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【摘 要】 混凝土面板堆石坝成为当今最富竞争力的坝型之一,除了安全、经济、适应性强和可就地取材的独特优势外,其设计和施工方法的日趋成熟,标准化程度越来越高也是一个重要原因。虽然每座坝的地形地质条件、筑坝材料特性有所差别,但在坝体体型、材料分区、填筑工序上大致都是相同的。对大坝施工单位来说,如何满足坝体填筑的设计压实指标,则主要体现在坝体施工技术上。文章论述了混凝土面板堆石坝面板施工技术。
【关键词】 混凝土面板堆石坝;面板施工;技术
面板堆石坝面板施工过程中容易受到多种因素的影响,对混凝土面板堆石坝面板施工工艺进行创新,通过经验总结和方法探索,解决当前面板堆石坝面板施工技术面临的问题意义重大。通过有效措施对面板堆石坝面板施工进行严格管理也是控制面板堆石坝面板施工质量的有效手段。
一、堆石坝填筑施工工艺
1、施工安排。一般混凝土面板堆石坝面板施工可以分为三期,根据实际情况合理规划施工时间和施工任务强度。施工前材料、机械、人员、勘测等筹备工作要完善,运输道路,施工场地等的布置也要包含其中。合理安排施工工序,做到有条不紊,方便质量控制。可以采取优化设备与人员组合,采用新设备和新工艺,提高施工效率,减少成本预算。
2、测量控制。基面处理验收合格后,按设计要求测量确定各填筑区的交界线,洒石灰线进行标识,垫层上游边线可用竹桩吊线控制,两岸岩坡上标写高程和桩号;其中垫层上游边线、垫层与过渡层交界线、过渡层与主堆石区交界线每层上升均应进行测量放样,主次交界线、下游边线可放宽到二至三层测量放样一次,施工放样以预加沉降量的坝体断面为准,考虑沉陷影响后的外形尺寸和高程,根据设计要求的坝顶高程。
3、钢筋制作与安装。面板钢筋采用现场制作现场焊接,钢筋安装顺序为:纵向架立筋、横向架立筋、纵向分布筋、横向分布筋、周边加强筋。采用自上而下的人工焊接。
4、铜止水与侧模安装。先将PVC棒和泡沫塑料充填到铜止水鼻梁中,用透明胶带纸固定。测量放样出面板垂直缝位置和面板顶面线,然后安装在PVC垫片上。安装侧模,侧模应紧贴在“W”型止水铜片鼻梁中,内侧面应平直且对准铜止水鼻梁中。
5、混凝土面板的分缝止水。混凝土面板为适应堆石体的变形、温度、应力变化以及施工等方面的要求,一般设置的永久伸缩缝有垂直缝、周边缝、底座伸缩缝;临时缝有水平施工缝。垂直缝从面板顶到底布置。垂直分缝在面板中部受压区的间距,大于两岸受拉区的分缝间距。同一块面板如果分期施工,在水平施工缝中一般不设止水,面板中的纵向钢筋应穿过施工缝而连成整体。
6、碾压。碾压作业开始时先将周边2m宽的岸坡接触带顺岸坡方向来回碾压到规定遍数后,再用振动碾平行坝轴线方向对周边以内的区域进行错距碾,错距碾的方式是先从起始位置来回碾压到规定遍数后,再固定向一侧进行来回错距。当有几台碾压机同时碾压一个单元时,应划分条带,碾压机的错距方向应该一至。填筑料碾压的实际错距宽度即为碾压面上的轮印宽度,质检人员可通过用卷尺测量轮印宽度来检查实际碾压遍数,若发现某个区域碾压轮印宽度大于上表中规定数值时,需立即进行补碾,直至合格为止。坝体的压实质量除要保证碾压遍数外,还要保证振动碾的激振力和行走速度达到规定要求。
7、滑模就位。滑模由模板主体、行走系统和浇筑、抹面平台三部分组成。滑模主体为箱式钢结构,自重约3.5t,宽度1.2m;行走系统为卷扬机配动滑轮系统作牵引力,每套滑模用2台8t卷扬机牵引,每台卷扬机在坝顶用预埋地锚固定,地锚抗拉应力为25t;浇筑、抹面平台采用65×65×7n肌角钢焊接。
滑模就位在坝顶采用8t汽车吊放滑模于坝顶侧模上,套上卷扬机牵引系统,利用控制卷扬机将滑模从浇筑面板两侧的侧模上向下慢慢溜放到预定位置。
每套滑模在滑升过程中,辅以两台10t手动葫芦固定在钢筋网上作为安全保险。滑模施工时应进行抗混凝土浮托试验,如果滑模自重小于混凝土浮托力应采取在滑模上增加废旧钢材,以加大滑模配重。
8、混凝土浇筑。混凝土用自卸汽车运输至坝面后卸入受料斗内,由受料斗顺坡面溜槽输送入仓,仓内人工摆动溜槽,按30~50cm分層布料,仓面中部采用φ100mm的振捣器振捣,靠近侧模和止水片的部位,采用φ70mm软管振捣器振捣。振捣由专人负责,在振捣时振捣器沿滑模前铅锤方向向下,以防止模板上浮,并不得触及滑模、钢筋、止水片,振捣间距不大于40cm,深度达到新浇混凝土层底部以下5cm。脱模后人工进行两次收面。
为了保证混凝土的浇筑质量和施工速度,受料斗及溜槽在卸料前要用砂浆进行润滑,以保证混凝土输送的顺畅。仓面混凝土坍落度控制在3~5cm,出机口坍落度按浇筑部位的不同分别控制在5~7cm和7~10cm,初凝时间为10~12h之间。
9、砼养护。混凝土保温覆盖:在滑模后部拖挂长10m左右的比面板略宽的帆布保温棚,以保护二次收面后的混凝土,防止水分散失并保护已浇混凝土不被雨水冲刷和烈日爆晒。混凝土初凝后及时覆盖塑料薄膜和黑心棉并及时并用长竹片将保温材料加固。
夏季面板养护水管采用塑料软管,上接坝顶主水管,下至面板养护部位,横跨在混凝土面上,戳成花管长期洒水养护。
二、安全管理
在施工过程中需要重视工程安全管理,编制合理的安全管理规范,对可能存在的危险因素和隐患进行分析和研究,采取有效预防或防护措施;对参与施工的人员进行施工前安全培训工作,培养施工人员的安全意识和遇到突发情况的紧急处理能力;对施工设备和安全防护措施进行施工前安全检查,符合标准后才可以使用,尤其是直接与施工人员接触的,如安全带、安全绳、安全栏杆等都需要保持安全工作状态;加大监督力度,对于违反安全操作规范的施工人员从重处罚,从根源上杜绝安全隐患的发生。
三、质量控制
所有施工工序、设备、材料、技术等均按照相关质量标准体系进行规范和要求,建立完善的水利工程混凝土面板堆石坝面板施工管理制度,落实到各个环节的质量控制中。在原材料质量控制方面,对产品的品牌、型号等需要严格控制,经由监理工程师检验和批准后才可投入使用;混凝土配比和搅拌等需要严格控制,保证混凝土的质量;施工过程中需要严格按照施工工序进行,对施工新工艺加强监督力度,以免发生意外。
在面板堆石坝面板施工过程中需要充分考虑多种因素对施工质量和直线工期的影响以及对资源的消耗,从减小施工难度,提高施工质量和效率出发,解决施工技术问题。目前,国内许多经验丰富的施工单位已经对混凝土面板堆石坝面板施工工艺进行了探索和创新,通过将这些方法总结和研究,能够为改善目前的面板堆石坝面板施工现状提供重要参考。同时,对面板堆石坝面板施工管理采取有效的控制措施能够提高面板堆石坝面板施工质量。
参考文献:
[1]胡超.面板堆石坝坝面作业动态仿真与资源优化研究[D].三峡大学,2012.
[2]杨星.基于ANSYS有限元法的混凝土面板堆石坝应力变形研究[D].甘肃农业大学,2012.
[3]解晓峰.300m级高混凝土面板堆石坝结构安全性评价分析[D].西北农林科技大学,2012.
[4]拉德曼(RadmanAli).溢流混凝土面板堆石坝结构设计研究[D].河海大学,2002.
[5]蔡新.混凝土面板堆石坝结构分析与优化设计研究[D].河海大学,2005.
【关键词】 混凝土面板堆石坝;面板施工;技术
面板堆石坝面板施工过程中容易受到多种因素的影响,对混凝土面板堆石坝面板施工工艺进行创新,通过经验总结和方法探索,解决当前面板堆石坝面板施工技术面临的问题意义重大。通过有效措施对面板堆石坝面板施工进行严格管理也是控制面板堆石坝面板施工质量的有效手段。
一、堆石坝填筑施工工艺
1、施工安排。一般混凝土面板堆石坝面板施工可以分为三期,根据实际情况合理规划施工时间和施工任务强度。施工前材料、机械、人员、勘测等筹备工作要完善,运输道路,施工场地等的布置也要包含其中。合理安排施工工序,做到有条不紊,方便质量控制。可以采取优化设备与人员组合,采用新设备和新工艺,提高施工效率,减少成本预算。
2、测量控制。基面处理验收合格后,按设计要求测量确定各填筑区的交界线,洒石灰线进行标识,垫层上游边线可用竹桩吊线控制,两岸岩坡上标写高程和桩号;其中垫层上游边线、垫层与过渡层交界线、过渡层与主堆石区交界线每层上升均应进行测量放样,主次交界线、下游边线可放宽到二至三层测量放样一次,施工放样以预加沉降量的坝体断面为准,考虑沉陷影响后的外形尺寸和高程,根据设计要求的坝顶高程。
3、钢筋制作与安装。面板钢筋采用现场制作现场焊接,钢筋安装顺序为:纵向架立筋、横向架立筋、纵向分布筋、横向分布筋、周边加强筋。采用自上而下的人工焊接。
4、铜止水与侧模安装。先将PVC棒和泡沫塑料充填到铜止水鼻梁中,用透明胶带纸固定。测量放样出面板垂直缝位置和面板顶面线,然后安装在PVC垫片上。安装侧模,侧模应紧贴在“W”型止水铜片鼻梁中,内侧面应平直且对准铜止水鼻梁中。
5、混凝土面板的分缝止水。混凝土面板为适应堆石体的变形、温度、应力变化以及施工等方面的要求,一般设置的永久伸缩缝有垂直缝、周边缝、底座伸缩缝;临时缝有水平施工缝。垂直缝从面板顶到底布置。垂直分缝在面板中部受压区的间距,大于两岸受拉区的分缝间距。同一块面板如果分期施工,在水平施工缝中一般不设止水,面板中的纵向钢筋应穿过施工缝而连成整体。
6、碾压。碾压作业开始时先将周边2m宽的岸坡接触带顺岸坡方向来回碾压到规定遍数后,再用振动碾平行坝轴线方向对周边以内的区域进行错距碾,错距碾的方式是先从起始位置来回碾压到规定遍数后,再固定向一侧进行来回错距。当有几台碾压机同时碾压一个单元时,应划分条带,碾压机的错距方向应该一至。填筑料碾压的实际错距宽度即为碾压面上的轮印宽度,质检人员可通过用卷尺测量轮印宽度来检查实际碾压遍数,若发现某个区域碾压轮印宽度大于上表中规定数值时,需立即进行补碾,直至合格为止。坝体的压实质量除要保证碾压遍数外,还要保证振动碾的激振力和行走速度达到规定要求。
7、滑模就位。滑模由模板主体、行走系统和浇筑、抹面平台三部分组成。滑模主体为箱式钢结构,自重约3.5t,宽度1.2m;行走系统为卷扬机配动滑轮系统作牵引力,每套滑模用2台8t卷扬机牵引,每台卷扬机在坝顶用预埋地锚固定,地锚抗拉应力为25t;浇筑、抹面平台采用65×65×7n肌角钢焊接。
滑模就位在坝顶采用8t汽车吊放滑模于坝顶侧模上,套上卷扬机牵引系统,利用控制卷扬机将滑模从浇筑面板两侧的侧模上向下慢慢溜放到预定位置。
每套滑模在滑升过程中,辅以两台10t手动葫芦固定在钢筋网上作为安全保险。滑模施工时应进行抗混凝土浮托试验,如果滑模自重小于混凝土浮托力应采取在滑模上增加废旧钢材,以加大滑模配重。
8、混凝土浇筑。混凝土用自卸汽车运输至坝面后卸入受料斗内,由受料斗顺坡面溜槽输送入仓,仓内人工摆动溜槽,按30~50cm分層布料,仓面中部采用φ100mm的振捣器振捣,靠近侧模和止水片的部位,采用φ70mm软管振捣器振捣。振捣由专人负责,在振捣时振捣器沿滑模前铅锤方向向下,以防止模板上浮,并不得触及滑模、钢筋、止水片,振捣间距不大于40cm,深度达到新浇混凝土层底部以下5cm。脱模后人工进行两次收面。
为了保证混凝土的浇筑质量和施工速度,受料斗及溜槽在卸料前要用砂浆进行润滑,以保证混凝土输送的顺畅。仓面混凝土坍落度控制在3~5cm,出机口坍落度按浇筑部位的不同分别控制在5~7cm和7~10cm,初凝时间为10~12h之间。
9、砼养护。混凝土保温覆盖:在滑模后部拖挂长10m左右的比面板略宽的帆布保温棚,以保护二次收面后的混凝土,防止水分散失并保护已浇混凝土不被雨水冲刷和烈日爆晒。混凝土初凝后及时覆盖塑料薄膜和黑心棉并及时并用长竹片将保温材料加固。
夏季面板养护水管采用塑料软管,上接坝顶主水管,下至面板养护部位,横跨在混凝土面上,戳成花管长期洒水养护。
二、安全管理
在施工过程中需要重视工程安全管理,编制合理的安全管理规范,对可能存在的危险因素和隐患进行分析和研究,采取有效预防或防护措施;对参与施工的人员进行施工前安全培训工作,培养施工人员的安全意识和遇到突发情况的紧急处理能力;对施工设备和安全防护措施进行施工前安全检查,符合标准后才可以使用,尤其是直接与施工人员接触的,如安全带、安全绳、安全栏杆等都需要保持安全工作状态;加大监督力度,对于违反安全操作规范的施工人员从重处罚,从根源上杜绝安全隐患的发生。
三、质量控制
所有施工工序、设备、材料、技术等均按照相关质量标准体系进行规范和要求,建立完善的水利工程混凝土面板堆石坝面板施工管理制度,落实到各个环节的质量控制中。在原材料质量控制方面,对产品的品牌、型号等需要严格控制,经由监理工程师检验和批准后才可投入使用;混凝土配比和搅拌等需要严格控制,保证混凝土的质量;施工过程中需要严格按照施工工序进行,对施工新工艺加强监督力度,以免发生意外。
在面板堆石坝面板施工过程中需要充分考虑多种因素对施工质量和直线工期的影响以及对资源的消耗,从减小施工难度,提高施工质量和效率出发,解决施工技术问题。目前,国内许多经验丰富的施工单位已经对混凝土面板堆石坝面板施工工艺进行了探索和创新,通过将这些方法总结和研究,能够为改善目前的面板堆石坝面板施工现状提供重要参考。同时,对面板堆石坝面板施工管理采取有效的控制措施能够提高面板堆石坝面板施工质量。
参考文献:
[1]胡超.面板堆石坝坝面作业动态仿真与资源优化研究[D].三峡大学,2012.
[2]杨星.基于ANSYS有限元法的混凝土面板堆石坝应力变形研究[D].甘肃农业大学,2012.
[3]解晓峰.300m级高混凝土面板堆石坝结构安全性评价分析[D].西北农林科技大学,2012.
[4]拉德曼(RadmanAli).溢流混凝土面板堆石坝结构设计研究[D].河海大学,2002.
[5]蔡新.混凝土面板堆石坝结构分析与优化设计研究[D].河海大学,2005.