大渡河沙坪水電站攔河閘壩堆石混凝土施工應(yīng)用技術(shù)研究

李祚全　許　航

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司　長(zhǎng)沙市　410004）?。ê鲜∷麖d　長(zhǎng)沙市　410007）

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大渡河沙坪水電站攔河閘壩堆石混凝土施工應(yīng)用技術(shù)研究

李祚全許航

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司長(zhǎng)沙市410004）（湖南省水利廳長(zhǎng)沙市410007）

【摘要】大渡河沙坪二級(jí)水電站攔河閘壩采用堆石混凝土，能大幅提高大倉(cāng)面素混凝土的施工效率，縮短工期；同時(shí)，堆石混凝土使用了大量的塊石作為原材料，且施工工藝簡(jiǎn)單，降低了綜合成本。文章對(duì)堆石混凝土施工進(jìn)行了介紹。

【關(guān)鍵詞】沙坪二級(jí)水電站堆石混凝土施工

1　工程概述

沙坪二級(jí)水電站位于大渡河和其支流官料河交匯口上游230m處的大渡河干流上，是大渡河干流22級(jí)水電梯級(jí)開(kāi)發(fā)中第20個(gè)梯級(jí)電站的第二級(jí)，上游為沙坪一級(jí)水電站，下游為已建的龔嘴水電站。電站正常蓄水位554.00m，正常蓄水位以下庫(kù)容2 084 萬(wàn)m3，裝機(jī)容量348MW（6×58MW）。工程采用河床式開(kāi)發(fā)，樞紐建筑物主要由右岸擋水壩段、泄洪閘壩段、魚(yú)道和河床式發(fā)電廠房等組成，最大壩高63.00m。

沙坪二級(jí)水電站攔河閘壩基礎(chǔ)為堆石混凝土，起止高程為EL.494～EL.524，最大澆筑高度30m。分3區(qū)澆筑，上下游長(zhǎng)度49m，左右方向104.5m，單倉(cāng)最大尺寸為49m×39m?？傆?jì)需要澆筑堆石混凝土11.34萬(wàn)m3，其中堆石11.34萬(wàn)m3，自密實(shí)混凝土5.1萬(wàn)m3。堆石混凝土施工主要工程量詳見(jiàn)表1。

2　混凝土分層分塊及施工程序

根據(jù)設(shè)計(jì)圖按結(jié)構(gòu)縫分3塊澆筑，不另設(shè)施工縫，最大倉(cāng)號(hào)為39m×49m。結(jié)構(gòu)縫設(shè)一道豎向銅片止水和橡膠止水，右岸擋水壩與基巖基礎(chǔ)亦設(shè)一道銅片止水和橡膠止水。

表1　主要工程量表

根據(jù)招標(biāo)文件及堆石混凝土技術(shù)要求，堆石混凝土澆筑層厚采用（1.5～2.0）m一層，本工程標(biāo)準(zhǔn)層厚取2.0m。

施工程序：一期基坑開(kāi)挖完成并驗(yàn)收合格后即可開(kāi)始進(jìn)行本工程堆石混凝土施工。堆石混凝土施工先從一期基坑開(kāi)挖最低處開(kāi)始，依次往上澆筑混凝土設(shè)計(jì)頂面線(xiàn)。最先澆筑塊為②區(qū)，同一層中按照立模、堆石、澆筑、等強(qiáng)、回填的順序進(jìn)行施工。

3　堆石施工

3.1堆石篩分

由于在選料過(guò)程中混入了部分粒徑小于30 cm的石料，為確保堆石粒徑大于30 cm的要求，在下游備料場(chǎng)內(nèi)設(shè)置3個(gè)鋼篩，用挖機(jī)喂料，直接裝車(chē)。

3.2堆石沖洗

根據(jù)取料的道路布置，在明渠出口左側(cè)的坡道上設(shè)置一個(gè)沖洗平臺(tái)，用于1#備料場(chǎng)石料沖洗。布置3根Φ80花管，水壓大于0.2mPa，自卸汽車(chē)裝滿(mǎn)堆石后，從花管下經(jīng)過(guò)，沖洗干凈后運(yùn)輸至倉(cāng)面。沖洗廢水設(shè)置小型沉淀池后，排至大渡河。

在進(jìn)火燒營(yíng)渣場(chǎng)道路路口，斜坡道路上設(shè)置一個(gè)沖洗平臺(tái)，用于2#備料場(chǎng)石料沖洗。

3.3堆石碼放

（1）堆石入倉(cāng)采用“倒退法”，由里向外布倉(cāng)。并配備裝載機(jī)和挖掘機(jī)進(jìn)行平倉(cāng)。

（2）對(duì)于粒徑超過(guò)800mm的大塊石，宜放置在倉(cāng)面中部，以免影響堆石混凝土表層質(zhì)量。

（3）在靠近模板、止水帶等細(xì)部1m左右的區(qū)域，需要使用人工輔助堆石，以避免機(jī)械堆石對(duì)模板和止水帶的沖擊。

（4）在巖石建基面進(jìn)行堆石入倉(cāng)前，須澆筑一層（3～8）cm厚的自密實(shí)混凝土，并在自密實(shí)混凝土初凝前將堆石埋入混凝土中，從而確保堆石混凝土與基礎(chǔ)結(jié)合良好。

（5）在堆石入倉(cāng)前應(yīng)對(duì)底層堆石混凝土倉(cāng)面按照常態(tài)混凝土的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鑿毛和清洗，對(duì)于松動(dòng)的堆石應(yīng)予以清除，以確保層間的抗?jié)B性能。

（6）在堆石過(guò)程中，堆石體外露面所含有的粒徑小于200mm的石塊數(shù)量不得超過(guò)10塊/m2。

4　自密實(shí)混凝施工

4.1專(zhuān)用自密實(shí)混凝土性能要求

專(zhuān)用自密實(shí)混凝土材料的性能指標(biāo)應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：

（1）專(zhuān)用自密實(shí)混凝土的工作性能可采用坍落度試驗(yàn)、坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)、V形漏斗試驗(yàn)和自密實(shí)性能穩(wěn)定性試驗(yàn)檢測(cè)，其指標(biāo)應(yīng)符合表2的要求。

表2　專(zhuān)用自密實(shí)混凝土性能指標(biāo)

（2）專(zhuān)用自密實(shí)混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)與堆石混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)相同。

（3）專(zhuān)用自密實(shí)混凝土的彈性模量、長(zhǎng)期性能和耐久性等其它性能，應(yīng)符合設(shè)計(jì)或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4.2專(zhuān)用自密實(shí)混凝土生產(chǎn)

（1）專(zhuān)用自密實(shí)混凝土應(yīng)采用2×3強(qiáng)制式拌和樓生產(chǎn)，與生產(chǎn)常態(tài)混凝土相比應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間。

（2）生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)測(cè)定骨料的含水率，每一個(gè)工作班應(yīng)不少于2次。當(dāng)含水率有顯著變化時(shí)，應(yīng)增加測(cè)定次數(shù)，并依據(jù)檢測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整用水量及骨料用量，不得隨意改變配合比。

（3）專(zhuān)用自密實(shí)混凝土配合比使用過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)原材料的變化或?qū)Ｓ米悦軐?shí)混凝土質(zhì)量動(dòng)態(tài)信息及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

4.3專(zhuān)用自密實(shí)混凝土運(yùn)輸

（1）專(zhuān)用自密實(shí)混凝土運(yùn)輸使用8m3混凝土攪拌車(chē)，運(yùn)輸速度應(yīng)保證堆石混凝土施工的連續(xù)性。

（2）運(yùn)輸車(chē)在接料前應(yīng)將車(chē)內(nèi)的殘留其它品種的專(zhuān)用自密實(shí)混凝土清洗干凈，并將車(chē)內(nèi)積水排盡，運(yùn)輸過(guò)程中嚴(yán)禁向車(chē)內(nèi)的專(zhuān)用自密實(shí)混凝土加水。

（3）專(zhuān)用自密實(shí)混凝土的運(yùn)輸時(shí)間應(yīng)保證在60min內(nèi)卸料完畢。專(zhuān)用自密實(shí)混凝土的初凝時(shí)間應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸時(shí)間和現(xiàn)場(chǎng)情況加以控制，如需延長(zhǎng)運(yùn)送時(shí)間，應(yīng)采用相應(yīng)技術(shù)措施，并應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證。

（4）卸料前攪拌運(yùn)輸車(chē)應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)1min以上方可卸料。

（5）在專(zhuān)用自密實(shí)混凝土卸料前，如需對(duì)專(zhuān)用自密實(shí)混凝土擴(kuò)展度進(jìn)行調(diào)整時(shí)，加入專(zhuān)用外加劑后專(zhuān)用自密實(shí)混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)3min，使專(zhuān)用自密實(shí)混凝土均勻一致，經(jīng)檢測(cè)合格后方可卸料。調(diào)整后，如仍不能滿(mǎn)足性能要求，應(yīng)按照現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師指定位置處理。外加劑的種類(lèi)、摻量應(yīng)事先試驗(yàn)確定。

4.4專(zhuān)用自密實(shí)混凝土澆筑

專(zhuān)用自密實(shí)混凝土主要采用47m臂長(zhǎng)天泵進(jìn)行入倉(cāng)澆筑，部分位置輔以攪拌車(chē)直接入倉(cāng)和挖機(jī)配合攪拌車(chē)入倉(cāng)的澆筑。

（1）中雨以上的雨天不得新開(kāi)堆石混凝土澆筑倉(cāng)面，有抹面要求的堆石混凝土不得在雨天開(kāi)工。

（2）澆筑時(shí)的最大自由落下高度宜在5m以下。

（3）專(zhuān)用自密實(shí)混凝土澆筑點(diǎn)應(yīng)均勻布置，澆筑點(diǎn)間距不宜超過(guò)3m。在澆筑過(guò)程中應(yīng)遵循單向逐點(diǎn)澆筑的原則，每個(gè)澆筑點(diǎn)澆滿(mǎn)后方可移動(dòng)至下一澆筑點(diǎn)澆筑，澆筑點(diǎn)不應(yīng)重復(fù)使用。

（4）澆筑時(shí)要防止模板、定位裝置等的移動(dòng)和變形。

（5）當(dāng)分層連續(xù)澆筑混凝土?xí)r，為使上、下層混凝土一體化，應(yīng)在下一層混凝土初凝前將上一層混凝土澆筑完畢。

本工程部分倉(cāng)面混凝土澆筑具備良好的車(chē)輛直接入倉(cāng)條件，因此可以在已堆好堆石的表面鋪設(shè)柵欄，混凝土罐車(chē)從柵欄上開(kāi)過(guò)直接進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)放料澆筑，作為泵送混凝土的輔助入倉(cāng)方式，加快澆筑速度。

單塊柵欄的設(shè)計(jì)尺寸為3m×2m（長(zhǎng)×寬），采用4根I20的工字鋼做為主梁，Φ20@10的圓鋼作為柵欄路面，倉(cāng)面較大時(shí)可采用多塊柵欄拼湊，計(jì)劃加工鋼柵欄20塊。

4.5澆筑層面的處理

（1）堆石混凝土收倉(cāng)時(shí)，除達(dá)到結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)頂面以外，專(zhuān)用自密實(shí)混凝土澆筑宜以大量塊石高出澆筑面（50～150）mm為限，以加強(qiáng)層面結(jié)合。

（2）在完成澆注后若表面的塊石較少，可利用石料篩選剩余的小塊石拋入倉(cāng)面進(jìn)行平倉(cāng)工序。

（3）堆石混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到2.5mPa以前，不得進(jìn)行下一倉(cāng)面的準(zhǔn)備工作。

（4）施工水平縫采用沖毛機(jī)沖毛處理。

4.6堆石混凝土拆模與養(yǎng)護(hù)

（1）在堆石體與模板之間應(yīng)保留大于10cm的空隙作為保護(hù)層?；炷翉?qiáng)度達(dá)到5MPa以上方可拆模。

（2）澆筑完成的堆石混凝土，在養(yǎng)護(hù)前宜避免太陽(yáng)曝曬。

（3）應(yīng)在澆筑完畢（6～18）h內(nèi)開(kāi)始灑水養(yǎng)護(hù)。

（4）混凝土應(yīng)連續(xù)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期內(nèi)始終使混凝土表面保持濕潤(rùn)。

（5）混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間，不宜少于28 d，有特殊要求的部位宜適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

5　強(qiáng)度分析

（1）堆①區(qū)和③區(qū)。堆①區(qū)共分13層，層厚2m；堆③區(qū)共分15層，層厚2m；根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算考慮干擾，完成一倉(cāng)堆石需要安排工期2 d，完成一倉(cāng)自密實(shí)混凝土澆筑需要安排工期1.5 d，等強(qiáng)1 d，立模安排與堆石同時(shí)進(jìn)行，上下游側(cè)回填與堆石、澆筑同時(shí)進(jìn)行，完成一層施工需要4.5 d。由于①區(qū)和③區(qū)布置有坡面固結(jié)灌漿，按有蓋重考慮，按照澆筑3層進(jìn)行一次固結(jié)灌漿，進(jìn)行一次固結(jié)灌漿安排時(shí)間4 d。按上述順序進(jìn)行安排，同時(shí)考慮澆筑能力，①區(qū)需要81 d，③區(qū)需要80 d。

（2）堆②區(qū)。堆②區(qū)共分15層，層厚2m，根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算考慮干擾，完成一倉(cāng)堆石需要安排工期2 d，完成一倉(cāng)自密實(shí)混凝土澆筑需要安排工期2 d，立模安排與堆石同時(shí)進(jìn)行，等強(qiáng)1 d，完成一層堆石混凝土需要5 d。固結(jié)灌漿按有蓋重考慮，安排固結(jié)灌漿7 d，則完成堆②區(qū)的堆石混凝土施工共需84 d。

根據(jù)上述安排，經(jīng)進(jìn)度軟件分析，堆石強(qiáng)度為3 000m3/d，自密實(shí)混凝土為1 500m3/d。

6　結(jié)　論

堆石混凝土的施工相比傳統(tǒng)的常態(tài)混凝土施工能大幅提高大倉(cāng)面素混凝土的施工效率，縮短工期；同時(shí)，堆石混凝土使用了大量的塊石作為原材料，施工工藝簡(jiǎn)單，降低了綜合成本，值得推廣應(yīng)用。

作者簡(jiǎn)介：李祚全（1978-），男，大學(xué)本科，工程師，從事水利工程技術(shù)管理工作，手機(jī)：13874873827；許航（1981-），男，碩士研究生，高級(jí)工程師，從事水利工程及水利信息化技術(shù)管理工作，手機(jī)：13875938382。

收稿日期：（2016-02-10）