水電站漿砌石拱壩的施工控制技術(shù)

王志偉

摘 要：水電站壩體是組成水利樞紐工程的重要部分，動(dòng)工品質(zhì)的好壞對(duì)于電站之后運(yùn)行的情況有直接聯(lián)系。本文以某水電站漿砌石拱壩動(dòng)工為例，聯(lián)系實(shí)際動(dòng)工情況，從壩體進(jìn)行防滲、砌筑和動(dòng)工品質(zhì)把控三方面開始，采取對(duì)應(yīng)的動(dòng)工工藝與技術(shù)。通過實(shí)踐得出：工程運(yùn)行情況很好，動(dòng)工控制效果明顯。

關(guān)鍵詞：漿砌石拱壩 水電站 質(zhì)量控制 施工分析

中圖分類號(hào)：TV642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）07（a）-0061-03

某水電站主要工作是發(fā)電，同時(shí)發(fā)展旅游、養(yǎng)殖水產(chǎn)等的多種水利樞紐工程，對(duì)深入開發(fā)水能有著長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。漿砌水電站采用的是石拱壩方案，壩體一共高60m，水庫(kù)可蓄水總量為2000萬m3，安裝了3臺(tái)發(fā)電機(jī)，總?cè)萘?0MW，全年共發(fā)電1億kW/h。工程完成于2013年投入運(yùn)行。漿砌壩體時(shí)候，緊密聯(lián)合動(dòng)工地點(diǎn)真實(shí)情況，將石拱壩漿砌的動(dòng)工做工、動(dòng)工品質(zhì)把控等實(shí)行了改進(jìn)探索：（1）采取三角形漿砌、豎向漿砌的辦法來進(jìn)行砌筑工 作，將整個(gè)大壩分成幾條在同一時(shí)間開工的方案進(jìn)行；（2）壩體面向上游水面的地方使用鉛絲網(wǎng)澆灌上混凝土來預(yù)防滲漏；（3）操作ZIZ-100型鉆機(jī)進(jìn)行取芯，用以測(cè)量砌體密度是否達(dá)標(biāo)，還要定期進(jìn)行壓水檢驗(yàn)，得出砌體當(dāng)時(shí)的透水率，這樣對(duì)壩體動(dòng)工品質(zhì)將得到更好的把控。

1 砌筑壩體的具體方法

1.1 豎向、三角形砌筑辦法以及把整個(gè)壩面劃為不同條一起開工

砌筑大壩壩體是按照從下到上的順序?qū)嵤?，先是壩底一層一層逐層砌筑，一層就要砌?00～1000mm的高度，水平面劃成寬度不一樣縱向的3個(gè)工作條，分別是4m、6m和5m，先對(duì)上游進(jìn)行砌筑之后是下游，注意每層的各個(gè)不一樣寬的水平條做出適當(dāng)調(diào)整，保證每層存在的水平錯(cuò)縫的連接；根據(jù)其場(chǎng)地的真正情形，把全壩砌筑工作劃分成4個(gè)，具體情形如圖1所示。

因?yàn)槠鲋膲误w越來越高，而壩體寬度、厚度將變得越來越小。不能滿足4個(gè)砌筑作業(yè)和3個(gè)作業(yè)條帶一同動(dòng)工時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，改成一到兩個(gè)作業(yè)帶和兩個(gè)砌筑作業(yè)組動(dòng)工；各小組間的作業(yè)相向，保證相鄰層間封拱處相隔4m，完成各層間出現(xiàn)的橫向錯(cuò)縫。

（1）面石砌筑。

開始動(dòng)工最初，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鉆孔取芯察覺，面石砌筑工作期間塊石大面朝下平砌時(shí)，大于85%的砌縫出現(xiàn)吃漿不足的情況，此后改成豎直的砌筑法來砌筑面石，即將塊石豎立起來放置，不要把大面朝下放置，使各個(gè)塊石中間能交錯(cuò)密切，降低砌石中間縫隙距離。

砌筑運(yùn)用的面石是M12.5水泥砂漿制造出來的，需要將其留下尾部外其他面都實(shí)行鑿平。砌筑工作前，先進(jìn)行面石清洗，選用高壓水槍，還要根據(jù)計(jì)劃在層面1.2m高的防護(hù)架上量出注示出邊線點(diǎn)，來保證上下游邊線避免發(fā)生偏差；接著鋪設(shè)砂漿厚度為60～80mm在基礎(chǔ)面上。運(yùn)用“豎砌法”來動(dòng)工，還要把控各個(gè)砌縫不大于18mm寬；上述完成后要給砌縫里面全部灌滿水泥砂漿并且需要運(yùn)用鋼釬插搗密實(shí)沒有空隙。面石砌筑完工以后，為了防止以后投入運(yùn)行后出現(xiàn)有空隙滲水的狀況，還要運(yùn)用高標(biāo)號(hào)的水泥砂漿把整個(gè)面石砌縫進(jìn)行勾縫解決。

（2）砌筑壩體中部。

中部砌筑方式是利用4組同方向同時(shí)間砌筑方法，這樣既可以加強(qiáng)工作效率，防止交叉干擾，對(duì)基礎(chǔ)面保持清潔也有好處，進(jìn)一步改善了針對(duì)局部砌筑的作業(yè)品質(zhì)。

中部砌筑所用石料是C15型號(hào)的細(xì)石混凝土做出來的。砌筑開始前，先將中部砌筑石料基礎(chǔ)面實(shí)施鑿毛并且清洗，使毛面率保證大于90%；接著運(yùn)用“三角砌法”展開作業(yè)，鋪設(shè)90mm砂漿層于基礎(chǔ)面上后，需將料石鋪設(shè)3到4塊，把中間留成三角形縫邊長(zhǎng)設(shè)置成70～90mm的，再往縫里面加入混凝土振搗不留空隙。一層的砌筑厚度是1000～1200mm，每一層都是400ram厚的一層混凝土、400ram厚的一層料石相加為一層，砌筑外形為臺(tái)階式樣子，下層在前上層在后，最后層間料石空隙達(dá)到?jīng)]有“點(diǎn)、線、面”之后的標(biāo)準(zhǔn)。

完成砌筑待砌體開始凝結(jié)后，需要覆蓋草袋持續(xù)21d澆水養(yǎng)護(hù)，期間要保證砌體外表一直濕潤(rùn)，防止生成空隙。

1.2 壩體的上游面向水面的鉛絲網(wǎng)覆蓋混凝土預(yù)防滲漏

據(jù)國(guó)內(nèi)此類工程動(dòng)工經(jīng)驗(yàn)得知，水電站石拱壩漿砌沒有設(shè)置預(yù)防滲漏墻體，防滲的主要物體就是砌筑材料、施工手藝及品質(zhì)的把控來保障的。上下游壩面都會(huì)用砂漿砌成的石塊鋪設(shè)500mm厚，同時(shí)進(jìn)行的還有砌筑工作上升時(shí)，需要在上游壩面掛鉛絲網(wǎng)噴涂C20混凝土層厚度為600～800mm保護(hù)大壩外表，壩體砌筑運(yùn)用的是C15細(xì)石混凝土實(shí)行的，壩體橫截面結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

大壩上游運(yùn)用的鉛絲網(wǎng)C20混凝土有兩個(gè)作用：一是對(duì)大壩面向水面的一面的保護(hù)；二是預(yù)防滲漏產(chǎn)生。首先要在上游砌體里面預(yù)置短鋼管在沒有混對(duì)凝土實(shí)行噴層之前，后面壩體動(dòng)工每往上6m，就要運(yùn)用之前設(shè)置的短鋼管建設(shè)作業(yè)平臺(tái)進(jìn)行施工。

2 砌筑工作中品質(zhì)的把控辦法

為了保證壩體防滲的品質(zhì)，在動(dòng)工期間既要用心控制砌筑原料，還要計(jì)劃科學(xué)管用的動(dòng)工技藝，并經(jīng)過科學(xué)的檢驗(yàn)方法來確保動(dòng)工質(zhì)量把控。

2.1 砌體密度檢測(cè)

對(duì)于砌體密度檢測(cè)用的是老辦法試坑灌水法，假設(shè)砌體凝固前檢測(cè)得出的數(shù)據(jù)誤差很大、準(zhǔn)確性低，而在砌體凝實(shí)以后將會(huì)加大檢測(cè)難度和成本，對(duì)之后的工作還會(huì)產(chǎn)生影響。而本次使用的ZIZ-100型鉆機(jī)能夠在巖芯里面取樣來檢驗(yàn)砌體密度。并且經(jīng)過證明，運(yùn)用此方法既可以提高測(cè)試砌體密度成效與準(zhǔn)確度，還可以盡可能防止測(cè)試工作不會(huì)造成延誤動(dòng)工，對(duì)動(dòng)工速率有很好的幫助。

砌筑壩體整個(gè)期間一共將巖芯鉆取32組，其中29組與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一致，合格率達(dá)到95%，其中砌體密度測(cè)值最低為2.289/m3，最高是2.689/m3，測(cè)量數(shù)平均值是2.519/m3，滿足計(jì)劃的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 把控透水率

為了當(dāng)時(shí)就能對(duì)砌體透水率檢測(cè)到以及能夠及時(shí)處理，避免造成混凝土發(fā)生干縮而產(chǎn)生滲水，大壩開工每往上修4m實(shí)行一回壓水試驗(yàn)，其壓力為0.3MPa，5m深的實(shí)驗(yàn)孔，鉆孔間隔都是6m。一旦測(cè)試到動(dòng)工質(zhì)量較薄的地方要加設(shè)試驗(yàn)孔再檢查，并及時(shí)修復(fù)檢測(cè)出的孔隙，可以運(yùn)用灌漿封堵和重新修砌的方式解決。因?yàn)橐獙?duì)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)工期間質(zhì)量把控，需要進(jìn)行頻繁的、強(qiáng)度較大的檢查，修建完整個(gè)大壩后進(jìn)行壓水試驗(yàn)260多次，檢測(cè)得出的合格率達(dá)到100%，而最大透水率為2.5Lu，平均值是0.6Lu符合設(shè)計(jì)，測(cè)試全長(zhǎng)有1100m。

3 對(duì)漿砌石原材料實(shí)施質(zhì)量監(jiān)督

要嚴(yán)格控制砌石的原料，選擇沒有風(fēng)化剝落層和產(chǎn)生裂紋的，還要對(duì)石材外面進(jìn)行仔細(xì)嚴(yán)格的清理管理，保證沒有雜質(zhì)，最外面選擇色彩有光澤，動(dòng)工活動(dòng)嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

社會(huì)發(fā)展不斷前進(jìn)，人們的生活質(zhì)量也越來越高，所以，在材料上面也有新的需求，需要將砌石所用到的水泥等材料應(yīng)根據(jù)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)來選擇，用于砌體工程的水也要選擇河道的自然來水，確保滿足相關(guān)的要求，拌和砂漿所用水質(zhì)量才能達(dá)到水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。

膠凝材料需要根據(jù)監(jiān)理工程師的要求按時(shí)檢查砂漿的配合比，定期檢查砂漿的均勻性、抗壓強(qiáng)度是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)于砌體承重能力也要滿足相應(yīng)的要求，并且空隙率還要繼續(xù)不斷地更新檢查，在對(duì)應(yīng)的地方建立試坑。砌體在高于壩高1/3以上的，需要監(jiān)理工程師與動(dòng)工單位一起商議試坑數(shù)量，測(cè)得的空隙率和其他一定要符合動(dòng)工圖紙定下的標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

某水電站樞紐工程壩體漿砌完工運(yùn)行多年以來，頻繁檢測(cè)壩體下游面，沒有發(fā)生大壩砌石明顯滲漏狀況，達(dá)到了大壩可以以自身做到良好防滲現(xiàn)象，而上游面向水面運(yùn)用鉛絲網(wǎng)混凝土噴涂防滲效果良好。

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