摘要:在本研究中针对贞丰县鲁花水库工程混凝土面板堆石坝施工进行技术分析,鲁花水库工程以灌溉为主,兼顾村镇供水,工程主要由枢纽工程和输水工程等组成,枢纽工程由混凝土面板堆石坝+左岸开敞式溢洪道+右岸取水兼放空(右岸导流隧洞改造)等建筑物组成;挡水建筑物为混凝土面板堆石坝,坝顶高程583.00m,最大坝高39.5m,坝顶宽6.0m(净宽)。输水工程由输水管道及输水建筑物等组成,管道总长18.71km。坝址以上流域面积为7.28km2,多年平均流量为0.109m3/s,水库校核洪水581.94 m,总库容128万m3;水库正常蓄水位为579.00 m,兴利库容81.6万m3;死水位564.00 m,相应库容21.4万m3。工程等别为Ⅳ等,工程规模为小(1)型。在本研究中深入阐述了目前该水库施工规划,并详细阐述了施工过程中的技术要点,结合实际施工经验提出对于目前面板坝施工的发展趋势。
关键字:面板堆;石坝;水库;建设;施工管理;技术
我们以贞丰县鲁花水库工程为研究对象,2017年11月29日启动三通一平建设及征地工作目前,总体工作完成情况如下:(1)挡水建筑物:①大坝填筑于2019年8月20日完成封顶(大坝填筑碾压至581.3m高程),目前进入沉降期;②趾板、趾墙已浇筑完成,右岸趾板基础正进行固结灌浆施工;③开挖及支护工程:大坝左、右岸边坡开挖及支护已完成。(2)导流取水兼放空建筑物:①取水口:取水塔混凝土浇筑至581m高程;②隧洞:底板、边墙及顶拱混凝土浇筑已完成,固结灌浆和回填灌浆完成;③出口:边墙及底板混凝土浇筑完成;④开挖及支护工程:进出口边坡开挖及支护已完成。(3)泄洪建筑物工程:560m高程以上开挖完成;地质原因,溢洪道开挖边坡垮塌,边坡治理设计变更手续正在完善。(4)场内交通及其他临建工程:①场内道路:右岸上坝公路已施工已全部完成,满足主体工程施工条件;②渣场:至弃渣场道路已修建完成,渣场已投入使用;③料场:料场已开采至370m高程;④砂石料加工系统正在正常生产。(5)专项验收:①移民安置工程验收:561.6m高程以下库底清理已完成,并于2018年11月6日完成验收;②导(截)流验收工作:于2018年11月28日完成验收。
1大坝施工的整体规划
最初该大坝填筑设计为1期全断面填筑达到581.30米的高程,进入沉降期,填筑量为21.96万立方米,该坝面经汛期过流保护,其具备抵御全年20年一遇洪水(P=5%)频率洪水,相应流量为100m3/s,汛前大坝全断面填筑至563.00m高程;该水库工程计划于2020年正式竣工,在整个施工过程中截流推动按相应节点工期目标正常完成。大坝堆石料场位于坝址下游距离约5.5km处右岸下游侧山体,由石料场上坝的坝体坝料运输经料场公路、右岸进场公路、运输直接上坝。大坝计划于2018年12月16日开始进行填筑,于2019年8月31日填筑完成;因施工组织原因实际推迟至2019年1月1日开始填筑施工,实际于2019年8月20日填筑完成。大坝坝体填筑工作面按施工区面积划分为4个工作块,每个工作块相对独立施工,每个工作块按卸料、铺料平整(包括洒水)、碾压和质检4个条带平行流水作业。待面板混凝土浇筑完成后进行560.00m高程以下粘土铺盖区和石渣盖重区填筑。
大坝面板混凝土共计4231m3,计划于2019年1月初开始施工,至3月31日施工完毕。待大坝沉降期结束并沉降值满足相应规范要求后组织施工,面板施工前需对垫层坡面布置方格网进行测量放样,然后进行止水安装;面板钢筋采用现场绑扎方式,将制作好的钢筋运至坝面,由专用卷扬机牵引小车运至作业面,人工绑扎;混凝土按照水工设计分块分缝,采用无轨滑动模板由下向上、一次到顶的方法浇筑。面板浇筑采用跳仓方式,两个工作面流水作业。
2施工技术分析
面板浇筑过程中采用补偿收缩的配比方式,由于该水库属于季风气候,气候温差相对较大,而且风速高,湿度小,在相对条件恶劣的情况下如何有效防止面板薄壁出现导致的裂缝问题是目前急需解决的技术问题。在具体施工中需要从原材料进行质量控制,做好混凝土配合比方案设计以及浇筑施工设计。
首先,需要严格把控原材料质量关,与生产商紧密联系,实时监督原材料生产质量控制过程,将原材料送达工地之后需要增加样品的抽样检查概率,除要满足国际和行业有关规范之外,还需要需要保持水泥稳定性。比如要求混凝土入罐温度低于60摄氏度,将人工砂细度模数控制在2.4~2.8范围内,使石粉含量控制在6%~13%范围内,对部分生产系统进行一定改造,针对如何有效提升混凝土抗裂性能上通过分析常规,补偿收缩,聚丙烯纤维这三种混凝土,并结合水库实际工程施工特点,坝体高度为39.5米,压实密度高,由于坝体本身要求沉降量小,因此不会导致面板出现结构裂缝。由于相对恶劣的气候条件是目前产生混凝土裂缝的主要原因,因此采用补偿收缩混凝土的防裂施工技术,主要是利用膨胀率限制的方法来进行补偿限制混凝土收缩减少,混凝土由于变形而产生裂缝。
从混凝土施工计划方式来看,应当采取有效措施确保仓面混凝土塌落度控制在7厘米的范围,在初凝混凝土前需要对混凝土做好二次压光摸面,使用塑料覆盖以达到防蒸发,防风效果,防止混凝土出现裂缝,终凝之后需要将混凝土上铺盖草帘洒水养护,防止其产生冷缩缝,干缩缝。面板共计完成17块浇筑,混凝土厚度平均达40厘米,混凝土强度等级为C25二级配,在混凝土浇铸过程中其速度为每小时1.5米,要求混凝土浇筑养护至蓄水为止。
3坝体填筑施工
首先从铺层厚度的控制上来看,各填注单元需要使用方格网进行平均厚度以及平整度的测量,并在具体施工中还需要对这些厚度进行调整,以确保所铺厚度能够符合碾压实验所要求的厚度要求。在碾压质量控制上使用前进和后退碾压的方法,错距值是振动碾压轮的宽度除以所碾压的次数,在选择碾压设备时包括垫层料、过渡料以及堆石料,使用振动碾压装置能够获得较高密度要求,大坝各填筑料区均使用26 t振动碾压设备,周边的缝小区料和垫层上游垫料垫层料使用振动夯板夯实,振动夯板重为100千克,针对两岸陡坡部位完成处理的,周边使用过渡料填筑,进一步形成低压缩区域。对于坝基断层使用破碎带完成处理,河床段使用过渡料以及垫层料进行处理,封闭回填两岸按坡段,坝基处先进行趾板混凝土浇筑再进行垫层料和过渡料的回填,大坝纵断面以及横断面分区在施工过程中需要搭接坡面处理的部位,应使坡度低于1:1.4,并边修边削坡处理,能够将碾压的散料和大块石挖至经碾压之后的填筑面,后填筑区在具体施工过程中应当使用减小厚度层,增加碾压次数,提高水分,进一步能够提高整个坝体填筑密度和压缩模量,减少由于坝体本身不均匀沉降而导致出现接缝结构破坏和混凝土面板破坏等问题。有效控制料源含泥量。面板料源含泥量在具体控制中可以在料场开挖时将含泥量超标的一些原材料挖除,并可将其作为弃料,该水库主料场在开挖时存在裂缝宽度不同,发育程度不同,泥夹层较厚,且粘性土分布不均匀,因此在开挖时进行剔除,最终对不合格的料源作弃料处理,以减少粘性土中的含泥量,避免泥团被填沙填住在坝体中形成形状不同的空腔,影响大坝沉降。填筑的坝料进行加水处理,通常对于石体加水能够起到良好的润滑效果,在整振动碾压设备的作用,很容易破坏堆石线粒体棱角,使其重新组合,提高密实度,加快沉降变形。因运输道路为泥结碎石路面,定点加水会严重破坏运输道路,所以该水库坝体在前期填筑过程中使用坝体内布置管路洒水方式,又因管路洒水铺设管路较长,而且在施工过程中干扰程度较大,需要花费大量的人力,操作难度大,很难确保洒水量和均匀性,因此在坝体填筑施工过程中主要采取了大吨位洒水车,并结合坝体内布置管路洒水,取得良好的效果。
小结
总而言之,通过研究表明对于填筑体洒水使用坝内管路洒水,很难确保施工过程中的洒水量,具有较大干扰性,将直接影响施工质量。当前可以使用大吨位洒水车对填筑料洒水,如果运输道路为泥结碎石路面结构,则不能采用定点加水站的方式,这种情况下会使路面运行质量受到影响,在气候相对恶劣的条件下修建面板堆石坝采用补偿收缩混凝土的施工方式,能够有效减少混凝土裂缝问题。
参考文献
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