金沙江溪洛渡水利枢纽二道坝雨季施工控制技术
2014-12-02黄正海张家托
黄正海 ,张家托
(1.清华大学,北京 海淀区 100084;2.武汉大学,湖北 武汉 430072;3.四川二滩国际工程咨询有限责任公司,四川 成都 611300)
0 引言
溪洛渡水电站位于云南四川交界的金沙江上,洪水流量大,设计洪水洪峰流量43 700 m3/s,总泄洪功率高达100 000 MW,位居世界之首。电站拦河大坝为混凝土双曲拱坝,最大坝高285.50 m,枢纽泄洪采取“分散泄洪、分区消能”的布置原则,泄洪设施由坝身7个表孔、8个深孔和左右岸各2条泄洪洞组成;坝身最大泄量为32 278 m3/s,约占总泄量的66%。坝身孔口采用“分层出流、空中碰撞”的布置形式,坝后设水垫塘和二道坝消能。
水垫塘末端设置的二道坝为重力坝,坝顶高程为 386.00 m,基础高程为 334.00 m,最大坝高为52.0 m,坝顶宽 4.36 m,坝上游高程 373.40 m 以下坡度为 1∶0.5,下游坡度为 1∶0.8。 二道坝分为 8 个坝段,坝段顶长为 21.0~23.5m,坝段最大长度为 59.08m。
2010年为水垫塘和二道坝混凝土施工高峰年,全年计划完成混凝土浇筑30.13万m3,6月混凝土浇筑量达到全年施工最高峰,达4.71万m3。由于坝址区雨季持续时段长、降雨量大以及暴雨频发,并且在此期间,混凝土基本保持跳仓法连续浇筑。因此,制订并落实好混凝土雨季施工成为完成全年生产任务的关键。
1 溪洛渡水利枢纽坝区降雨特征
溪洛渡坝区属于河谷少雨地区,春秋季以小雨、中雨为主,夏季以中、大、暴雨为主,多年平均降雨量533.6 mm,其中,5~9月份的降雨量占全年总降水量的 88.4%~83.7%。 1~2 月份、11~12 月份降雨较少。坝区多年实测的降雨资料详见表1。
表1 溪洛渡水利枢纽坝区(1990~2006年)降水特性统计表Table 1 Precipitation feature statistics from 1990 to 2006 of Xiluodu hydro-junction area
2 溪洛渡二道坝雨季施工前的准备工作
2.1 成立雨季施工工作组
为确保雨季混凝土施工顺利进行,该工程特成立雨季水垫塘二道坝混凝土施工控制工作组。工作组成员包括承包人、业主、监理人,各角色都有相应的职责。他们根据业主颁布的雨季浇筑管理办法、仓面暂停浇筑(停仓)管理规定、雨季混凝土施工措施等指导性文件,全面管理雨季混凝土施工。
2.2 制订雨季施工计划并进行交底
雨季来临前,监理工程师组织参建各方讨论承包人上报的雨季施工计划。经批准后,在监理部内部进行全面交底,并督促承包人实施。交底内容主要包括以下几个方面(不限于):(1)二道坝混凝土雨季施工措施;(2)溪洛渡水电站大坝混凝土雨季施工管理办法(试行);(3)溪洛渡水电站大坝混凝土暂停浇筑和停仓管理规定(试行);(4)溪洛渡水电站大坝工程混凝土施工旁站监理管理规定(试行)。
2.3 施工现场雨强判断
进入雨季期间,监理工程师应密切关注溪洛渡水文气象中心预警、预报信息,并结合预警、预报信息,督促承包人做好预防措施,合理安排好生产任务。为此,熟悉雨强划分及现场雨强的判断非常必要。
在溪洛渡雨季施工管理办法中,将《水工混凝土施工规范》划分的7个降雨量等级简化为小雨、中雨和大雨3级[1~2]。混凝土现场施工仓面雨量特征为:(1)小雨。仓面坑凹有积水,但能及时排除;仓面未形成水流,未见表面水泥浆被带走。遇小雨天气,采取可行措施后,可以继续浇筑。(2)大雨。后浇带已不能及时排水,仓面大面积形成水流,能够见到水泥浆或沙浆被带走。遇大雨天气,不能浇筑。(3)中雨。介于小雨与大雨之间,整个仓面积水不能及时排除,局部仓面已形成细水流,见少量水泥浆或沙浆被带走。遇中雨天气,应视施工措施的有效性和现场情况判断是否继续浇筑。
2.4 雨前施工准备及现场检查与整改
雨季来临前,监理工程师应对施工准备现场进行系统检查,并将检查结果发文给承包人(同时抄送业主)。对于不足,应督促承包人按照PDCA管理循环的程序进行整改落实,直至满足要求[3]。检查项目主要包括以下6个方面。
(1)低线拌和系统。雨季来临前,监理工程师组织业主、承包人等参建方的有关人员(主要是安全管理、生产管理、综合管理等)对混凝土拌和系统的所有沉淀池、排水沟、排水管、骨料及沙运输皮带上的防雨棚、电力、通讯系统和防雷接地系统进行全面检查。
(2)混凝土水平运输系统。雨季来临前,监理工程师组织业主、承包人等参建方的相关人员对所有的混凝土水平运输自卸车车厢上方的防雨棚、驾驶员的从业资格、车辆保险及承包人车辆管理制度执行情况等进行检查。
(3)混凝土垂直运输系统。雨季来临前,组织有关专业人员对门机系统夹轨器、车挡、供电系统和防雷接地系统等进行全面检查。
(4)二道坝坝肩槽和左右岸防雨设施。对二道坝两岸坝肩槽高程386 m、高程355 m部位及高程412 m马道修建的截水沟进行检查。对于出现损坏、淤积的部位,若属于合同范围内的,请承包人安排人员进行修缮、疏浚和清理。否则,监理工程师协调(或请求业主协调)其他承包人予以处理。
(5)混凝土浇筑防雨资源准备及检查。雨季来临前,承包人根据所承担的施工项目特点、材料周转情况等,按照批准的专项措施进行准备。监理工程师组织人员将雨季所需的防雨材料、设施存放在指定地点。具体材料及设施包括 (不限于):防雨布1 300 m2、水泵2台、吸水头、排水管100 m、水桶及水舀若干。 进入雨季后,除仓面正常需要人员外,承包人需组建一支20人左右的仓面防雨、排水突击队伍。监理工程师对队伍人员来源、组织方式及管理细则进行检查。
(6)浇筑相关资源的检查。即对混凝土施工用电、平仓及振捣设备进行检查(需要适当有备用)。
3 溪洛渡二道坝雨季施工措施
3.1 雨季施工期间的例行检查与整改
结合每周的安全生产检查,对低线拌和系统、混凝土水平及垂直运输设备进行检查;对已有的防雨布、水泵、吸水头、水桶等防雨资源,防雨排水突击队的稳定情况进行不定期检查;每月组织一次全面的专项检查。每次检查后,如有不足,按照PDCA管理循环的程序,督促承包人将其整改。
3.2 雨季混凝土施工开仓前准备
3.2.1 雨季混凝土施工开仓条件
(1)预报小雨。申请开仓时,若气象预报仅有小雨,不限制开仓。
(2)预报中雨及以上天气。当时无雨,天气预报有中雨及以上天气情况,对于一般的仓面,原则上不限制开仓。对于边坡等汇水面积较大,仓面狭小、排水困难的仓面,推迟开仓。
(3)正在下雨天气。正在下小雨,天气预报后续天气将好转(继续小雨,或转阴、转晴)时,若措施到位,一般混凝土仓面可以开仓。但是,有抹面要求的仓面(过流面等)不允许开仓。天气预报后续天气将更恶劣(小到中、大雨趋势)时,不允许开仓。正在下中雨及以上天气,不允许开仓。
3.2.2 雨季混凝土仓面浇筑前准备措施
(1)任何一仓开仓前,根据仓面情况并结合周边情况,设置拦截排水措施。(2)无论是否下雨,均应将防雨材料和设施准备到位,排水线路规划好。(3)监理工程师验收仓面时,将防雨材料和设施准备情况纳入验仓必检项目之一,认真对照仓面工艺设计检查防雨及排水资源的数量和质量,确保各类排水设施和器具可正常使用。
3.3 雨中混凝土施工措施
(1)雨天进行混凝土浇筑时,试验工程师应加强沙、骨料含水量的检测,并根据测定的沙、骨料含水率的变化及时调整拌和用水量。检测频次视骨料储仓地形、排水情况、骨料储量以及降雨强度、降雨量而定,但至少每隔两个小时要检测一次,以确保混凝土的质量符合要求。
(2)在小雨或中雨天气进行混凝土水平运输时,自卸车出楼后,先将防雨棚展开,完全遮盖车厢,然后驶向卸料部位。
(3)突遇大雨和暴雨天气时,正在等待卸料的车辆,需及时开至沿途洞室内进行避雨,未出楼的车辆,须在楼内进行避雨,以避免雨水灌入车厢内,影响混凝土质量。
(4)突遇大雨和暴雨天气时,禁止向卧罐内卸料。对已卸入到门机卧罐内的混凝土,先卸到仓面上,覆盖防雨布进行防雨。
(5)门机作业时,遇到暴风雨天气,立即停止作业,并采取锁定措施。
(6)雨天浇筑混凝土时,若开仓坝段为后浇块,开仓前,用方木在相邻先浇坝块横缝部位布置挡水围堰,以防相邻部位雨水流入浇筑仓面。仓面浇筑过程中,平仓振捣过的混凝土立即用防雨布覆盖,防雨布接头部位搭接严密;需揭开防雨布进行卸料或振捣时(接茬部位应加强振捣),按防雨布表面排水→揭开防雨布→补振→恢复门机下料的顺序进行。对于己开仓面,除采取小雨天气浇筑措施外,应督促承包人调动排水突击队人员辅助仓面排水施工。同时,督促终检人员根据仓面浇筑情况通知拌和楼调整供料强度,避免混凝土由于在车内和仓面积压时间过长而影响和易性。如中雨持续时间长,仓面面积大且积水无法排除干净时,应停止浇筑。停止浇筑前,应将己入仓的混凝土立即振捣密实,并收仓为缓坡,以减少后期仓面的处理难度。
(7)浇筑仓面突遇大雨或暴雨天气时,终检应通知拌和系统暂停供料,并要求仓面负责人启动排水预案,调动排水突击队人员和排水设施全部调入仓内;将整个仓面用防雨布进行覆盖(包括己卸入仓面未进行平仓振捣混凝土),并不断进行防雨布遮盖情况检查,将排水设施布置到位,进行排水。
3.4 雨后混凝土施工措施
大雨或暴雨过后,根据不同情况进行以下处理。
(1)如大雨或暴雨持续时间短,雨后集中所有排水人员先排除下料部位和未平仓振捣混凝土部位积水,然后由质检人员和监理工程师共同进行检查,满足下料要求后,通知混凝土拌和系统、运输系统恢复供料。检查中,如发现接茬部位混凝土中的水泥沙浆流失较多,可在征得监理工程师同意后,用同强度等级的二级配或三级配富浆混凝土将接茬部位覆盖,或将上述混凝土挖除,然后正常浇筑各种级配的混凝土。对因下雨造成仓内混乱而可能引起的漏欠振,应及时进行补振。
(2)如大雨或暴雨持续时间长,雨后排完积水后检查,若混凝土未初凝和初凝面积(或百分比)的未超过规范要求,适当处理后,恢复浇筑。当混凝土达到停仓条件时,检查收仓混凝土状况。对于还未初凝部位,应补浇部分混凝土,将收仓面收平。但是,己初凝的部位,禁止浇筑。
(3)小雨和中雨使门机入仓强度降低,应加大排水力量,使雨停后半小时内恢复正常浇筑。大雨以上天气使浇筑中断,雨停后半小时内宜恢复门机进料,雨停后1小时内宜使浇筑强度达到正常浇筑强度,否则应期待应急预案增加人员。
(4)做好降雨施工记录,内容包括(不限于):降雨情况、浇筑情况、防雨措施、责任人名单、业主及领导指示、对承包人下达的指令、恢复浇筑方案和相关追踪“云图”等。
4 结语
2010年为水垫塘和二道坝混凝土施工高峰年(以二道坝混凝土为主),全年计划完成混凝土30.13万m3,实际完成31.5万m3。6月混凝土浇筑量达到全年施工最高峰,4.71万m3。由此可见,二道坝混凝土在雨季浇筑所采取的措施是成功的。
[1] DL /T5144-2001,水工混凝土施工规范[S].
[2]SL303-2004,水利水电工程施工组织设计规范[S].
[3]全国一级建造师执业资格考试用书编写委员会.水利水电工程管理与实务[M].3版.北京:中国建筑工业出版社,2011:20-22.