白石水库施工技术分析

2014-03-05辽宁省大伙房水库输水工程建设局

河南水利与南水北调 2014年2期

□李卓 □张弛（辽宁省大伙房水库输水工程建设局）

白石水库施工技术分析

□李卓 □张弛（辽宁省大伙房水库输水工程建设局）

白石水库工程位于大凌河干流上，距离辽宁省北票市上园镇13km。工程坝体是一座集水力发电、水产养殖、防洪灌溉、蓄水供水功能于一体的综合性工程。白石水库工程的成功修建投入使用后，使当地经济得到了长足发展。施工过程中，工程质量对于工程整体效益实现提供了保证。文章以白石水库工程为例，对该工程施工过程中的技术进行详细分析。

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1 工程概述

白石水库工程是大凌河干流上重点水利工程项目之一，工程拦河坝体采用混凝土重力坝，由挡水坝段、溢流坝段、电站坝段以及取水坝段4个部分组成，全工程最高坝体高度为50.3m，坝顶高程为134.3m，坝长全长为513m。坝体全长分为32个坝段，其中0#～5#坝段和27#～31#坝段为挡水坝，6#～17#坝段为溢流坝，18#～23#坝段为底孔坝，24#坝段为取水坝，25#～26#坝段为电站坝段。坝体全段混凝土用量为50.3万m3。大坝溢流段共设有11个弧形闸门孔，孔口尺寸为12m×19.3m，堰顶高程为115.0m。底孔坝段共设有12个泄洪排沙底孔，孔口尺寸为4m×7m，地板高程为96m。电站坝段由3个进水口和3条压力钢管组成，其中两条钢管直径为2.5m，另一条直径为2.0m，3个进水口中心线高程分别为104.3m和104.0m。电站坝段分别设有工业引水口和生活用水饮水口，分为2个不同层次进行取水，进水口尺寸均为2.6m×2.6m，进水口分别设有污水拦截栅栏和工作门，引水管均选用直径为1.6m的钢管。白水水库工程坝体断面采用“金包银”形式设计，坝体外部以及基础部分均采用常态混凝土，坝体内部则采用碾压式混凝土。廊道周围以及坝体内部空洞周围均采用厚度为1.5m的常态混凝土，强度标号为200#，育龄期为90d。内部RCD碾压式混凝土则选用强度标号为150#的混凝土，养护周期同样为90d。

2 白石水库施工技术分析

2.1 工程用料分析

白石水库工程选用的水泥品种主要为525#硅酸盐水泥，外掺粉煤灰水泥。水泥由抚顺水泥厂生产，粉煤灰由内蒙元宝山发电厂生产，原料运送至工程所在地保存在上园火车站附近的物资转动站，用4个储量为1000t的储灰罐储存，场内运输则使用Qs-3型散装水泥罐车，将储灰罐中的水泥和粉煤灰运送至拌和楼，然后在拌和楼中利用鼓风机将水泥与粉煤灰分别输送入每座拌和楼的水泥罐和粉煤灰罐内。水泥和粉煤灰的掺和方式，根据不同标号混凝土水泥和粉煤灰掺量的不同，采用在拌和楼内干掺粉煤灰的方法。即掺和系统由螺旋机分别将水泥、粉煤灰输送到拌和楼的水泥罐和粉煤灰罐内，然后再由拌和楼计量装置按要求称量后输送进入搅拌机内。

选用天然河砂作为骨料的砂石，但是由于凌河流域粗砂居多，河砂中0.15mm颗粒含量较少，因此用粒径较小的粉煤灰取代，也就是所谓的粉代砂，这样混凝土骨料的砂料细度模数就能够控制在2.4～2.8mm范围内。而混凝土中粗骨料主要来自3#料场碎石，并掺杂部分卵石。工程实施当年，5～20mm卵石含量平均值为36.2%，20～40mm卵石含量平均值为26.2%，G1、G2骨料基本上为碎石，卵石含量较少。

外加剂则选用吉林开山屯的木质素磺酸钙减水剂，同时常态混凝土掺上海麦斯特公司生产的AEA202引气剂，底孔硅粉混凝土掺FDN高效减水剂，由于碾压混凝土Vc值损失过快，施工过程中对碾压混凝土掺入木钠缓凝剂。

2.2 混凝施工机械设备分析

混凝土拌和机械选用建设单位提供的KBP－BHS型拌和楼（A楼），日本光洋机械产业株式会社制造，其拌和能力为A楼(旧楼)90～180m3/h，B楼（新楼）为60～120m3/h。拌和楼附有JIKA16型螺杆式制冷机3台和LSKF212.5型冷水机组1台以及其它辅助设备，总容量86×104Kcal/h（标准工况），其中风冷骨料为75×104Kcal/h。混凝土浇筑所使用的主要机械见表1。

表1 混凝土浇筑所使用的主要机械表

2.3 混凝土浇筑施工准备阶段分析

白石水库混凝土浇筑施工前,应建设单位要求进行了现场碾压式混凝土试验，试验时间共计20d，试验地点选在18#～23#坝段底孔下游护坦上，总试验面积为30×109.65=3289.5m2。护坦建基面高程为89.0m，第一层选用常态B1混凝土，顶面高程为89.5m，第二、第三层选用碾压式混凝土，厚度均为75cm，顶面高程为91m。上游面选用宽度为3m的常态B1混凝土，施工停浇缝两侧为宽度为0.5m的常态B1混凝土。

此次试验所遵循的依据为白石水库工程BSLOTLC/01标合同文件及国家水工碾压混凝土施工规范。目的在于验证RCD施工配合比，层面结合试验，施工方法的可行性及可靠性等。检测项目：检测不同水泥用量配合比的强度、弹模、室内直剪、渗透系数、容重、Vc值、初凝时间。通过芯样获得率，评价碾压混凝土的均质性，压水试验评定碾压混凝土的抗渗性，测定芯样物理力学指标，通过芯样的外观描述，评定混凝土的均质性、密实性。

2.4 混凝土浇筑施工技术分析

混凝土浇筑要领图的制作首先根据施工月计划、旬计划施工安排进行编制。要领图中要明确混凝土浇筑部位、平立面图、计划时间、浇筑次序、拌和、方量、运输以及机具配置等内容。编制要领图要依据设计图纸、现场条件、温控和施工流程特点，经工程师审查确定后提前发放，浇筑工区根据混凝土浇筑要领图内容，进行人员、器具、设备等组织施工。

2.4.1 砂浆摊铺

在摊铺混凝土前，碾压混凝土结合面先铺一层1.5cm厚的砂浆，常态混凝土接触面铺2.0m厚的砂浆，岩石接触面上铺3.0cm厚砂浆。砂浆的摊铺，即按混凝土浇筑条带的宽度来摊铺砂浆。砂浆摊铺采用胶轮装载机和人工配合，摊铺均匀。摊铺完了的砂浆，不允许车轮碾压，然后根据要领图按照次序浇筑混凝土。

2.4.2 上、下游常态混凝土施工

白石水库大坝混凝土浇筑顺序一直采用先浇常态混凝土，后浇碾压混凝土。常态混凝土一次性浇筑75cm。

上、下游常态混凝土浇筑方法：混凝土施工要料员根据施工员的混凝土浇筑工艺流程要求，执照要领图所示的不同部位，混凝土类别以及方量而进行要料，拌和楼人员根据要料员的指示进行混凝土拌和。浇筑仓面的诱导员根据自卸车所拉的混凝土类别指挥自卸车将混凝土料卸在指定的浇筑部位上，用装载机分料均匀，再用四联振捣器振捣整形，之后浇筑碾压混凝土。待碾压混凝土三层摊铺完后，再对异种混凝土结合部位充分振捣实。

2.4.3 碾压混凝土摊铺

常态混凝土浇完后，马上铺筑碾压混凝土砂浆及碾压混凝土，碾压混凝土分三层摊铺，一次碾压。每次摊铺27cm，三次达81cm，碾压完后达到75cm。对自卸车每次卸料都要抓紧时间进行摊铺，做到随时卸料、随时摊铺。每卸一车料分三次摊铺，这样可减少混凝土分离、骨料集中。不允许卸数堆料，一次摊平，而造成骨料集中的不良现象出现。对条块边缘滚落的大骨料，由人工疏散消除。摊铺期间，遇气温高或风大而造成混凝土表面骨料失水现象，由人工持高压冲毛枪以喷雾湿润。

2.5 特殊部位混凝土施工技术分析

底孔坝段混凝土施工底孔模板为内组合式桁架，外模为钢木结构，侧面为钢模板，顶面为木模板包铁皮，一次支立到顶。底孔底板以上混凝土从6月13日开始浇筑，8月18日底孔全部封顶。底孔从96.0～98.0m高程周边0.5m厚为硅粉混凝土（D1），98.0m高程以上为C1常规混凝土，96.0～98.0m高程采取分层浇筑，浇筑高度为1.0m，98.0m高程以上浇筑层高度为1.5 m。混凝土浇筑全部采用门机吊罐入仓。硅粉混凝土浇筑采用插入式振捣器振捣。混凝土浇筑结束后，要充分加强养生，保水湿润，防止混凝土开裂。