台江县空寨水库工程大坝施工分析

2017-09-15杜峰

黑龙江水利科技 2017年8期

关键词：大坝摊铺骨料

杜峰

(贵州省水利投资(集团)有限责任公司，贵阳 550000)

台江县空寨水库工程大坝施工分析

杜峰

(贵州省水利投资(集团)有限责任公司，贵阳 550000)

水利工程大坝有多种类型，在大坝施工中，需要结合大坝型式确定施工工艺。台江县空寨水库工程大坝为碾压混凝土大坝，文章以此为研究对象，对大坝施工工艺进行详细探究。碾压混凝土大坝施工涉及基础开挖、帷幕灌浆、碾压混凝土浇筑，在各个施工阶段，都需要加强施工质量控制，这样才能提高工程建设效益。

水库；大坝基础；混凝土施工；帷幕清浆

0 引言

大坝工程是水利工程建设中十分重要的构筑物，为了保证大坝工程能够正常运行，必须加强各工序施工质量控制，这样才能保证工程建设能够顺利进行。因此，对水利工程大坝施工进行详细探究具有十分重要的现实意义。

1 碾压混凝土大坝施工特点

碾压混凝土大坝是重力坝中的一种，其布置形式如图1所示。碾压混凝土大坝施工特点主要体现在以下3点：①碾压混凝土制备工艺复杂，需要经过砂石料制备、材料拌合、运输、平仓等多个施工工序，同时还需要进行碾压施工，确保符合混凝土施工要求。②由于碾压混凝土的上坝量远大于一般混凝土的上坝量，因此，材料制备难度、碾压混凝土拌合容量都大于常规混凝土。③碾压混凝土各组份的波动允许范围，比常态混凝土要求严格，因此在碾压混凝土施工过程中必须加强施工管理[1]。

主力坝结构示意图见图1。

2 工程概况

贵州省台江县空寨水库工程是以供水为主，兼有发电的一项综合性水利工程。在该水库工程中，大坝形式为碾压混凝土大坝，大坝总高度为48.20m，水库正常蓄水位658.00m，相应库容2222万m3，校核洪水位660.18m，总库容2653万m3，为Ⅳ等小(1)型工程。

图1 重力坝结构示意图

3 大坝基础开挖

大坝基础开挖主要通道为左岸进场公路、上坝公路、左岸基坑公路及导流隧洞施工公路等。在该水利工程大坝施工过程中，首先进行岸坡开挖，然后再进行河床开挖，需要注意的是，在实际开挖过程中，需要采用自上而下的分层开挖施工方式，开挖分层梯度为10-12m。在两坝肩高程为660.30m处，分别设开挖公路一条。坝肩660.30m高程以上开挖的弃渣可通过坝肩的上坝公路运输至弃渣场，坝肩660.30m高程以下的弃渣可翻下基坑，坝肩部分开挖弃渣可就近堆放于大坝附近，用于围堰填筑，其余弃渣运输至弃渣场[2]。

4 帷幕灌浆

4.1 钻孔

在帷幕关键施工中，钻孔施工至关重要，钻孔施工工艺主要有回转钻孔和冲击钻孔两种施工方法。对于覆盖层，可以采用硬质合金钻头进行钻孔，首先确定孔位和钻孔偏差，然后再进行钻孔施工。在钻孔施工中，如果需要改变钻孔位置，则应该组织技术人员进行技术论证，在不影响正常施工的基础上进行调整。在本工程施工中，在混凝土灌浆造孔施工中，采用回旋钻机，同时配置硬质合金钻头，在钻孔施工中，分别进行一、二、三序孔施工。需要注意的是，在各个钻孔施工中，都需要采用分段施工方式。

4.2 压水试验

钻孔施工完成后，还需要对成孔进行压水试验，在压水试验中，可以同时进行裂隙冲洗，采用简易压水法至上而下进行冲压，冲洗压力按照灌浆压力的80%计算，在压水试验过程中，要求压水时间应达到20min，且每5min读取一次压入流量。

4.3 钻孔施工程序

露天部分的帷幕灌浆可直接进行施工，河床及大坝左岸坝肩部分的帷幕灌浆待大坝灌浆廊道施工完成后进行，帷幕灌浆钻灌设备可以用汽车吊吊至廊道进口后再转运至各工作面。固结灌浆必须综合考虑大坝浇筑面貌及混凝土浇筑工艺要求。在钻孔灌浆施工过程中，需要采用自下而上的灌浆施工技术，并且分三序进行施工，先施工一序孔，后施工二序孔、最后施工第三序孔，按分序加密的原则进行。

4.4 封孔施工

钻孔灌浆施工完成后，还需要进行封孔施工。在该工程施工中，采用浓浆进行封孔施工，并且还需要采用高标号水泥砂浆材料进行回填。

5 碾压混凝土浇筑施工

5.1 原材料选择及混凝土配合比

1)原材料要求：水泥需采用中低热水泥材料，同时还需要对水泥材料质量进行检测，确保所用水泥材料能够符合国家行业规定，混凝土要求最大水灰比和最小水泥用量满足《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002(2011年版)中表4.2.5的规定。采用粉煤灰应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2005、《粉煤灰混凝土应用技术标准》GBJ146-90、《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》DL/T5055-2007的要求，要求用Ⅱ级灰及以上。骨料采用位于进场公路附近的1#石料场，细骨料采用中砂(人工砂)，细度模数控制在2.2-2.9，砂中石粉(d≤0.16mm的颗粒)含量控制在14%-18%；三级配粗骨料的粒径范围≤80mm，二级配粗骨料的粒径范围≤40mm，连续级配。

2)外加剂：掺缓凝减水剂，能延缓初凝时间，减水效果18%-25%。

3)大坝坝体混凝土配合比材料特性要求：

根据混凝土配制强度，通过混凝土的水胶比强度关系试验成果，计算出初步水胶比，再考虑原材料变化及各部位混凝土全面设计技术指标要求，综合选择确定各强度等级的混凝土水胶比。确定后的水胶比不超出《水工混凝土施工规范》(SL677-2014)规定及设计要求的各部位混凝土极限水灰比。

5.2 混凝土浇筑施工技术

1)模板施工：在本工程施工中，在大坝上游面、下游面以及横缝面位置，都需要采用连续交替上升式模板[3]。

2)平仓施工：在本工程施工中，在仓面位置，在进行混凝土摊铺时，需要采用叠压式摊铺施工技术，首先从大坝工程下游位置进行摊铺施工，每条摊铺宽度为4m。对于与模板相接触的条带，需要注意采用人工摊铺方式，对于反弹回来的粗骨料，需要及时对其进行分散处理，同时，还需要注意在大坝上下游的模板位置划出层厚线，保证层厚的均匀性，在本工程混凝土摊铺施工中，碾压层厚度需要控制在25-30cm之间。

3)混凝土碾压施工。当混凝土材料摊铺完成后，即可进行混凝土碾压施工。在本工程施工中，碾压机的行走速度需要控制在1-1.5km/h之间。采用条带搭接碾压施工方法，碾压机在碾压施工中，需要采用条带的行走方式，相邻的碾压条带的重叠宽度应该控制在15-20cm之间。除此以外，还需要注意的是，在碾压施工在红，禁止顺着水流方向进行碾压施工。混凝土碾压施工完成后，还应该采用核子密度仪对碾压密度进行检测，确保符合工程建设需要。

4)施工缝面处理：碾压混凝土施工完成后，还需要采用高压冲毛枪对混凝土表面的浮浆进行及时清除，使得细骨料能够微露，从而形成毛面，另外，对于缝面，还应该注意及时清洗干净。另外，对于仓面，在进行新混凝土浇筑前，首先需要对其进行仔细清理，确保其处于湿润状态。当混凝土碾压施工验收合格后，还应该在老的混凝土表面摊铺一层高等级的混凝土材料，然后再铺设碾压混凝土，需要注意的是，在沙浆初凝前，必须完成混凝土碾压施工。

5)层间结合：在大坝施工中，二级配碾压混凝土是十分重要的防渗施工次啊聊，在本工程施工中，在大坝工程上游面从坝底到坝顶未知，有一层厚度二级配富胶凝材料作为大坝工程的防渗体。为了提高层间结合效果，在进行碾压混凝土施工前，需要注意先喷洒水泥煤灰净浆，厚度应该控制在2-3mm之间。