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在常規(guī)水利水電工程施工中,常見有兩種技術(shù)方式:混凝土施工技術(shù),其存在工藝復(fù)雜度高的問題;土石壩施工技術(shù),雖然施工便捷性好,但強(qiáng)度無法得到保障,難以與水利水電工程發(fā)展需求相適應(yīng)。在此背景下,行業(yè)內(nèi)逐步衍生出碾壓混凝土大壩施工技術(shù),在精簡(jiǎn)施工流程的同時(shí)還有效保障了整體質(zhì)量,是適應(yīng)于現(xiàn)代化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。
1.工程概況
某水電站項(xiàng)目工程中,大壩采用雙曲碾壓砼拱壩形式,各層拱圈存在差異,實(shí)行變厚度設(shè)計(jì)方式,總體呈對(duì)數(shù)螺旋線型。于壩后方施工1.5m厚混凝土防沖護(hù)坦,并在兩岸適配混凝土護(hù)坡結(jié)構(gòu)。護(hù)坦下方第二道壩采用碾壓混凝土重力壩,所需砼總用量達(dá)23.304×104m3。
2.碾壓砼施工方案
2.1分層、分塊
(1)單層攤鋪厚度控制為30cm,單個(gè)工作日澆筑2~3層,遵循薄層且持續(xù)向上澆筑原則。(2)確定基礎(chǔ)混凝土約束范圍,具體滿足0.4L=7.2m(L為距離基礎(chǔ)面高度)要求,由于強(qiáng)約束區(qū)為0.2L=3.6m,可以得知641.2~644.0m高程范圍內(nèi)的混凝土均在強(qiáng)約束區(qū)內(nèi)。為滿足壩基固結(jié)灌漿需求,將該段視為一個(gè)升程;此時(shí)644.0~664.0m對(duì)應(yīng)為第二個(gè)升程,在此部分高處設(shè)置廊道底板,為之安裝適量鋼筋;隨后,664.0~667.25m為第三升程,將此部分高處設(shè)置為頂拱安裝高程,為之適配預(yù)制頂拱;形成第四個(gè)升程,具體為667.25~709m,在此部分高處設(shè)置為第二個(gè)廊道底板;形成第五個(gè)升程,具體為709~712.25m,在此部分高處設(shè)置廊道頂拱;形成第六個(gè)升程,具體為712.25~724m;在上述基礎(chǔ)上,后形成第七、八個(gè)升程,具體為724~753.9m,分別對(duì)應(yīng)有左非壩段與右非壩段。施工中,控制混凝土間歇時(shí)間,需保持在3~5d內(nèi)。(3)壩體縱向不允許分塊,于誘導(dǎo)縫與橫縫處通過預(yù)埋的方式置入適量灌漿管與預(yù)制塊結(jié)構(gòu)。
2.2碾壓砼入倉(cāng)方案
(1)高程680.00m下方區(qū)域:適配20t汽車并就位于攪拌樓,達(dá)到實(shí)時(shí)接料效果,沿既定入倉(cāng)道將砼運(yùn)輸倉(cāng)位。以棄碴為原材料對(duì)道路加以回填處理,伴隨砼上升而隨之抬高。以倉(cāng)口所在區(qū)域?yàn)闇?zhǔn),在其周邊60m以外設(shè)置洗車臺(tái),安排兩名員工做好車輛的清洗工作。關(guān)于汽車臺(tái)與倉(cāng)口之間的路段,需使用清潔碎石加以填筑施工,可提升車輛巖土脫水率。(2)高程680.00~724.00m區(qū)間:選定左岸754.00m處,借助負(fù)壓溜槽(實(shí)際落差達(dá)74m)順利將砼轉(zhuǎn)入倉(cāng)內(nèi),安排5~10t自卸車接料。(3)高程724.00m上方區(qū)域的碾壓砼入倉(cāng)方案。針對(duì)此部分區(qū)域,將其劃分為左右壩段,各自采取針對(duì)性處理方式。左壩段通過負(fù)壓槽順利入倉(cāng),并適配適量5~10t自卸車滿足接料需求,在此過程中兼并展開溢流表孔施工作業(yè),在此基礎(chǔ)上再對(duì)左岸墩與左堰體加以施工。值得注意的是,右壩段需設(shè)置皮帶機(jī),經(jīng)由左拱壩頂以及溢洪道段后順利進(jìn)入右壩區(qū)域,在此基礎(chǔ)上再借助負(fù)壓溜管將砼轉(zhuǎn)移壩面。
2.3上下游面、壩肩接觸面態(tài)防滲砼
需要在左壩肩處增設(shè)制漿站,為之適配2寸PVC管順利將泥漿輸送壩面。
3.碾壓砼施工工序
水利水電工程中,碾壓砼施工工序:施工準(zhǔn)備→倉(cāng)面驗(yàn)收→配料及拌制→運(yùn)輸入倉(cāng)→卸料及攤鋪→切縫灌砂→碾壓→壓實(shí)度檢測(cè)→是否上升(上升則返回配料及拌制步驟)→間歇期→層縫面處理。
3.1原材料與配比
關(guān)于原材料的選取,砂石骨料源自于自壩石料場(chǎng),經(jīng)由加工篩分后獲得。凝膠材料類型豐富,除了普通硅酸鹽水泥外,還需使用適量粉煤灰,向其中摻入高效緩凝減水劑提升整體質(zhì)量。所有原材料都要滿足工程標(biāo)準(zhǔn),砼配比試驗(yàn)*,確定工程工藝參數(shù)后嚴(yán)格遵循該標(biāo)準(zhǔn)展開正式施工作業(yè)。
3.2倉(cāng)面準(zhǔn)備
全面保障作業(yè)點(diǎn)各項(xiàng)設(shè)施完善性,涉及到風(fēng)、水、電、路四大部分,同時(shí)配置好工程所需設(shè)備與材料,安排好施工人員。在每倉(cāng)碾壓砼澆筑之前,需要?jiǎng)?chuàng)建澆筑要領(lǐng)圖,將各區(qū)域的澆筑信息在圖中標(biāo)注好,覆蓋工程人員配置、止水、模板等多個(gè)層面,并交代各環(huán)節(jié)注意事項(xiàng)。做好倉(cāng)面準(zhǔn)備工作,即穩(wěn)固支立模板、設(shè)置適量預(yù)埋件等。
3.3砼拌和
為本工程適配DW200型拌合站,實(shí)行的是基于電腦程序調(diào)度的自動(dòng)化方式,理論拌和能力達(dá)到200m3/h,但受礙于現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)因素的制約,實(shí)際約為110m3/h。碾壓試驗(yàn)*,此舉是確定可行投料順序的關(guān)鍵,可為工程施工提供指導(dǎo)。
3.4砼運(yùn)輸入倉(cāng)
基于自卸車入倉(cāng),在此之前必須將車輛置于沖洗臺(tái)上,借助風(fēng)水槍方位清潔輪胎,經(jīng)由60m脫水路段后方可入倉(cāng),此舉主要目的在于防止輪胎攜帶污染物。當(dāng)倉(cāng)內(nèi)其它區(qū)域碾壓完成后,需在倉(cāng)口處預(yù)留適量簸箕區(qū)域,此部分暫時(shí)不采取鋪料措施,將所需砼料置于倉(cāng)口處以便后續(xù)使用,通過封口模板(長(zhǎng)4.5m,寬0.3m)隨即封堵倉(cāng)口,綜合平倉(cāng)機(jī)與人工作業(yè)的方式迅速完成堆積砼料的攤鋪?zhàn)鳂I(yè),此后做好碾壓工作。關(guān)于入倉(cāng)口的結(jié)構(gòu),具體如圖1所示。
3.5卸料攤鋪
以退鋪法為基準(zhǔn)實(shí)行多點(diǎn)卸料操作,以人工作業(yè)方式將砼料均勻鋪灑在尚未完成碾壓的面層結(jié)構(gòu)上?;贒31P型濕地推土機(jī)展開攤鋪?zhàn)鳂I(yè),施工方向與壩軸線保持平行狀態(tài),各條澆筑帶寬度10~15m,單層厚度以34cm為宜,經(jīng)由壓實(shí)作業(yè)后達(dá)30cm?;谒疁?zhǔn)儀設(shè)備分析各面層的傾斜狀況以及經(jīng)由平倉(cāng)處理后的實(shí)際厚度,要求面層不可出現(xiàn)向下游傾斜問題。
3.6碾壓
基于BW202AD型振動(dòng)碾展開施工作業(yè),行進(jìn)速度≤1.0~1.5km/h,綜合分析各項(xiàng)工程情況,確定為1.0km/h。遵循搭接法碾壓工藝,條帶搭接區(qū)域?qū)挾?0cm,具體搭接長(zhǎng)度需建立在振動(dòng)碾軸距基礎(chǔ)之上[3]??紤]到廊道、岸坡等區(qū)域較為隱蔽,需為之適配小型施工設(shè)備,即BW75S振動(dòng)碾,經(jīng)試驗(yàn)后確定合適的碾壓遍數(shù),結(jié)束碾壓作業(yè)后設(shè)置10×10m網(wǎng)格布點(diǎn),分析壓實(shí)容重情況,在NDM40型核子密度儀的支持下展開,且單層測(cè)點(diǎn)數(shù)量少達(dá)3個(gè)。自砼拌制開始,直碾壓結(jié)束全程需控制在2h以內(nèi),還需控制各層間隔時(shí)間,不可超過砼初凝時(shí)間。
3.7橫縫、誘導(dǎo)縫
基于NPKLHPQ13切縫機(jī)設(shè)置適量橫縫與誘導(dǎo)縫,施工遵循“先切后碾”的方式,單層成縫面積必須達(dá)到設(shè)計(jì)縫面60%及其以上,完成后利用細(xì)沙填充切縫,隨后碾壓作業(yè)。
3.8層面與縫面處理
(1)碾壓砼層面。大程度避免砼骨料分離問題,面層上部盡可能不裸露大骨料,否則因碾壓作業(yè)后極容易出現(xiàn)薄弱面。若面層出現(xiàn)泌水問題,通過人工方式排除泌水,適當(dāng)下調(diào)VC值。結(jié)束碾壓作業(yè)后,若層面因工程設(shè)備受到損傷,需隨即采取整平與補(bǔ)碾措施。(2)碾壓砼間歇層。結(jié)束碾壓施工且達(dá)到終凝狀態(tài)后,基于GCHJ50型沖毛機(jī)沖毛,將殘留于砼表面的浮漿等雜質(zhì)清理干凈。在后續(xù)施工之前均要保持潔凈,可持續(xù)灑水以保持濕潤(rùn)。展開下層砼攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí),新攤鋪的砼強(qiáng)度應(yīng)比前一層提升一個(gè)強(qiáng)度等級(jí),攤鋪厚度2.0~3.0cm,達(dá)到此要求后隨即碾壓。
4.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,水利水電工程對(duì)施工質(zhì)量提出較高要求,相較于傳統(tǒng)方式而言,基于碾壓砼施工技術(shù)可有效保障工程整體質(zhì)量。當(dāng)然,工程人員要立足于實(shí)際情況,合理應(yīng)用該技術(shù),選定達(dá)標(biāo)的施工原材料,各環(huán)節(jié)施工嚴(yán)格遵循既定規(guī)范展開,由此提升碾壓砼大壩整體質(zhì)量。