大型水电站碾压混凝土施工

摘 要：碾压混凝土凭借其施工快、强度高、缩缝少、水泥用量少、造价低、减少施工环境污染等优点,在我国大中型水电站的建设中得到广泛的应用.本文通过总结向家坝水电站二期工程左岸导流缺口加高坝段碾压混凝土施工工艺的改进措施,对碾压混凝土坝在高强度、高升层条件下的快速施工工艺进行了探索.

关 键 词 ：碾压混凝土；快速施工；工艺改进

碾压混凝土在大型水利水电工程中已有了广泛的应用,并积累了诸多丰富经验,随着机械设备不断的改进和更新、施工工期缩短、地域及气候条件的差异性较大等因素的影响,其碾压混凝土的施工工艺及要求也随之有些变化,碾压混凝土如何在高升层快速施工中保证质量要求或达到更高的质量标准,这是我们在施工时遇到的也是急待解决的问题,由于施工进度和施工质量在很大程度上是个矛盾体,所以在解决这一问题时不能仅从单方面去处理,而要从两者的根源入手,换而言之就是要解决施工工艺问题,一套成熟的施工艺源自对施工经验和施工技术的有效结合,在向家坝水电站二期II标左非加高坝段施工时,通过不断的技术改进和施工经验总结,在碾压混凝土高升层、高强度的施工中取得了一套较为有效和完善的施工工艺.

1.工程概况

向家坝水电站二期工程左岸导流缺口坝段（左非①～左非⑥坝段）高程280.00m以上坝体混凝土加高部分,其施工采用碾压混凝土施工工艺,由于受蓄水、发电等节点工期和汛期防洪的影响,加高坝段的施工工期非常紧迫,在2012年6月份汛期到来之前,必须浇筑至高程325.00m,10月完成封顶准备蓄水.

左岸导流缺口加高部分坝体前缘宽115m,其中左非①～⑤坝段宽20.00m,左非⑥坝段宽15.00m,加高坝体高度104m,坝体加高部分基本断面为：上游起坡点高程295.00m,高程295.00m以下上游坡比1：0.2,高程295.00m以上上游面铅直；下游基本三角形顶点高程386.00m,下游坡比1：0.75,加高部分范围为0-19.50m～0+079.50m,最大坝宽99.00m；为和岸坡段下游坝面平顺相接,在左非⑥坝段,下游基本三角形顶点高程由386.00m渐变至380.00m,坡比不变.坝顶宽由于交通要求最宽设置为40.00m.部分坝顶宽度同冲沙孔坝段一样通过设置在坝顶下游与大坝整体浇筑的实体拱来实现.坝顶内在高程281.00m、287.00m、322.00m和350.00m分别设置有廊道.

左非加高坝段于2011年11月开始施工至2012年10月基本实现全坝段封顶,其中碾压混凝土于2012年9月份完成施工,左非①～⑥坝段完成混凝土方量49.6万m3,碾压混凝土47万m3,常态混凝土2.6万m3,月平均浇筑方量达到6.2万m3,其中单日最高强度1万m3.

2.施工难点分析

左非加高坝段存在坝体较高、结构变化频繁、异形结构多、施工工期短、施工强度高、入仓措施较多等因素,对碾压混凝土的质量形成了很大的影响.

2.1 需保证在快速安装模板时,能满足刚度和强度的要求,其中如何保证多套模板工艺之间有序衔接,是应对高升层时结构变化频繁的关键因素.

2.2 如何控制好高升层大体积混凝土温度,对碾压混凝土的质量影响很大.

2.3 在出现极端天气或机械故障时,最大化的减小对碾压混凝土施工的影响.

3.施工工艺改进

针对上述施工难点,对左非加高坝段施工工艺进行了多次改进,通过总结和分析将各工艺做了如下的梳理.

3.1 模板工艺.由于施工工期较紧采用高升层施工是唯一的解决办法,施工分层为▽281～▽287～▽300～▽320～▽332～▽340～▽350～▽360混凝土连续高升层上升关键的制约条件是模板安装和加固,为此改进了模板施工工艺并使用特制模板.

左非加高坝段施工主要采用翻转模板,该模板工况属于悬臂结构,主要通过水平方向预埋的4根锚筋固定,无需在仓内设置拉筋,模板受力条件好,不易变形走样,便于碾压混凝土机械化、快速施工作业,保证混凝土连续、不间歇.夏季碾压混凝土浇筑时对胚层覆盖时间要求较高,需提高碾压浇筑强度.

3.2 冷却水管施工工艺.由于高升层碾压混凝土水化热较高,若温控措施不当对混凝土质量影响较大.鉴于每层所铺设冷却水管较多、上引管部位过于集中、高升层混凝土内部升温过高等问题做出了如下的改进.

3.2.1 上引部位的冷却水管制作专用上引架子,以保证冷却水管间排距,避免出现引管集中现象.

3.2.2 改用硬塑管为上引冷却水管,防止上引管部位出现超冷现象,在施工时亦便于调整间排距.

3.2.3 针对温差效应与混凝土水化热冷却做出了相应的调整,在混凝土浇筑后1～7天通水25～30L,第4天温度最高,加强该时段的通水换向工作,7天以后开始降温,在15天以内温度降幅较小流量可调至20～25L,当温度在16～25已基本稳定,通水15～20L即可.

3.3 极端天气及机械故障施工措施.在浇筑▽332.6m～▽350m层时正处值高温多雨季节,浇筑期间多次出现小雨、大雨天气影响到正常的混凝土浇筑,由于是高升层施工时间过长,发生了多次机械、设备故障的现象,直接影响到混凝土的正常浇筑.针对这些状况采取了一些积极的防犯和补救措施.

3.3.1 雨季施工措施调整.据统计在施工期间单仓降雨次数多大6次、平均每28h一次,在此期间每班积极与气象中心联系,若预报有雨时及时准备和检查防雨资源,具体措施如下：①分区域分次序合理充足的按碾压条带布置防雨布、水泵、吸管等.②根据现场情况联系实验人员进行对出机口混凝土VC值进行调整.③突发情况应急机动人员不低于30人,并分组安排好负责人.④当雨停时先将防雨布上积水排除干净,再分条带拉开防雨布并对混凝土积水进行排除,若发生混凝土间歇时间超过8h但仍有重塑性时可对该部位进行接缝混凝土（砂浆或二级配混凝土）覆盖处理,对未碾压密实混凝土进行复碾直至合格.

3.3.2 高温天气浇筑措施.高温一般持续时间在10点～16点之间,相比雨天的浇筑高温天气的防护措施反应较为迅速,主要措施：①高温时段及时打开喷雾机或冲毛进行喷雾,使浇筑仓内形成雾气,减少布料、平仓、碾压时混凝土VC值损失.②提高浇筑强度或调整胚层厚度,以减少胚层覆盖时间,及时用保温被对混凝土面进行覆盖.③加强对混凝土VC值的检测,及时动态调整出机口混凝土的VC值.④当因高温造成碾压混凝土表面泛浆不足或混凝土可塑性降低时,先泼洒净浆再进行铺料碾压.

3.3.3 机械故障应急措施.由于施工周期较长,过程中碾压浇筑设备故障频发,对碾压混凝土的正常浇筑影响很大,据统计单仓浇筑机械故障高达5次之多,故障时间2～4小时,对常态和变态部位的影响最大,当确定故障检修时间较长时,及时采用通仓覆盖防雨布措施进行层面防护,并进行喷雾降温防止混凝土表面干硬,及时对接茬部位的混凝土进行复振,在恢复浇筑时对常态、变态区域的混凝土进行检查,若发现有初凝现象时,根据初凝面积和区域确定措施,优先对间歇时间较长部位覆盖浇筑.

4.结语

随着碾压混凝土在各领域不断的应用和发展,其施工工艺也将势必通过各专业之间的相互渗透,而得到更深层次的改进和创新.