中国水利水电第一工程局有限公司 吉林 长春
摘要:堆石混凝土施工技术是指将大粒径的块石直接堆放入仓,然后从堆石体的表面浇筑无需任何振捣的专用自密实混凝土,并利用专用自密实混凝土高流动性、高穿透性的特点,依靠自重完全填充堆石的空隙,形成完整、密实、水化热低、满足强度要求的大体积混凝土。
关键词:溪源水库;重力坝;堆石混凝土
1、工程概述
永安市溪源水库枢纽工程主要由拦河坝、引水系统、消能箱、灌溉渠系建筑物等组成。拦河坝坝址位于溪源采育场上游600m处河道上,采用堆石混凝土重力坝型式,坝顶高程为432.80m,坝底最低开挖高程355.80m,最大坝高77.0m,坝顶宽度5.0m,最大坝底宽度63.0m,坝顶总长339.0m。拦河坝由左右岸非溢流坝和溢流坝组成,其中左、右岸非溢流坝段长度分别为157.0m和129.0m,溢流坝段长度53.0m。
大坝采用C15堆石混凝土,总量38.7万m3,其中高自密实性能混凝土的用量比例为堆石混凝土方量的45%。
2、堆石混凝土施工
2.1、堆石料的来源
标段堆石料以坝体右岸上游的石料场开采为主,并利用部分坝础开挖、洞挖合格料,为了保证堆石料的粒径要求和清洁程度,需要对不合格的堆石料进行预处理,在大坝下游侧设置一处堆石料场地(包含石料运输道路、粗筛设备等),面积1000m2,主要用于石料的预存堆放、粗筛、装运等;堆石料场的布置和粗筛设备见下图。
通过粗筛系统将粒径大于300mm的石料用于堆石料,粒径150-300mm之间的石料可以通过颚式破碎机破碎后与其它粒径小于150mm的石料用于粗骨料的加工。
2.2、堆石料运输与入仓
坝基底部自密实混凝土采用6-9m3混凝土罐车直接入仓、反铲布料和溜槽入仓为主,基坑底部的入仓道路在上游侧开挖边坡上呈“之”字型布置,为保证入仓道路宽度及坡度满足车辆行驶要求,可将大坝河床段上游土质边坡适当放缓,向上游侧扩挖。
待坝体混凝土浇筑至365m高程以后,沿两岸坝肩位置修建入仓道路,同样采用混凝土罐车直接入仓,仓面内通过反铲进行布料。为保证入仓道路能够覆盖坝体的混凝土的各个浇筑高程,除利用开挖阶段的各条道路外,还需沿每条支路修建多条引路,根据现场实际地形情况,在大坝左岸上游拟新建5条施工便道分别通往坝基开挖形成的368.3m高程、378.3m高程、390.3m高程、402.3m高程和414.3m高程马道。在大坝左岸下游侧新建2条施工便道,分别通往368.3m高程和390.3m高程坝肩马道,除作为向施工作业面运输材料及人员的施工通道外,同时经马道与上游便道连通,在坝体为施工至该高程前,还可沟通大坝上下游的交通。
在大坝右岸受现场地形条件限制,其上游侧较难布置通往作业面的施工道路,因此仅新建一条通往右岸407.8m高程马道的便道,该条便道前期用作开挖出渣路。在右岸下游侧布置有两条通往375.8m高程和395.8m高程马道的临时施工便道,主要用作右岸坝段中低部位坝体施工过程中进出作业面道路。
在每条施工便道修建前,合理选择道路所处的高度,确保在道路使用初期其与坝体接合部位为下坡路段,随着坝体混凝土浇筑高程上升,不断填高路,以实现单条引路覆盖上下高差10m范围内的交通要求。所有入仓道路与坝体上游面接合部位全部铺设钢板,确保坝体混凝土边角部位不受破坏。
通过上述入仓道路,基本可保证80%以上的坝体堆石混凝土所需的块石及混凝土通过自卸车及罐车直接入仓,对于上坝道路无法布置到的高程部位及个别边角区域采用高架塔机进行块石的上坝,混凝土采用拖泵和塔机吊吊罐的方式完成入仓工作。在靠近模板、止水带等细部1m左右的区域,需要使用人工辅助堆石,以避免机械堆石对模板和止水带的冲击。
采用自卸车直接入仓时,卸料点宜布置在下游侧,并设置洗车平台,中转石料使用挖掘机等辅助进行,尽量减少汽车轮胎带入的泥土。
由于整个大坝共分13个坝段,各个坝段之间设置结构缝及柔性的填缝材料,因此在施工过程中需分坝段进行施工。为有效地实现块石及混凝土直接入仓,简化施工工序,加快施工速度,在每个坝段每层混凝土施工前,拟跨缝浇筑一条混凝土入仓道路。入仓道路纵剖面为梯形,在坝缝两侧分别为1:5的斜坡道,顶部为3m长的平段,高度与混凝土计划封面高程同高,宽度3.5-4m。该入仓道路在混凝土备仓前提前进行施工,支模时需在坝缝位置预埋隔缝材料,待混凝土浇筑完成且强度到达设计要求后拆模并对其表面进行冲毛处理。考虑与坝体的有效结合及斜面浇筑对混凝土的性能要求,入仓道路拟采用C15常态抛石混凝土。
通过提前浇筑入仓道路,可有效地实现每个坝段的块石及混凝土直接入仓,又不影响横缝位置模板的支立工作。而且入仓道路提前进行浇筑,不占用直线工期,大大地加快了施工速度。
2.3、模板工程
用于堆石混凝土的模板须具有小于2mm缝隙的密闭性以防止漏浆的发生。根据我局的施工经验,大坝上、下游面、横缝面采用专业模板公司生产的可调节悬臂模板或半悬臂模板。浇筑过程中,应安排专职人员检查、维护、调整模板的位置和形态,混凝土强度达到2.5MPa以上方可拆模。
2.4、浇注方案
根据总体规划,除在廊道、放空洞等部位被结构分成了两个仓,混凝土浇筑拟按横缝分块通仓分层浇筑。混凝土分层高1.5-2.0m,局部根据结构进行调整分层高度。为避免整个坝体出现同一水平面的浇筑结构薄弱面,相邻坝段的混凝土浇筑分层高程错开30cm。
2.5、自密实混凝土施工
2.5.1、高自密实性能混凝土配合比
高自密实性能混凝土配合比设计包括自密实性能设计和强度等级设计两部分。根据《胶结颗粒料筑坝技术导则》(SL678)的规定,高自密实性能混凝土的工作性能应采用坍落度试验、坍落扩展度试验、V形漏斗试验和自密实性能稳定性试验检测,其指标必须符合下表的要求。
高自密实性能混凝土自密实性能指标要求
论文作者:李春新
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/10
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