光照200m级高坝快速经济施工技术陈祖荣.ppt
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1、光照光照200m200m级高坝快速经济施工技术级高坝快速经济施工技术闽江-黄河水电工程联营体2008年10月 中国中国.贵州贵州.晴隆晴隆.光照碾压重力坝光照碾压重力坝 主要汇报内容如下:1 1、工程概况、工程概况 2 2、全面采用斜层碾压新工艺、全面采用斜层碾压新工艺 7 7、结语、结语 6 6、混凝土质量检测情况、混凝土质量检测情况 3 3、混凝土入仓方式、混凝土入仓方式 4 4、异种混凝土同构、异种混凝土同构 5 5、经济性比较、经济性比较 1 1 1 1、工程概况、工程概况、工程概况、工程概况 光照水电站位于贵州省关岭县和晴隆县交界的北盘江中游,是光照水电站位于贵州省关岭县和晴隆县交界
2、的北盘江中游,是北盘江干流的龙头梯级电站,工程以发电为主,其次航运,兼顾灌北盘江干流的龙头梯级电站,工程以发电为主,其次航运,兼顾灌溉、供水等任务。工程枢纽由碾压混凝土重力坝、坝身泄洪表孔、溉、供水等任务。工程枢纽由碾压混凝土重力坝、坝身泄洪表孔、放空底孔、右岸引水系统及地面厂房等组成。电站装机容量放空底孔、右岸引水系统及地面厂房等组成。电站装机容量1040MW1040MW(4 4260MW260MW),保证出力),保证出力180.2MW180.2MW,多年平均发电量,多年平均发电量27.5427.54亿亿kWhkWh。水库正常蓄水位。水库正常蓄水位745m745m,死水位,死水位691m69
3、1m,总库容,总库容32.4532.45亿亿m m3 3,死库,死库容容10.9810.98亿亿m m3 3,为不完全多年调节水库。,为不完全多年调节水库。主坝为全断面碾压混凝土重力坝,坝顶全长主坝为全断面碾压混凝土重力坝,坝顶全长410m410m,坝顶高程,坝顶高程750.50m750.50m。最大坝高。最大坝高200.5m200.5m,是目前世界上在建、已建中最高的碾,是目前世界上在建、已建中最高的碾压混凝土重力坝。共分为压混凝土重力坝。共分为2020个坝段,即个坝段,即4 4个溢流坝段及底孔坝段、个溢流坝段及底孔坝段、1 1个电梯井坝段和个电梯井坝段和1515个岸坡挡水坝段,大坝混凝土总
4、量约个岸坡挡水坝段,大坝混凝土总量约280280万万m m3 3,其,其中碾压混凝土约中碾压混凝土约240240万万m m3 3、常态混凝土约、常态混凝土约4040万万m m3 3。光照电站坝址原地貌光照电站坝址原地貌光照电站光照电站08年年6月份形象(下游面)月份形象(下游面)H H H H:200.5m200.5m200.5m200.5mL L L L:410.0m410.0m410.0m410.0m光照电站光照电站08年年6月份形象(左岸观礼台)月份形象(左岸观礼台)溢流坝段剖面溢流坝段剖面 底孔坝段底孔坝段剖面剖面左岸砼拌和系统左岸砼拌和系统左岸下游砼拌和系统(鸟瞰图)左岸下游砼拌和系
5、统(鸟瞰图)2.1 2.1 2.1 2.1、斜层碾压的优点、斜层碾压的优点、斜层碾压的优点、斜层碾压的优点 碾压混凝土宜采用大仓面薄层连续铺筑或间歇铺筑,铺筑方法宜碾压混凝土宜采用大仓面薄层连续铺筑或间歇铺筑,铺筑方法宜采用平层通仓法,也可采用斜层平推法、台阶法。光照水电站采用平层通仓法,也可采用斜层平推法、台阶法。光照水电站RCCRCC大大坝工程碾压砼全面采用斜层碾压的施工工艺,具有以下六个方面的优坝工程碾压砼全面采用斜层碾压的施工工艺,具有以下六个方面的优点:点:(1)(1)温控方面:针对光照工地所处位置气温高的特点,采取斜层温控方面:针对光照工地所处位置气温高的特点,采取斜层碾压工艺相对
6、平层碾压的施工工艺来讲,仓面面积小,每层砼的覆盖碾压工艺相对平层碾压的施工工艺来讲,仓面面积小,每层砼的覆盖时间短,大大减少了碾压砼在仓面的温度回升,从前期温控最先保证时间短,大大减少了碾压砼在仓面的温度回升,从前期温控最先保证了碾压砼质量。了碾压砼质量。(2)(2)进度方面:采用斜层碾压工艺施工工序之间可形成流水作业,进度方面:采用斜层碾压工艺施工工序之间可形成流水作业,在进行碾压的同时可进行已收仓面允许冲毛部位的冲毛处理,同时还在进行碾压的同时可进行已收仓面允许冲毛部位的冲毛处理,同时还可以进行下一层立模、止水焊接及固结灌浆等施工。因此,采取斜层可以进行下一层立模、止水焊接及固结灌浆等施工
7、因此,采取斜层碾压工艺比采取平层碾压工艺大大节省了施工时间。碾压工艺比采取平层碾压工艺大大节省了施工时间。2 2 2 2、全面采用斜层碾压新工艺、全面采用斜层碾压新工艺、全面采用斜层碾压新工艺、全面采用斜层碾压新工艺 (3)(3)特殊环境方面:贵州人用特殊环境方面:贵州人用“天无三日晴天无三日晴”来形容贵州多雨的来形容贵州多雨的天气状况,而碾压砼最忌的就是雨水,碾压砼遇雨水后变成松散烂泥天气状况,而碾压砼最忌的就是雨水,碾压砼遇雨水后变成松散烂泥状,砼根本碾压不密实且无强度。这对碾压砼质量构成致命危害的因状,砼根本碾压不密实且无强度。这对碾压砼质量构成致命危害的因素,在平层碾压施工过程中难已
8、克服,因采取平层碾压施工,周边均素,在平层碾压施工过程中难已克服,因采取平层碾压施工,周边均被模板围得密密实实,无从排水。而采用斜层碾压后,碾压施工面的被模板围得密密实实,无从排水。而采用斜层碾压后,碾压施工面的雨水将沿坡面排出,保证了施工质量。雨水将沿坡面排出,保证了施工质量。(4)(4)破坏程度破坏程度 :采取平层碾压施工时,不可避免遭受重载汽车转:采取平层碾压施工时,不可避免遭受重载汽车转弯时对已碾压好仓面的严重破坏,但是采取斜层碾压施工时,重载汽弯时对已碾压好仓面的严重破坏,但是采取斜层碾压施工时,重载汽车可以在下一层收仓的层面上先调头,然后倒退至碾压层面,对已碾车可以在下一层收仓的层
9、面上先调头,然后倒退至碾压层面,对已碾压好的层面的破坏程度降至最小限度。压好的层面的破坏程度降至最小限度。(5)(5)层间覆盖时间层间覆盖时间 :光照电站平层碾压最大的仓面面积为:光照电站平层碾压最大的仓面面积为20000m20000m2 2,按每层,按每层30cm30cm来计算需砼来计算需砼60000m60000m3 3。因连续上升铺筑的碾压混凝。因连续上升铺筑的碾压混凝土层间允许间隔时间(系指下层混凝土拌和物拌和加水起到上层碾压土层间允许间隔时间(系指下层混凝土拌和物拌和加水起到上层碾压混凝土碾压完毕为止)需在混凝土碾压完毕为止)需在6h6h以内,高温季节应在以内,高温季节应在3 34h4
10、h以内,按现以内,按现在拌和系统小时设计强度,再加上运输、平仓及碾压的时间,层间覆在拌和系统小时设计强度,再加上运输、平仓及碾压的时间,层间覆盖时间上就有问题,质量难以保证。如果将平层碾压的仓面面积控制盖时间上就有问题,质量难以保证。如果将平层碾压的仓面面积控制在能满足层间间隔时间的面积内,又会形成混凝土的分坝段柱状浇筑,在能满足层间间隔时间的面积内,又会形成混凝土的分坝段柱状浇筑,对施工进度和施工成本都极为不利,而采用斜层碾压施工后,仓面面对施工进度和施工成本都极为不利,而采用斜层碾压施工后,仓面面积最大为积最大为6480 m6480 m2 2,按每层,按每层30cm30cm需砼需砼1944
11、 m1944 m3 3,从而缩短了层面间隔时,从而缩短了层面间隔时间,保证了混凝土的施工质量。间,保证了混凝土的施工质量。(6)(6)与坝基固结灌浆同时作业与坝基固结灌浆同时作业 :两岸坝基固结灌浆需在有:两岸坝基固结灌浆需在有4m4m盖重盖重的情况下进行,若采取平层碾压必须在收仓的情况下进行,若采取平层碾压必须在收仓2 2天后才进行造孔灌浆,天后才进行造孔灌浆,灌浆完成后才能进行下一仓碾压砼施工,将严重影响工程进度。采取灌浆完成后才能进行下一仓碾压砼施工,将严重影响工程进度。采取斜层碾压工艺施工很好地解决了碾压砼上升与固结灌浆之间的矛盾,斜层碾压工艺施工很好地解决了碾压砼上升与固结灌浆之间的
12、矛盾,平均每上升平均每上升3m3m,平层碾压比斜层碾压多用,平层碾压比斜层碾压多用3 3天时间。天时间。井然有序的斜层碾压仓面 2.2 2.2 2.2 2.2、斜层碾压需注意的工艺细节问题、斜层碾压需注意的工艺细节问题、斜层碾压需注意的工艺细节问题、斜层碾压需注意的工艺细节问题 斜层碾压施工中存在仓面污染、坡角处理等问题,怎样合理解决斜层碾压施工中存在仓面污染、坡角处理等问题,怎样合理解决这些问题,成为保证斜层碾压施工质量的重要因素。针对这些问题,这些问题,成为保证斜层碾压施工质量的重要因素。针对这些问题,在光照大坝斜层碾压施工中进行了细节化研究,对一些施工工艺进行在光照大坝斜层碾压施工中进行
13、了细节化研究,对一些施工工艺进行了完善。了完善。(1)(1)坡角处理:采用斜层碾压时坡角会出现薄层尖角现象,振动碾坡角处理:采用斜层碾压时坡角会出现薄层尖角现象,振动碾行驶到坡角位置时,骨料将直接受到振动轮压力作用而被压碎。为防行驶到坡角位置时,骨料将直接受到振动轮压力作用而被压碎。为防止坡角处骨料被压碎而形成质量缺陷,光照大坝止坡角处骨料被压碎而形成质量缺陷,光照大坝RCCRCC施工中采取预铺施工中采取预铺水平垫层的办法,并控制振动碾不能行使到老混凝土面上。水平垫层水平垫层的办法,并控制振动碾不能行使到老混凝土面上。水平垫层超出坡角前沿超出坡角前沿30cm30cm50cm50cm,第一次不予
14、碾压,而与下一层的水平垫层,第一次不予碾压,而与下一层的水平垫层一起碾压,这些部位的最终完成碾压的时间必须控制在直接铺筑允许一起碾压,这些部位的最终完成碾压的时间必须控制在直接铺筑允许范围时间内。水平垫层的宽度范围时间内。水平垫层的宽度b b由坡比及升层高度确定。每一由坡比及升层高度确定。每一30cm30cm碾碾压层碾压后,对斜层碾压的斜坡三角区水平段长度不小于压层碾压后,对斜层碾压的斜坡三角区水平段长度不小于50cm50cm范围的范围的碾压混凝土采用专人负责清除。碾压混凝土采用专人负责清除。水流方向水流方向水流方向水流方向增设水平垫层增设水平垫层增设水平垫层增设水平垫层 (2)(2)卸料位置
15、混凝土采用自卸车直接进仓卸料,卸料时自由下落卸料位置:混凝土采用自卸车直接进仓卸料,卸料时自由下落高差不得大于高差不得大于1.5m1.5m,卸料由仓面诱导员指挥,采用退铺法进行多点式,卸料由仓面诱导员指挥,采用退铺法进行多点式卸料,先卸卸料,先卸1/31/3,移动,移动1m1m左右位置后卸左右位置后卸2/32/3(堆料高度要求小于(堆料高度要求小于80cm80cm),),以减少骨料分离。卸料汽车应按碾压条带进行卸料,尽量避免将料卸以减少骨料分离。卸料汽车应按碾压条带进行卸料,尽量避免将料卸在已碾压好的相邻条带层面上。卸下的碾压混凝土料及时摊铺,采用在已碾压好的相邻条带层面上。卸下的碾压混凝土
16、料及时摊铺,采用边卸料边摊铺的方式进行。自卸汽车将混凝土料卸于铺筑层摊铺前沿边卸料边摊铺的方式进行。自卸汽车将混凝土料卸于铺筑层摊铺前沿的水平垫层上,再由平仓机将混凝土从台阶上推到台阶下进行移位式的水平垫层上,再由平仓机将混凝土从台阶上推到台阶下进行移位式平仓。卸料尽可能均匀,料堆坡脚如出现的小部分已分离的骨料,由平仓。卸料尽可能均匀,料堆坡脚如出现的小部分已分离的骨料,由人工将其均匀地摊铺到未碾压的混凝土面上。坡脚处水平垫层的混凝人工将其均匀地摊铺到未碾压的混凝土面上。坡脚处水平垫层的混凝土应卸在斜坡面上,由平仓机摊铺到老混凝土面。土应卸在斜坡面上,由平仓机摊铺到老混凝土面。(3)(3)坡度
17、控制:采用斜层平推铺筑法施工,首先应确定坡度即铺筑坡度控制:采用斜层平推铺筑法施工,首先应确定坡度即铺筑层层面与水平面的夹角。斜层层面确定的坡度原则是:便于施工机械层层面与水平面的夹角。斜层层面确定的坡度原则是:便于施工机械在斜坡上便于摊铺、碾压作业;同时浇筑层的混凝土量与混凝土生产、在斜坡上便于摊铺、碾压作业;同时浇筑层的混凝土量与混凝土生产、运输的机械设备的配置能力相适应。根据光照大坝仓面面积、拌和楼运输的机械设备的配置能力相适应。根据光照大坝仓面面积、拌和楼的生产能力、入仓手段、摊铺碾压设备等进行综合分析,将斜层碾压的生产能力、入仓手段、摊铺碾压设备等进行综合分析,将斜层碾压坡度控制在坡
18、度控制在1 1:12121 1:1515之间。根据每仓的实际碾压断面宽度,计算之间。根据每仓的实际碾压断面宽度,计算最低入仓强度,以确定每仓的实际碾压坡度。最低入仓强度,以确定每仓的实际碾压坡度。(4)(4)平仓方式:先摊铺水平垫层,后摊铺斜层面混凝土,平仓方向平仓方式:先摊铺水平垫层,后摊铺斜层面混凝土,平仓方向由坡顶向坡底进行。斜层面混凝土摊铺时下坡脚不得超出水平垫层外由坡顶向坡底进行。斜层面混凝土摊铺时下坡脚不得超出水平垫层外边缘,斜层碾压时同平层外边缘部位一起碾压,但碾压机不得超出水边缘,斜层碾压时同平层外边缘部位一起碾压,但碾压机不得超出水平垫层外边缘线。平仓过程出现在两侧集中的骨料
19、由人工均匀分散于平垫层外边缘线。平仓过程出现在两侧集中的骨料由人工均匀分散于条带上。每层摊铺厚度为条带上。每层摊铺厚度为34cm34cm,超出规定值的部位必须重新平仓,局,超出规定值的部位必须重新平仓,局部不平的部位用人工辅助铺平。在平仓过程中出现在两侧集中的骨料部不平的部位用人工辅助铺平。在平仓过程中出现在两侧集中的骨料由人工均匀分散于未碾压的条带上。平仓后层面若发现有局部骨料集由人工均匀分散于未碾压的条带上。平仓后层面若发现有局部骨料集中,可用人工铺洒予以处理。中,可用人工铺洒予以处理。(5)(5)防扰动的处理:光照大坝自卸车入仓道路布置在坝体下游,当防扰动的处理:光照大坝自卸车入仓道路布
20、置在坝体下游,当采用从下游往上游斜层碾压施工时,运输车辆将在收仓的混凝土面行采用从下游往上游斜层碾压施工时,运输车辆将在收仓的混凝土面行走,这将对已碾压好的混凝土产生扰动,影响混凝土的初凝,降低混走,这将对已碾压好的混凝土产生扰动,影响混凝土的初凝,降低混凝土的强度。为解决这一问题,要求在每凝土的强度。为解决这一问题,要求在每30cm30cm一层的斜层碾压完后,一层的斜层碾压完后,在斜坡上缘及时铺筑入仓道路钢板,运输车辆不得在未铺设钢板的部在斜坡上缘及时铺筑入仓道路钢板,运输车辆不得在未铺设钢板的部位走动。位走动。n n插仓面铺设钢板照片 已碾压好且收仓的层面覆已碾压好且收仓的层面覆盖盖2cm
21、2cm钢板加以保护已收钢板加以保护已收仓的砼面仓的砼面 2.32.32.32.3、斜层碾压方向、斜层碾压方向、斜层碾压方向、斜层碾压方向 大坝大坝EL660EL660以下斜层碾压方向为从下游往上游,大坝以下斜层碾压方向为从下游往上游,大坝EL660EL660以上斜以上斜层碾压方向为从右岸向左岸,由于主拌和楼群和输送混凝土的皮带布层碾压方向为从右岸向左岸,由于主拌和楼群和输送混凝土的皮带布置在左岸,为避免自卸车在已收仓的混凝土面上行走,斜层碾压采用置在左岸,为避免自卸车在已收仓的混凝土面上行走,斜层碾压采用由右向左进行施工。由右向左进行施工。2.42.42.42.4、斜层碾压浇筑量、斜层碾压浇筑
22、量、斜层碾压浇筑量、斜层碾压浇筑量 大坝碾压混凝土约大坝碾压混凝土约240240万万m m3 3,除了被廊道层分割的小仓块、底孔坝,除了被廊道层分割的小仓块、底孔坝段钢衬周围、溢流坝段过流缺口回填等小部位采用平层碾压施工外,段钢衬周围、溢流坝段过流缺口回填等小部位采用平层碾压施工外,其余均采用斜层碾压,斜层碾压混凝土量占总碾压混凝土量的其余均采用斜层碾压,斜层碾压混凝土量占总碾压混凝土量的95%95%以以上。采用斜层碾压,上。采用斜层碾压,RCCRCC日浇筑强度达日浇筑强度达13582m13582m3 3,RCCRCC月浇筑强度达到月浇筑强度达到22.2522.25万万m m3 3,碾压混凝土
23、施工强度达到行业领先水平。,碾压混凝土施工强度达到行业领先水平。综上所述:采用斜层碾压在施工进度、施工资源配置、施工质量上有综上所述:采用斜层碾压在施工进度、施工资源配置、施工质量上有着明显的优势,建议在同行业推广采用。着明显的优势,建议在同行业推广采用。下游至上游方向斜层碾压下游至上游方向斜层碾压水流方向水流方向水流方向水流方向增设水平垫层增设水平垫层增设水平垫层增设水平垫层左右岸方向斜层碾压左右岸方向斜层碾压笔直的坡角笔直的坡角笔直的坡角笔直的坡角3、混凝土入仓方式 大坝碾压混凝土水平运输主要采用汽车和深槽高速皮带机;垂直运输主要采用缆机和箱式满管。RCC入仓方式采用了自卸汽车直接入仓、皮
24、带机+箱式满管入仓+自卸汽车、自卸汽车+箱式满管、自卸汽车+缆机入仓四种入仓方式。大坝相应部位的RCC入仓方式及工程量详见下表:RCC入仓方式及工程量表。序号 入仓方式 浇筑高程 工程量(万m3)1自卸汽车直接入仓 556.5622.5 82.52皮带机+2#箱式满管+自卸汽车入仓 622.5676.5 67.53皮带机+1#箱式满管+自卸汽车入仓 667.0740.5 77.54自卸汽车+3箱式满管 704.5740.5 115自卸汽车+大溜槽 740.5748.5 1.5自自卸卸车车直直接接入入仓仓深槽高速皮带深槽高速皮带+箱式满管箱式满管简简易易溜溜槽槽入入仓仓缆缆机机入入仓仓反铲入仓反
25、铲入仓 3 31 1箱式满管的提出背景箱式满管的提出背景 根据光照大坝工程特点,除底部局部混凝土可采用汽车入仓外,大量混凝土的输送入仓须从上往下,可供选用的基本方式有塔带机和负压溜槽两种比较合适。但塔带机成本高,负压溜槽没有在一个大坝上输送近200万m3混凝土的成功历史,且从负压溜槽的结构形式及设计原理来分析,负压溜槽的底部为弧形衬板,顶部为柔性胶带,顶部柔性胶带紧贴底部衬板形成负压输送,但是受柔性胶带材料性能限制,负压溜槽已不可能朝更大断面方向发展,因此负压溜槽的最大输送能力已没有再提高的可能,要提高输送强度只能通过增加负压溜槽的数量才能达到要求。光照水电站大坝坝址河谷呈“V”字型,两岸边坡
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