观音岩水电站右岸碾压混凝土斜层施工工艺.pdf

水利水 电技术第 4 2卷2 0 1 1年第 5期 观 音岩水 电站右岸碾压混凝土斜层施工工艺 王 玮 ，王朝 阳，罗 斌 ( 中国人 民武装警察部 队 水 电第一总队，广西 南宁 5 3 0 0 2 8 ) 摘要：本文主要介绍 了观音岩水电站右岸碾压混凝土斜层施工工艺、3 7_ 艺流程及经济性分析 ，阐述 了施工中斜层面上骨料分离及坡脚处骨料集q - 等问题的处理方法。 关键词：观音岩水电站；碾压混凝土；斜层；坡脚处理；经济性 中图分 类号 ：T V 5 4 4 9 2 1 ( 2 7 1 ) 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 0 0 0 0 8 6 0 ( 2 0 1 1 ) 0 5 0 0 6 8 0 3 I nc l i ne d l a y e r c o n s t r u c t i o n t e c h no l o g y f o r RCC pl a c e me n t o n r i g ht b an k o f Gu an y i ny a n Hy dr o po we r St a t i o n W ANG W e i ，W ANG Ch a o y a n g，LUO Bi n ( T h e N o 1 G e n e r a l T e a m o f A mw A P o l i c e H y d r o p o w e r T r o o p s ， N a n n i n g 5 3 0 0 2 8 ， G u a n g x i ， C h i n a ) Abs t r a c t：Th e i n c l i n e d l a y e r c o n s t r u c t i o n t e c hn o l o g y ，p r o c e s s fl o w a n d e c o n o m y o f t h e r o l l e r c o m p a c t e d c o n c r e t e( R C C)o n t h e rig ht b a nk o f Gu a n y i n y a n Hy dr o po we r S t a t i o n a r e ma i n l y d e s c rib e d h e r e i n ，a n d t h e n t h e t r e a t me n t me t h o d s f o r t h e p r o b l e ms s u c h a s a g g r e g a t e s e p a r a t i o n o n t h e s u r f a c e o f t h e i n c l i n e d l a y e r a n d t h e a g g r e g a t e c o n c e n t r a t i o n a t t h e t o e o f t h e s l o p e d u ri n g t h e c o n - s t r u c t i o n a r e e x p l a i n e d a s we l 1 Ke y wo r d s ： G u a n y i n y a n Hy d r o p o w e r S t a t i o n ；r o l l e r c o mp a c t e d c o n c r e t e ；i n c l i n e d l a y e r ；t r e a t me n t o n s l o p e t o e ；e e o n o my 1 工程概况 观音岩水电站位于金沙江中游河段 ，上游与鲁地 拉水电站相衔接。站为 I 等大 ( 1 ) 型工程，以发电为 主 ，兼有防洪、灌溉 、旅游等综合利用功能。水库正 常蓄水位 1 1 3 4 I n ，库容约 2 0 7 2亿 1 1 3 ，电站装机容 量 3 0 0 O ( 5 X 6 0 0 ) MW。本合同工程碾压混凝 土主要 分布在 ( 1 2个坝段 ，2 4 3 5 ) 约 1 2 2万 1 T I 。 2 斜层施工的必要性 由于观音岩水 电站 3 5 坝段高程 l 0 1 7 i n以下为 长条形仓面 ，入仓 方法 为 自卸汽车 自坝后人仓道路 直接人仓 ，因混凝 土运距较远 ，仓面顺 水流方 向距 离长 ，若利用平铺法沿水流方 向施工垂直方 向碾压 工作面混凝土的层 间间隔时间将延 长 ，增加 了质量 控制的难度 ，对高 坝碾压混凝土来说 ，层面结合质 量和抗剪强度要求 很高 ，采用斜层浇筑 ，缩小 了铺 筑层层 面面积 ，缩短 了层 问间隔 时间，在质量控制 上有重要 的意义 ，层 间问隔时间若太长 ，即使采用 严格的层面处理措施 ，也难达到直接铺筑时的抗剪 断强度指标。 采用斜层浇筑 ，有 以下优点 ： ( 1 ) 采用斜层浇筑 ，缩短 了层间间隔时问，而不 必高掺量的高效缓凝剂 以延长混凝土初凝时间 ，降低 了混凝 土 的费用 。 ( 2 ) 采用 斜 层浇 筑 ，减 少 了层 面 处理 的工序 ， 减少拌和楼拌和混凝土压力 ，减 少层 面结合铺砂浆 难以保证 质量的压力 ，从而提高混凝 土的层间结合 力 。 ( 3 ) 斜层铺筑法的作业面积可以 比较小，覆盖时 间较短，对高温季节施工的温控混凝土 ，可以减少温 度倒灌、喷雾等措施也易于实施 。若遇降雨 ，由于斜 坡面的存在 ，也可以降低雨水对新浇碾压混凝土的侵 害。高温多雨季节，宜采用斜层施工方法进行混凝土 浇筑 ，利用斜层的面积相对较小、层间间隔时间段 、 暴露作业面积小等特点。 ( 4 ) 在有 多个仓 号 同时进 行混 凝土浇 筑时 ，拌 收稿 日期 ：2 0 1 l 一 0 3 1 1 作者简介 ：王玮( 1 9 8 0 一 ) ，男 ，武警水 电三支 队工程师。 W a t e rRe s o u r c e s a n d Hy d r o p o w e rEn g i n e e r i n g V o 1 4 2 No 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 和系统强度难 以采用平铺法 时，采用斜层施工 可有 效降低混凝土入仓 强度 ，拌和系统可 以得 到充 分利 用 。 总之，采用斜层浇筑法 ，可以兼 顾质量 、经济 、 效率等几个方面 ，可以在资源配备有限的情况下 ，做 到最大效率地连续施T ，提高了设备的利用率 ，充分 发挥 了碾 压混凝 土筑 坝 的优势 ，对 整个丁 程来 说 是非 常有利的。 3 斜层施工的基本原理与工艺流程 3 1 斜层施工的基本原理 假设碾 压混凝土浇 筑仓面 的长度 为 ， J ，宽度 为 B，由模板及人仓方式决定 的一仓连续升程 的最大高 度为 ，每层压实层厚度为 h ，则采用平层浇筑法一 次开仓所能控制的最大浇筑面积为 S：L J B =ERmT o h 式 中， J 为一次开仓平层浇筑块最大长度 ；E为碾压 混凝土施工综合效率系数 ；R m为本仓浇筑混凝 土拌 和系统的供料能力；T o为碾压混凝土拌和物的初凝 时间 。 现存改变浇筑层 的角度 ，把铺 筑层与水平 面的 夹角由 0 。 ( 水平 ) 改成 3 。 6 。 ，即以 1 ： 2 01 ： 1 0的 缓坡 ，进行斜层铺筑 ，使斜层长度 L ， ，以满足 层间塑性结合的要求 ，如冈 1所示 ，这种 斜层铺筑 方法 的主要特征是 ，碾压混凝 土的碾 压层 面与浇筑 块 的顶面和底面相交 ，此外 ，其操作工艺 和作业参 数与常规 的平层 浇筑法并无 区别。此种铺 筑方法能 做到从开仓端到收仓端连续施 丁，浇筑方量 为 V= LBH 图 1 斜层铺筑 法示意 3 2 斜层施工的工艺流程 斜层碾压施 工一般 的T艺 流程 和平层碾压施 工艺流程要求是一样 的，关键在于斜层 的 3个要点 “ 坡度 、厚度和坡脚处理” 的控制 。观音岩 有岸T 程 水利水电技术第4 2卷2 0 U 年第5期 王玮， 等观音岩水电站右岸碾压混凝士斜层施工工艺 斜层碾压施_T T艺 ，斜层 坡度为 1 ： 2 0， 1： 1 0， 碾 压层压实厚度 为 3 0 e m，碾压混 凝土摊铺 厚度 为 3 43 6 C 1T I 。斜 层 碾 压施 工 工 艺 流程 为 ： ( 1 ) 编制浇筑要领冈。浇筑要领 图详细描述施T 方案 ，在每仓混凝土开仓前 由施T单位工程技术人员 编制 ，并提交施丁现场主管监理进行审批 ，审批后再 传达给仓面指 挥长 、诱导 员、质检 员等现场施工人 员，并要求其熟悉浇筑要领 ，并按浇筑要领网的要求 组 织施 ： 厂 。 ( 2 ) 施T放样 。与水平层铺筑法相 比，斜层铺筑 法施工更加难以控制 。因此 ，浇筑前应按要领图在浇 筑块四周进行测量放样 ，使每一铺筑层的空间位置和 尺寸被一一确定下来 。 ( 3 ) 开仓段仓面清洗 、砂浆拌和、运输 、摊铺。 ( 4 ) 开仓段碾 压混 凝土施 工。碾压 混凝 土拌 和 后运输到仓面 ，按要领图规定 的尺寸及 图 2所 示的 程序进行开仓段的施丁 ，其要 旨在于减薄每个铺筑 层在斜层前进方 向上的厚度 ，并使上一层全部包住 下一层 ，渐次形成倾 斜面。罔 2中 。 、z 、m参数各 根据具体仓面确定 ，在要 领罔 中给出。沿斜层前进 方向每增加 z 长都要对 老混凝土 面( 水平缝 面) 进行 清洗并铺砂浆 ，碾压时注 意控制振 动碾 不能行驶到 老混凝 土面上 以避免压碎坡脚处 的骨料而影响该处 质量 图 2开仓段施工示意 ( 5 ) 碾压混凝 土斜层铺筑 。这 是斜层铺筑法 的 核心部分 ，也是工 程量最大的部分 ，基本方法与水 平层铺筑法相同。为 了防止坡脚处 的碾压混凝 土骨 料被压碎而形成质量 缺陷 ，施丁 中采取 了预铺水 平 垫层的方法 ，并控制振动碾不得行驶 到老混凝 土面 上去。水平垫层与斜层铺筑 的程序如 图 3所示 ，施 工按图中 的顺序进行 。首先清扫清洗部 位的老混凝土面( 水平缝 面) ，摊铺砂 浆 ，然后沿碾 压宽度方 向摊铺并 碾压混凝土 ，形成水平垫层 。水 平垫层超出坡脚前缘 3 05 0 c m部分 ，第一次 不予 碾压 ，而与下一层 的垫层一起碾 压 ，宽度 b由坡 比 及 值确定 ，在要领 图中给 出。第二 步进行 部位 的斜层铺筑如此往复 ，直至收仓段施工 开始 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 王玮， 等观音岩水电站右岸碾压混凝土斜层施工工艺 图 3 水平垫层及坡脚施工方法示意 ( 6 ) 收仓段碾压混凝土施工。收仓段施工相对开 仓段要简单一些 ，首先进行清扫 、冲洗 、摊铺砂浆 ， 然后采用图 4所示折线型施工 ，既要考虑减少设备运 行干扰 ，又要考虑每个折线层之间的塑性结合。浇筑 面积越来越小时 ，水平层和折线层交替铺筑就可满足 层间塑性结合的要求。 图 4 收仓段施工方法示意 ( 7 ) 在上述( 4 )( 6 ) 工序同时穿插进行 的有切 缝 ，模板和结构物周边的变态混凝土的施工及核子密 度仪检测等工序。 ( 8 ) 养毛、冲毛 、进行下一循环的斜层铺筑 。 4 斜层施工中应注意的问题 当然斜层碾压混凝土施工仍有许多不足之处 ，主 要有 ： ( 1 ) 与平层碾压 比较斜层碾压层面较 多，而且层 面面积之和要 比平层碾压大 ，若层面处理不好 ，结合 质量不保证 ，出现缺陷的几率要大一些 ，因此斜层碾 压铺筑更应加强层面质量的控制。 ( 2 ) 在斜层 向前 推进 的过 程 中，水 平施 工缝 面 及 已收仓面是 自卸 汽车集 中的运输通道 ，二次污 染 集 中，污染程度显得 很严 重 ，这就要求在铺砂浆 之 前 ，逐条用水进行彻底 清理 ，观音岩右岸碾压混凝 土施工由于人仓 口在下游 ，斜层碾 压开仓端也 是在 下游 ，这 样 自卸 汽 车对 已收仓 面 的破坏 就不 可 避 免 ，为了减少破坏 ，在 已收仓 面上垫钢板形成人 仓 路 ，并对破坏的部分进行加强处理 或对表 面破坏 的 部分进行清除 。 ( 3 ) 斜层铺筑法 与平 层铺 筑法相 比，振 动碾 在 塑性状态混凝土拌和物层面上作用时 ，其作用力 的 方向都是铅直 的，平层铺筑压 实厚度为 h ，则斜层 铺筑实 际的压实厚度 为 h c o s c ( 为斜层铺 筑法 中 昆 凝 土铺筑层面 与水平面 的夹角 ) ，那 么单位体积 混凝土所获得 的压实能量为 E c o s c ( E为平层铺筑法 中单位体积混凝 土所获得 的压实 能量 ) ，因此 ，采 用相 同的碾压层厚时 ，斜层铺 筑法 中单位体积混凝 土所获得 的压实能量将小于平层铺筑时获得的压实 能量 ，然而在实际施工 中斜层 碾压 和平层碾压采用 相 同的压实参数 ，这样压实度不满足要求 的几率将 大于平层碾压 ，为此 ，斜层碾压施工时要严格控制 好碾压层厚和碾压遍数。 ( 4 ) 斜层铺筑变态混凝土施工时 ，人工铺撒浆液 难保均匀 ，坡脚处浆液较 丰富 ，而坡顶处浆液较贫 乏 ，因此振捣时要求人工将坡脚富余的浆液转移到浆 液 贫乏处 。 5 结语 斜层铺筑最大的优点就是在资源配置有限的情况 下 ，可以浇筑大仓面 ，这样可大大缩短碾压混凝土层 间间隔时间，提高层间混凝 土的结合力，节约投资 ， 同时也便于雨季、高温天气的施工等 ，从经济性上分 析 ，斜层铺 筑工艺在最大程度上有效利用 了仓面设 备 ，优化了施工工序 ，节省了因工序衔接不合理而导 致 的成本 增加 。 参 考文献 ： 1 孙恭尧 ，王三一 ，冯树 荣 高碾压 混凝 土重力 坝 M 北京 ： 中国电力出版社 ，2 0 0 4 2 张镜剑 碾压混凝土 坝的历史 、现 状和趋势 J 华北水 利水 电学院学报 ，2 0 0 0( 3 ) 3 潘家铮 ，何璨 中国大坝 5 0年 M 北京 ：中国水利水电出版 社 ，2 0 0 0 4 王宏硕 ， 段亚辉 ，等 国 内外 碾压 混 凝土 筑坝 技术 的调查 研 究 ，国家八五科 技攻 关专 题报 告 R 武 汉水 利 电力大 学 ， 1 9 9 5 5 D L 5 1 0 8 -1 9 9 9 ，混凝土重力坝设计规范 S ( 责任编 辑于尧 尧) 更正声明 本刊 2 0 1 1年第 4 2卷第 3期“ 安徽省大型灌区渠 系现状与节水改造规划探讨” 一文 ，因疏忽漏注参考 文献 ：“ 雷声隆 ，高峰 灌 区渠道防渗工程规划研究 J 灌溉排水学报 ，2 0 0 3 ( 4 ) ” 。特此声明。 论 文作 者 水利水电技术第 4 2卷2 0 1 1年第 5期 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m