长河坝水电站大坝度汛填筑施工关键技术与新工艺

长河坝水电站大坝度汛填筑施工关键技术与新工艺

n导截流与土石方工程始填筑，较合同时间滞后3个月。根据设计文件《长河出粗、细料铺料厚度后分层摊铺。摊铺完成后采用液压坝2014年度防洪度汛要求》，2014年度汛目标为2014年正铲进行立采掺配，检测合格后上坝填筑。5月底坝体填筑至1536．00m高程。大坝度汛填筑施工期针对高含水的土料则采用分层翻晒工艺进行含水量是大坝整个填筑工期中的高峰时段，坝体填筑总量约800调整。万rn。，心墙需上升总高度79m，填筑时间仅1O个月，土料场专门设置料场质量管控组，配置专职质检、且需要经历3个月雨期和一个春节的影响，有效施工时试验人员，及时对土料性能指标进行监督、检验，确保间短。持续高强度施工对设备配置、设备维修、组织与合格土料上坝运输。管理都具有挑战。3．2反滤料精确掺配工艺研究(4)砾土料场分布不均，开采与制备难度大。土料工程依托人工骨料系统，通过进行反滤料掺配工艺天然含水率在1．7～19．3之间，平均为9．8；P5含试验、基本技术参数采集、自动化控制系统编程等确定量变化范围7～9O，平均为49．I；粒径<了反滤料精确掺配生产工艺，工艺原理为：砂、小石、0．075mm含量变化范围8～64，平均为30．4；粒中石、大石在胶带运输机上依次下料平铺，根据反滤料径d0．005mm变化范围1_6～26．3，平均为i0．3；设计级配对各粒径骨料掺配含量确定下料流量，首先通料场超径(>150mm)平均含量约5．6，超径含量高。过调整电动弧门开口大小的方式控制下料流量范围，再土料各项检测指标变化大，空间分布均一性差，料场天由中控室远程控制变频器振动给料机精确控制，由给料然土料级配指标大多难以满足设计要求，无法直接满足机下的皮带秤在线反馈流量，通过工艺性试验现场采集心墙填筑质量及规模化施工要求，需要进行土料超径剔参数进行自动化数据编程，从而实现反滤料的自动化除、不均匀土料的掺配及含水率的调整等多道制备工序，掺配。土料开采制备难度大，施工质量控制环节多。目前，各类反滤料累计生产超过7O万t，抽样检测(5)反滤料技术要求高，传统掺配方式难以满足要800余组，合格率i00。与传统的平铺立采掺配工艺相求。本工程设计填筑4种反滤料，设计指标及要求各异，比，新工艺具有掺配均匀、产能高、占地面积小等优势。按传统的“平铺立采”工艺，不仅需要额外占用大面积3．3坝料填筑分区快速流水施工规划掺配场地，不利于施工总平面布置，而且传统掺配存在为加强大坝填筑质量管理，减少重车在心墙区行驶掺配效率低、掺配比例控制精度低等缺点，掺配质量不易保证。对填筑面的影响，保证大坝填筑快速流水作业，对大坝填筑进行了分区分块规划：3关键施工技术及新工艺心墙按铺料、精平、碾压、检测分4个单元，上下游各两个单元。单元分缝上下游不贯通，错距约0．2L结合长河坝水电站大坝工程实际特点和施工难点进(L为作业面沿坝轴线的铺料总长度)。上游两单元从上行了大量现场试验、理论分析与实践应用研究，并注重游进料，下游两单元从下游进料，避免形成上下游贯通新技术和新工艺的研发，分别开展了高堆石坝筑坝料制薄弱带；大坝上下游堆石料根据填筑面积按坝桩号平行备工艺、施工分区与快速流水施工规划、施工质量控制坝轴线分为铺料、碾压、检测3区，以保证连续作业。与试验检测、数字信息化管理等关键技术的系统研究，填筑铺料采用推土机进行摊铺，堆石、过渡及反滤以提升超高堆石坝施工技术能力。料一次平整到位，并通过在料头设置标杆、测量布设控制网等实现摊铺层厚的过程控制。为确保心墙土料摊铺3．1砾石土料制备工艺平整度，提高碾压质量，砾石土心墙料摊铺采用推土机为确保土料上坝填筑质量，通过工艺比选及试验，粗平，平地机精平。心墙砾石土料采用26t自行式凸块振选择广泛用于矿山及骨料生产系统的棒条式振动给料机动碾压实，堆石料采用33t自行式振动平碾压实。经调整筛条长度、间距作为超径(>150mm)剔除设备，通过对大坝填筑分区及快速流水作业施工规划，大并根据施工强度要求配套建设了5套钢筋混凝土结构的大提高了填筑施工强度，创造了大坝高峰施工强度134．8筛分楼。筛分楼设有箱型结构的受料斗、筛分设备安装万m。／月，心墙月平均上升7．9m、高峰期上升12m／月层以及满足装载机出料的出料层。该筛分系统筛余料中的施工记录，顺利实现了工程高程1536．00m填筑度汛有用料平均比例(废品率)仅为0．2，透筛率高。目前目标。土料超径筛分系统投产，生产土料超过160万m。，单台产能可达670t／h。系统运行可靠，工艺流程可行，设备3．4LNG环保汽车的应用运行工况稳定。液化天然气被公认是现在地球上最干净的燃料。为对于粗细料，以P5作为控制指标进行掺配，以提高减小本工程长隧道运输产生烟尘带来的安全隐患，降低土料利用率。针对天然不均匀分布的粗细料掺配，掺配长隧道通风排烟难度，以达到节能目的，避免“柴油荒”比是动态变化的。采用平铺立采掺拌工艺，摊铺铺料前对施工运输作业进度的影响，本工程引进数十辆LNG自对粗、细料料源进行质量检测，按照经验公式，计算得卸汽车作为下游江嘴堆石料料场的运输车辆，并完成加·19·n水利水电施工2015·第4期总第151期气系统的配套建设。实践证明，LNG车辆完全能够适应通过在碾压设备安装高精度GPS移动终端，经基站将碾水利水电工程大坝填筑运输条件，并可节约约2O的燃压信息进行处理和传送，实现现场分控室对设备的碾压料费用，经济和社会效益显著。过程实时监控。GPS数字化监控系统具有全方位实时监3．5坝料自动加水系统的研制控各项碾压参数(碾压遍数、速度、激振力、碾压厚度)的特点，能够有效避免漏压、欠压现象，严格控制压实坝料采用坝外加水，利用已获国家专利的智能加水系统向运料车内自动加水。该系统与坝料计量称重系统厚度，真正实现了过程可控。有效绑定使用。系统能够有效保证加水量，且实现自动3．10超大型击实仪的研制控制，结构简单、安全可靠、经济。系统通过检测车载《水电水利工程土工试验规程》中规定：轻型击实试无线射频卡自动识别地泵系统测得的该车坝料重量，计验只适用于粒径不大于5ram黏性细粒土，重型击实试验算出适宜加水量，并利用液体流量传感器及电磁阀控制适用于粒径不超过20mm的黏性粗粒土，且砾质土的大水流开关，实现智能化加水。型击实仪直径应为砾质土中最大砾石粒径的5倍以上。3．6重车过心墙运输技术长河坝大坝砾石土心墙料最大粒径150mm，必须进行缩按工程规划，初期下闸后上游道路中断；施工中大尺，通过对缩尺料进行击实试验，获取最大干密度拟合坝规划调整上游料场作为主石料场；为减少长隧洞绕坝曲线。为核实缩尺后击实效果对压实度的影响程度，?肖运输存在的不利影响，有必要进行跨心墙运输技术的专除缩尺对试验结果造成的偏差，水电五局自行设计了直项研究。通过理论计算及现场试验验证了坝料跨心墙运径800mm超大型土工击实仪。该击实仪主要由空气压缩输技术的可行性，并通过试验对比分析结论，箱型减压动力系统、电气自动控制系统和液压击实系统组成，是板方案最优，为提高对土料的保护效果，在减压板下面目前国内最大的土工击实仪。其主要技术指标为：击实铺填50cm砾石土垫层。减压板采用型钢与钢板加工，长筒内径800mm、桶高800mm，击锤质量228kg，重锤直348．8cm、宽400cm、厚19．8cm、单节重3．55t。减压径400mm，落高760mm。超大型击实仪可实现全自动板间采用了“箱型连接键+限位环”的连接结构，拆装击实作业，在可靠性、安全性、工效等方面有了质的方便，车辆荷载分布均匀。跨心墙运输技术的研究与应飞越。用有利于料源平衡优化，便于施工调度及整体规划，能3．11砾石土料快速检测技术有效避免长距离绕坝运输，降低燃料消耗，具有可观的心墙土料坑检频次高，常规砾石土料烘干法含水试经济和社会效益。验时间长，检测时间直接影响到填筑直线进度，只有快3．7双料摊铺工艺速的检测方法才能解决这一关键问题。为解决常规土石坝土一砂分界面“先砂后土”法施本工程砾石土料试验快速检测方法：采用砾石饱和工存在的料种相互侵占、填筑尺寸不规范、施工效率低面干吸水率代替天然含水率快速计算其干重；采用酒精等问题，本T程研制了一种新型的“双料摊铺器”。该摊燃烧法快速测定细料含水率，计算细料干重，通过加权铺器采用型钢及钢板焊接而成，长4m、宽3m，并按设计算砾石含量，再对应室内击实最大干密度计算全料压计坡比设置料仓分隔板，实现土砂同时平起摊铺。施工实度。该方法2h内可出结果，与常规的方法相比缩短6h时首先进行土一砂分界区摊铺作业，再进行大面填筑。以上，有利于大幅加快施工节奏。该方法是传统施工方法的一次技术革新，首次达到了完另外，研发制造配置有大型微波干燥机、高精度流全按照设计坡比进行心墙土料与反滤料填筑施工的效果。量计水箱、车载控制机柜及工作台的移动试验检测车，3．8泥浆喷涂工艺可在20min内完成土料含水率的快速测定；通过联通高为保证高塑性黏土和混凝土压板结合效果，需在压精度流量计的水箱进行土料灌水法密度试验提高试验精板表面涂刷3～5mm泥浆。在类似工程中，泥浆通常采度；利用车载控制机柜、工作台等齐全的办公设备进行用人工涂刷，施工效率低，且厚度不易保证，均匀性差。现场试验，避免常规检测向后方试验室送样过程的含水为了改善传统工艺的不足，本工程研究了机械喷涂损失，并达到快速出具试验报告的效果。工艺，选择德国制造的瓦格纳尔PC喷涂机作为喷涂设3．12信息管理系统的开发与应用备。结合多次现场工艺试验，明确了泥浆可喷配比及浆通过构建以无线微波技术作为数据传输链路媒介的液密度。喷涂工艺流程为：泥浆制备一润管一注浆一试无线传输网络，本工程已建成综合性的数字化信息管理喷一正式喷涂至设计厚度。中心，利用无线微波传输技术实时收集传输坝区各施工盖板泥浆喷涂工艺是土石坝高塑性黏土填筑中混凝作业面、交通运输、防汛及危险山体监控的相关信息，土盖板基面泥浆涂刷传统工艺的革新，工艺设备安装简从而实现后方管理中心进行坝料称重计量监控、车载加便、快捷，操作方便，施工效率高，质量、效果好。油信息监控、实时碾压监控、拌和作业信息监控、边坡3．9GPS碾压实时监控系统的应用危岩体监控、洪汛监控等系统的集中管理，使施工审核长河坝大坝施工全过程应用数字化大坝监控系统，(下转第3O页)·20·n水利水电施工2015·第4期总第151期验算，安全防护措施的精心组织，开挖与支护工程同步进5结束语行。各种资源配置达到最优，合理地安排了施工进度，确保已施工面不被破坏，使工程质量、进度、安全文明施工达到在施工过程中，通过合理的方案选择，爆破震动的反复了预期的效果，为以后类似的工程施工积累了一定的经验。(上接第2O页)管理流程化。通过对材料计量的统计分析，为管理者提检测指标及频次均满足设计要求，工程建设过程中未发供辅助数据，提高项目管理精度与管理效率。同时加强生一般及以上施工质量事故，大坝度汛填筑全过程处于施工单位各个部门之间信息共享和及时沟通，提高部门受控状态，得到质量专家好评，大坝填筑作业面多次被之间的协作能力。业主评为“优秀工作面”、“质量示范区”。创新是企业发展的动力和源泉。通过技术创新，长4结束语河坝水电站大坝运用反滤料精确掺配技术、土料动态制备技术、双料摊铺器、泥浆喷涂、快速检测等关键施工长河坝大坝度汛阶段累计填筑约711．13万m。，其技术及新工艺，有效提高了填筑施工T艺水平及施工能中心墙填筑上升79m，约占总坝高的1／3。填筑各项试验力，保证了施工质量，值得推广。(上接第22页)并用加热器将水渍烘干至层面温度达到7O℃左右。棚车到工程施工中。为突破碾压沥青混凝土施工的环境温度行走至心墙放大段时，将棚车与摊铺机问的连接器解开，禁区，为验证在现有施工工艺条件下进行沥青混凝土低摊铺机继续向前摊铺2～3m(摊铺机料斗可在棚车内前温(环境温度一5℃)摊铺施工的可行性，掌握在低温环行2m)。遇雨并伴有大风时，可在棚车骨架上吊挂适当境进行碾压沥青混凝土心墙摊铺施工工艺流程，以指导配重来进行防风。在基座左右岸坡上贴防雨布，基座岸大坝防渗沥青混凝土心墙的施工，进行了相应的试验和坡流水顺防雨布流至水平段，再分流到上下游过渡料中，研究。经过充分的研究，掌握了环境温度一5~C条件下的确保流水不流至心墙作业层面上。碾压沥青混凝土心墙摊铺施工工艺及施工技术参数。摊铺后的沥青混合料上随即覆盖防雨帆布，振动碾碾压铺筑试验时拌制的沥青混合料，均在室内进行在防雨帆布上对沥青混合料进行碾压，或采取遮雨措施抽提、马歇尔试件容重和孑L隙率等试验；对铺筑的碾压直接碾压沥青混合料。沥青混凝土，均用C2OO核子密度仪(沥青混凝土温度与2．6环境温度一5℃时碾压沥青混凝土心墙施工核子密度测值的换算系数的关系曲线见图1)和zc一6型渗气仪对容重及渗透系数进行了无损检测，并进行钻方法孔取芯，芯样在室内做容重、孔隙率和渗透检测试验，业界一直未能在环境气温0~C以下进行碾压沥青混凝样检测试验与现场无损检测必须相符合。土心墙施工，只有挪威进行过相关的试验研究，但未用1．2000At=0．000011109855T_o．000536016636T+0．990803065075lR=0902l11500◆◆11000．，●◆◆●◆◆：◆／●◆／／1_05oo◆，一!—◆：●琳●。·1．0000■1’’●0．950009000沥青混凝土温度℃)图1沥青混凝土温度与换算系数的关系曲线碾压沥青混凝土心墙施工方法的成功研究和应用，加快3结束语了气候恶劣地区碾压沥青混凝土心墙施工的速度，对推动我国西部地区水利水电建设事业的发展起到关键性的碾压沥青混凝土心墙的沥青混合料摊铺层厚30cm、作用，使得我国土石坝碾压沥青混凝土心墙的施工技术日连续摊铺2层、环境温度一5~C、小雨、雪天和夜问的达到国际领先水平。·30·