动水条件下混凝土围堰的施工方法.pdf
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1、。 _ 水利水电 施工 2 0 1 0 第6 期 总第 1 2 3 期 动水条件 下混凝土围堰 的施工方法 学蔡振峰 ( 中国水利水电第十一局有限公司) 【 摘要】 围堰施工成功是水工建筑物主体施工正式开始的标志。围堰形式各有不同,随边界条件的变化而改 变 ,当受边界条件 限制 ,常 用的 围堰形式无 法实施 时,混凝土 围堰不 失为理 想的形式之 一。然 而,当河水在 流 动状态时,特别是水流方向和流量变化的条件下,混凝土围堰 实施也遭遇到很 多困难 中国水利水电第十一局 有限公 司承建 的安徽 陈村 电站扩机 改建 工程施 工围堰就是在这种条件 下成功 实施 的。 【 关键词】 动 力条件
2、混凝土 围堰 陈村 电站施 Y - 1 工程概况 安徽陈村 电站扩机1 二 程厂房布置在原安装问下游侧 1 号机尾 水 区 与底 孔 出 L _ 段 之 间,宽 度 ( 左 方 向) 为 1 5 O m,长度 ( 上下游方 向)为 2 4 9 m。 南于受现场条件 的限制 ,设 汁单 位对 f 已 知的所 有用堰形式进行比较,最终确定采重力式水下繁体现 浇混凝 土 堰。 围堰挡水 标 准按 3台机 组 满 发 时 的下 游 水 位 高 程 6 1 2 m进行 设计 ,堰顶 高程 为 6 2 m;在 老 厂 小 发 电时 , 下游尾水位为高程 5 9 5 m。同堰施T时尾水平均水深为 8 O m
3、,最大水深为 1 2 8 m;即使 3台机 组 发 电,尾 水 区仍有 7 m水深 和一定流速 。 堰 南纵 向尉堰 和横 向围堰 组成 “ L”形平 面,上 游 紧贴 电站尾水 平 台 ,下游 与尾 水左 岸岸 边连 接 。l其 中 纵 向同堰 长度 为 j 5 O m,横 向 嗣堰 长度 为 4 2 O m。工 程 总量约 3 7 0 0 m。 ,混凝 土标号 为 ( : 1 j 。 堰基础表层有厚约 1 O m左右的砾石覆盖层,下部为石 英砂岩夹砂质页岩或泥质砂岩 ,岩性较坚硬 。经实测 ,陶堰 所处基岩的起伏差较大 ,高程在 4 8 4 5 3 O m之间 ,局部 高 羞约 l o r
4、e。纵向匍般基础局部为老混凝土面 ,高程为 6 O m。 按照招标文件要求,同堰施 : 期间不得影响老厂发 电 , 此 ,必须 突破存动 水条 件 下实施 水 下混凝 土 同堰 施工的技术难题 。 2 围堰 施工方法的设计思路 在动水条件下 实施重 力式 整体 现浇混 凝 土 堰似 不 8 多 见,存l住以下诸多困难 : ( 1 )模板 同定十分复杂 :动水条件 F作用于模板上力 的 方I 、大小小断改变 ,模 板必须 向同定 。 ( 2 )对操作人员要求高:整体现浇混凝土模板施1 是 一 项 专业施丁 ,然而在 水下需 要作 业 人员 同时 具备潜 水 工 与模 板工 双重 的能力 ,当在
5、动水 条件 下则更难 。 ( 3 )存动水 条件 下 ,水 下地 形及 沉积 物情 况 难 以确 定 。模板 没计 与施工将 十 分 困难 ,即便 是 f J 潜水 人员 在 水 下进行操作 ,其功效也将受到极大 的限制 。 ( 4 )安全问题突出 :电站尾水的流态复杂 ,潜 水人 员 本 身的稳定将非 常 困难 ,特别 足在 突然 开机 发 电或关 机 时 ,水下作 、 世 人员的人身安全将受到极大的威胁 。 为此 ,就要解 决 上述 r木 难 。必须 从施 丁方 法 f 解 决 问题 :要尽可能减 少水 下作 、 ; 要尽 呵能 减小模 板 面积 ,从而减小 位 面积 模板 上 水的推 力
6、 ; 要采 用可 靠的模板结构形式且保证混凝土嗣堰的防渗性能 。 3 围堰施工方案的设计 3 1 围堰体 形设 计 将 “ 重 力式 整 体 现浇 混 凝 土同 堰” 划分 为 若 干段 、 块 ,如 同混凝土重 力坝 一样 。根据 本工 程 交际 条件 ,将 横 向陶堰 分 成 1 6段 ,标 准 段 K 2 4 4 m,每一 段 又分 成 甲、乙、丙 块 ( 顺水流方向 ) ,甲 、乙块 为堰体 的前 后 块 ,宽度为 2 4 4 m,皆为 干地 拼装 模板 ,用 吊车将 模板 沉 入水 中灌 注 水 下 混凝 土 。丙 块 为 堰 体 中问 夹 仓 ,宽 2 O m,丙块底部浇一 部分水
7、下 混 凝土 。中上部在 夹仓 内 抽干水后作旱地浇筑。纵向围堰共划分 2 2 段 ,纵向围堰 高度仅 6 5 m,段长和宽度均采用 2 4 4 m的单排柱体 ,皆 为干地 拼装模 板 ,用 吊车将模板 沉 入水 中灌 注水 下混凝 土。经验算每段块平面尺寸采用 2 4 4 mN 2 4 4 m,能确保 单块 混凝土成 型后独立稳定 的同时 围堰整体稳定 。 3 2 围堰施 工方 法 采用 “ 沉模 跳 仓进 占随 即跟 进加 密 ”的施 工 方 法 : 采用旱地拼装 整体模 板 ,吊车垂 直将模 板沉 于水 中,采 用 “ 垂直导管法”灌 注混 凝 土 ,整体 模板 不 再拆 除 ;然 后
8、,在旱地 拼 装单 面 模板 ,吊 车垂 直将 模 板沉 于 水 中 , 潜水人员将单面模板 固定于 已浇筑 完 的先浇 整体模 板上 ; 最后采用 “ 垂直 导管法 ”灌 注微膨 胀混 凝土 。即现 浇块 为常规混凝土 ,后浇块为膨胀混凝土 。 3 3 围堰整体性与防渗措施 利用 “ 整体大型钢框竹胶模 板”浇筑 后不拆 除 ,块 、 段分缝处犹如加 设 了钢 键槽 ;利 用竹 胶模板 遇 水微 膨胀 性能和后浇块微 膨胀混 凝土 的收 缩补偿 性 能 ,从 而 提高 块 、缝问的防渗性能 。 3 4 围堰基础稳定与防渗处理 根据基岩实际情况,采用斜锚杆稳定基础,采用预 埋套管进行 固结 和
9、帷幕灌浆 ,解决基础 防渗 问题 。 3 5围堰 拆 除方案 在平水状态下 ,对需拆 除段 的分 界处 进行 预裂 爆破 后 ,再采用密孔 分次起 爆方 法 ,每次 爆破 至需 要拆 除 的 高程。控制每次 装药 总量 ,确保 爆破 震波 不影 响周 围建 筑 和设施 。 4主要施 工方法 4 1 概 述 围堰为 4级建筑 物 ,其 挡水标 准按 3台机组 满发 时 的下游水位 6 1 2 m进 行设计 ,堰顶高 程 6 2 m,围堰基 础 除局部坐落在原有 混凝 土建筑 物上外 ,其余 均坐 落在 覆 盖层清理后 的岩石基 础上 。断面尺寸有 2 4 4 c m、4 6 6 c m 和 6
10、8 8 c m。根据 实际探测 ,围堰高度 在 3 1 3 5 m 之 间。围 堰 甲、乙块共有 2 4 4 c mx 2 4 4 c m 的墩子 3 2个 ( 不 包括 断 面为 1 2 2 c mX 2 4 4 c m及 6 0 c mX 2 4 4 c m的墩子 5个 ) ,相邻 先浇 块 之 间 的 夹 仓 回填 微 膨 胀 混 凝 土 ,其 中 断 面 为 2 0 0 c mN 2 4 4 c m仓号 3 O个,其他尺寸仓号 6个。丙块夹 仓 2 1 仓 ,先浇丙 I块 ,待丙 I块完成 后 ,在 甲、乙块 之 间布设钢支撑,钢支撑布设完毕后,抽干 甲、乙块之间 的集水 ,最后旱地浇
11、筑丙 块混凝 土。 前期利用竹排、油桶搭设水上作业平台,在平台上搭 设筒易龙 门起 重架 ,将模板 、钢架 吊起 ,在水 面上进行 模 板钢架拼装,分段安装 ,逐步沉放入水,尽量减少水下作 导截流 工程 业量 ;后期利用塔 吊吊装模板入水 ,水上平 台微调就位 。 4 2 钢 架制作 预 先 做 好 钢 架 。尺 寸 为 9 0 c m 2 4 4 c m,高 度 为 2 2 4 c m ( 可根据现场情况调整 ,但做好后 的钢架 必须人能 搬动,浮体能够载运) ,可用钢管、角钢、钢筋等焊接 , 必须保证钢架 的坚同性 和稳定性 。 4 3 水下 清基 围堰水下清基需清除围堰基础范围内的软弱、
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