方式，控制卸料高度，卸料尽可能均匀。分离的骨料，由人工将其均匀地摊铺到未碾压的混凝土面上。(2)碾压混凝土采用大仓面薄层连续短间歇浇筑。铺筑方式与仓面面积、浇筑设备能力及允许层间间隔时间相适应。铺筑方式以平层通仓法为主，采用斜层平推法时，做出详细的仓面规划，大坝仓面面积不超过5000时的按平层铺料平仓碾压方式施工．仓面面积超过5000时的则采用斜层碾压方式施工，斜面铺料碾压浇筑时可左右岸方向或反方向进行施工。按l：12---1：15坡度铺料平仓碾压，并逐层往前推进而后部逐层收仓的方式。为防止坡角处骨料初具压碎而形成质量缺陷，施工中采取预铺水平垫层的办法或在坡脚处进行人工夯实，控制振动碾不能行驶到老混凝土面上。斜层碾压开仓段平碾长度不小于30m，减薄每个铺筑层在斜层前进方向的厚度，并使上一层全部包容下一层，逐渐形成倾斜层面，沿斜层前进方向每增加一个升程，都对老混凝土面(水平施工缝面)铺砂浆。收仓段长度控制在8"--,10m。(3)碾压混凝土铺筑层以固定方向逐条带铺筑。坝体迎水面8～15m范围内，平仓方向与坝轴线方向平行。n(4)摊铺碾压混凝土分两次．(5)平仓后混凝土表面平整，碾压厚度均匀。(6)在施工缝面上经冲洗干净后，铺砂浆、水泥掺合料浆或小级配常态混凝土前严格清除二次污染物，铺浆后立即覆盖碾压混凝土。(7)卸料平仓严格控制混凝土的分区界线，二级配碾压混凝土的推铺宽度满足施工图纸的规定，最大误差不得大于30cm，碾压混凝土摊铺厚度控制在30～40cm，薄层平仓，厚度不超过35cm，表面平整，如有骨料分离采用人工分散。条带搭接严格按照规范要求。3．3．3碾压(1)下层碾压混凝土初凝前，上层碾压混凝土碾压完毕，先浇筑混凝土初凝前完成，交接处用震动碾碾压8遍。孔洞、岸坡结合及模板周边周边采用小型振动碾压实，其允许压实厚度和碾压工艺通过试验确定，在金安桥要求为35遍。(2)振动碾行走速度控制在1．0～I．5km／h范围内，在碾压过程中使用秒表及皮尺等工具进行速度控制，控制后的混凝土压实度几乎符合要求，避免复碾对整个条带平整的的影响。(3)大坝迎水面8"--15m范围内，碾压方向垂直水流方向，碾压条带间的搭接宽度为10"--20cm，端头部位的搭接宽度不小于100cm。(4)碾压遍数为无振二遍、有振八遍、无振二遍。(5)仓面配置专人用核子密度仪进行密度检测。每层碾压作业结束后。及时按网格布点检测混凝土压实容重。当压实度低于98．5％时，增加碾压边数，直到重新检测合格。(6)连续上升铺筑的混凝土，层间允许间隔时间控制在混凝土直接铺筑允许时间内．直接铺筑允许时间由现场碾压试验确定，混凝土拌和物从拌和到碾压完毕的时间最多不得超过2小时。(7)斜层平推法的坡角边缘，碾压时预留20cm"--30cm宽度与下一层同时碾压，在这些部位采用特殊方法进行压实，在接触施工缝处采用特制工具人工夯实，其它部位采用小型振动碾压实，在允许铺筑时间内完成碾压。(8)坝体碾压混凝土相对压实度控制在98．5％以上，含98．5％。3．3．4碾压混凝土施工缝与切缝处理(1)水平施工缝1)连续上升铺筑的碾压混凝土，层间间隔时间控制在直接铺筑允许时间内。超过铺筑允许时间的层面作为冷缝处理。2)施工缝及冷缝的层面采用高压水冲毛等方法清除混凝土表面的浮浆及松动骨料，处理合格后，均匀铺1．5"～2cm厚的砂浆或铺3cm厚的小级配常态混凝土。3)整个碾压混凝土坝体浇筑充分连续一致，使之凝结成一个整块。坝体上游二级配RCC和坝体下游面50cm范围内的RCC施工层面，每一碾压层(30cm)均喷洒水泥净浆或水泥n粉煤灰掺和浆，以保证层面结合良好，防止渗漏通道的产生。4)因降雨或其它原因造成旌工中断时，及时对已摊铺的碾压混凝土进行碾压。停止铺筑处的混凝土面碾压成不陡于l：4的斜坡面，并将坡角处厚度小于15cm的部分切除。当重新具备施工条件时，可根据中断时间长短采取相的层缝面处理措施后施工。(2)伸缩缝施工：采用NPFQ—l型切缝机切缝成型，缝宽为lO--一12mm，切缝深度控制在碾压层厚的2／3以下，采用塑料彩条布嵌缝材料，先碾压后切缝再骑缝补碾的顺序成缝。3．3．5碾压混凝土层间结合配合比设计上，采用有显著缓凝作用的减水剂，以使混凝土初凝时间延长，保证碾压混凝土在初凝时间之前完成上一层碾压混凝土的碾压施工。因Vc值大小对层间有较大影响，一般情况下Vc值控制在3～5s，高温日照时Vc值取下限，低温阴天时vc值取上限。为确保上游面二级配防渗碾压混凝土的层间结合，每层层面在覆盖上一层碾压混凝土前，喷洒2．5mm厚的水泥粉煤灰净浆。该净浆由制浆站按设计配合比配制，用运浆车运至喷洒部位喷洒．碾压混凝土层面受环境影响较为敏感，当气温过高，阳光辐射以及风速较大时，表面易失水，初凝时间缩短，从而影响层间结合强度。采取及时覆盖彩条布，同时对仓面进行喷雾降温。如局部有失水发白现象，则在覆盖上一层碾压混凝土前铺洒一层水泥粉煤灰净浆。3．3．6变态混凝土浇筑变态混凝土随着碾压混凝土浇筑逐层施工，变态混凝土铺层厚度与同层摊铺的碾压混凝土相同。注浆方式采用插孔法，用特制的插孔器在已经摊铺的混凝土上按照间排距30cm造孔，然后将浆液注入槽中，采用大功率的振捣器将碾压混凝土和浆液的混合物振捣均匀密实。振捣器拔出时，混凝土表面不得留有孔洞。3．3．7雨天浇筑质量保证措施1、根据雨量计量，当降雨强度

查看更多