埋石混凝土在沁源县永和水电站大坝设计施工中的应用-论文

埋石混凝土在沁源县永和水电站大坝设计施工中的应用-论文

山西水利科技2014年8月文章编号：1006—8139(2014)03—046—02埋石混凝土在沁源县永和水电站大坝设计施工中的应用刘茂(山西省水利建筑工程局山西太原030006)摘要：采用埋石混凝土修建的重力坝，在混凝土中埋入一定比例的块石，一方面减少混凝土用量，从而降低了成品混凝土的水化热，减少了大体积混凝土施工的温度控制措施，有效地减少了坝体的温度裂缝；另一方面可以节省工程投资。文中介绍了永和水电站坝体埋石混凝土的施工方法和施工质量控制。关键词：埋石混凝土；块石；埋石率；质量控制；永和水电站中图分类号：TV544文献标识码：BApplicationofStone-embeddingConcreteTechniqueinDesigningandConstructingtheDamofYongheHydroelectricPowerStationLIUMaoAbstract：Applicationofstone——embeddingconcretetechniquemeansitisneededtoaddsomestoneintoconcreteaccordingtocertainproportion．Usingthistechnique，ononehand，canreducetheusequantityofconcrete，leadtolowerthehydrationheatofconcrete，decreasetemperaturecontrolmeasuresinconstructionprocessofmassconcrete，effectivelylessentemperaturecracksindambody，andonotherhand，cansavetheengineeringinvestment．Inthepaper，theconstructionmethodofstone-embeddingconcreteinconstructingthedamoftheYongheHydroelectricPowerStationanditsconstructionqualitycontrolmeasuresareintroduced．keywords：stone-embeddingconcrete；stone；st0ne—embeddingrate；qualitycontrol；YongheHydroelectricPowerStation导墙及桥墩)采用c3oF150混凝土，灌浆廊道、交通廊道采用1工程概况c9020混凝土(坝体材料分区见图1o坝体混凝土施工分层厚度沁源县永和水电站坝址位于沁源县紫红河上，是一座以为：基础约束区为1．5m，约束区以上1．5～2m，最大坝底宽度为31in，单仓混凝土最大混凝土浇筑方量为1530in，。供水、发电为主，兼顾灌溉、防洪等综合利用的小(1)型水利水电工程，拦河枢纽总库容968万m3o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133in。溢流堰堰顶净宽120in，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；挡水坝段坝体材料分区图溢流坝段坝体材料分区图坝体基础(Ⅳ区)采用c0混凝土，坝体内部(V区)采用C15埋石混凝土，设计埋石率20％，抗冲刷部位(Ⅵ区，包括溢流面、图1坝体材料分区图收稿日期：2014—05—29修回日期：2014—06—11作者简介：刘茂(1983一)，男，2007年毕业于内蒙古农业大学水利工程专业，工学学士，助理工程师。n第3期(总第193期)刘茂：埋石混凝土在沁源县永和水电站大坝设计施工中的应用47水泥、砂、碎石等原材应符合相关规范规定。2埋石混凝土施工方法3．2混凝土拌和质量2．1埋石混凝土施工工艺流程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。基面、仓面准备一测量放线一支立模板一混凝土浇筑、：夹石入仓一水平施工缝冲毛、养护一验收、评定。3_3仓面浇筑质量控制3．3．1水平施工缝的清理2．2操作要点水平施工缝面应在埋石混凝土浇筑前及浇筑施工中清理，2．2．1基面、仓面准备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Cl5埋石混凝土基面均为已浇筑的下部C【5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。埋石混凝土，基面准备主要是冲毛、冲洗及清理杂物，处理完．#3．3．2块石摆放验收合格后，再支立模板。2．2．2测量放线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测量放线采用全站仪，按设计及结构尺寸进行。保证上、下经过振捣的混凝土面上，尽可能使块石分散均匀，然后人工将游面板厚度及横向伸缩缝符合设计要求。块石摆放均匀，在大块石之间严禁填充小块石。2．2．3支立模板永和水电站大坝埋石混凝土模板主要是横向伸缩缝模板3．3．3混凝土的振捣由于埋石混凝土的特殊性，浇筑时采用分层浇筑方式，分上下游面板与内部埋石混凝土分界模板，横向伸缩缝模板果用层厚度不超过50em，振捣上层混凝土时，振捣棒插入前层混凝2m~3m大钢模，分界模板采用固定支架配合2mm厚钢板组土内的深度不少于15cm。使上、下层混凝土及块石紧密结合，装成型，固定支架设吊耳，浇筑完成后，将模板拔出，可重复睫用。模板表面光洁平整、接缝严密、不漏浆。保证C15埋石混凝土密实度。2．2．4埋石混凝土浇筑4埋石混凝土与纯混凝土重力坝的几点优势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，或运渝4．1工程造价显著降低至大坝上游或下游浇筑仓前，卸入8m料斗内，采用1m。反铲以沁源县永和水电站大坝为例，C15埋石混凝土以设计挖掘机入仓浇筑，人工平仓振捣，振捣采用高频振捣器和软袖埋石率20％为计算基础，使用的水泥为32．5矿渣硅酸盐水泥，插入式振捣器进行。碎石为当地石料厂新鲜灰岩加工而成，砂为机制砂，块石从当根据现场施工条件及工程进度，块石清洗干净后，采用15t地石料厂购买，材料运至工地价格：水泥280元，t、碎石65元，m、自卸汽车运至仓面，挖掘机仓内铺料，人工配合摆放块石，块石砂89元／m3块石60元／rn3，每1m。大坝实体C15素混凝土与之间的间距不小于10cm，便于混凝土的振捣。施工时，先铺一C15埋石混凝土的材料用量、费用比较如表1。层混凝土，铺料厚度不超过50cm，人工平仓振捣后，再摆放块表1每1m，素混凝土与埋石混凝土材料用量及费用比较石，块石摆放完毕，开始上层混凝土入仓铺料，振捣时振捣棒插序号材料单位素混凝土埋石混凝土入下层混凝土深度不小于15cm，使上、下层混凝土及块石紧密1水泥32．5kg156124．8结合，保证C15埋石混凝土密实度。埋石混凝土浇筑采用台阶2碎石m30．82O．66法铺料，每层铺料厚度50m，逐层到顶，然后全断面向前推进。3砂m30．600．482．2．5埋石混凝土养护、水平施工缝冲毛4块石m30O．2混凝土浇筑结束后6～18h内开始洒水养护，保持表面湿5造价兀——150-38132．56润。水平施工缝冲毛采用高压冲毛机进行，冲毛压力可达40MFa，冲毛质量能满足混凝土施工规范要求。由表1可知，建造混凝土重力坝采用埋石混凝土比采用纯2．2．6验收、评定混凝土的材料费低17．82元／m，永和水电站大坝C15埋石混混凝土浇筑完成后，现场施工员进行自检，质检员复检，质凝土总量约21万m，仅材料费可节省374万元，故埋石混凝土检部专职质检员终检。报监理工程师进行单元评定，评定合格较纯混凝土建造重力坝在降低工程造价方面有较大优势。后进行下一道工序。4．2减少混凝土温控措施首先，采用埋石混凝土建造的重力坝，1m，坝体混凝土水3埋石混凝土质量控制泥用量为124．8kg，比纯混凝土水泥用量降低31kg，由水泥产3．1原材料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块石：块石粒径30—60cm，饱和抗压强度大于30MPa，为新低。其次，块石的热扩散系数与导热系数均小于混凝土，在混凝鲜岩石且质地坚硬，无突出棱角和裂缝。土浇筑前后产生的热效应变化较小，产生的温(下转第54页)n54管晓炯：塑性混凝土防渗墙在山西万家寨引黄工程北干线大梁水库左右坝肩防渗中的应用2014年8月表4坝基防渗墙混凝土性能检验成果统计表检验成果项目设计标准试件组数龄期，d单位最大值最小值平均值合格率(％)抗压强度4～9MPa9128MPa8．703盘l5．5099弹性模量E28≤1500MPal328MPa14998791191．4lO0渗透系数K28≤lxl0cm／s1428cm／s0．965x1040．82x10-70．87x10-7100根据以上统计结果，抗压强度最小为3．81MPa，最大通过对取芯孔注水记录的数据进行分析整理，计算渗透系8．70MPa，平均5．50MPa，计算离差系数Cv=O．147；弹性模量左数。详见表5。右坝肩共抽检13组，检测结果最大1499MPa，最小879MPa；表5注水试验检测统计表抗渗系数平均0．87x10。cm／s，均小于lxl0。cngs。三项指标均序号浇筑槽段最大值最小值K渗透系数备注满足设计要求。／(ends)／(ends)／(cm／s)3-3防渗墙实体现场检测110号5．32x101．52x1042．79x10右坝肩为保证塑性混凝土防渗墙防渗质量，除进行试样检测，还222号2．55xl01．37x1042．11~104左坝肩进行防渗墙实体现场检测。主要方法为墙体钻孑L取芯、注水检查和开挖探井检测。35O号7．39x1043．38x1044．74x104左坝肩4．3．1塑性混凝土防渗墙墙体钻孔取芯、注水检查①钻孑L取芯：由现场监理工程师指定的左坝肩6号、22由表5看出，防渗墙渗透系数均小于设计lxlOcm／s，符号、50号槽段、右坝肩10号、29号槽段的墙体中心线上采用合设计要求。试验结束后，采用水泥砂浆对钻孔部位进行封孔。XY一2型地质钻机进行钻孑L取芯，孔径为中75mm；左坝肩6号4．3．2塑性混凝土防渗墙开挖探井检测槽段钻孔钻透塑性混凝土防渗墙深入N黏土层，检测防渗墙在现场监理工程师认为相对比较薄弱的接头处，选取3深度外，其余左坝肩22号、50号和右坝肩10号、29号保留下点，进行探井开挖，桩号分别为1+089、1+124、1+267，探井直径部塑性}昆凝土防渗墙底线2m，以利于注水试验；在钻孔过程中为1m，深度均为10m，以此检查墙体是否连续、密实及接头效采用靠尺保证钻机稳定及钻具的垂直度，并控制好钻速和水果。通过开挖的探井对防渗墙墙体进行检查，墙体接头处除上压，尽量保证不对墙体造成破坏。部30～45em处有少部分的夹杂泥层外，三个探坑塑性混凝土②注水检查：将取芯孔注满水，用钢尺测量孔内水位距孔防渗墙体塔接处均充填密实，接头整齐严密；不存在夹杂泥层口距离，开始计时，每隔1h检测其水位下降高度，连续观测6或不连续等不良现象。h，并做好观测记录；并按照以下渗透系数公式计算K：4结语K=0．432lg。一r大梁水库左右岸塑性混凝土防渗墙，经原材料、施工过程其中：K——渗透系数，em／s；控制及成墙后实体的检测试验情况，左右岸塑性混凝土防渗墙p——常量注水量，cm3／s；充填密实，接头整齐严密，各项过程检测指标均满足设计及规S——孔中水柱高度，cm；范要求。目前该工程已投入运行，运行状况良好，该工程的实施r一钻孔半径，cm。为在黄土地区实施塑性混凝土防渗墙积累了经验。屯．S．．喜屯．止．．屯．喜．．．L．L．L．SJI．L．．喜．s．s．s．JI．L．S屯(上接第47页)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20％控制。采用埋石混凝土建造的大坝，在浇筑混凝土时埋入少，同时也降低了工程造价。一定比例的块石，减少了混凝土用量，从而降低了水泥的使用量，降低了水化热，减少了常规的大体积混凝土施工复杂的温5结{吾度控制措施，同时也节省工程投资。埋石混凝土重力坝埋石率目前无明确规定，埋石率通常按