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200m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.贵州.晴隆.光照碾压重力坝,主要汇报内容如下:,1、工程概况,2、全面采用斜层碾压新工艺,7、结语,6、混凝土质量检测情况,3、混凝土入仓方式,4、异种混凝土同构,5、经济性比较,1、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、放空底孔、右岸引水系统及地面厂房等组成。电站装机容量1040MW(4260MW),保证出力180.2MW,多年平均发电量27.54亿kWh。水库正常蓄水
2、位745m,死水位691m,总库容32.45亿m3,死库容10.98亿m3,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410m,坝顶高程750.50m。最大坝高200.5m,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20个坝段,即4个溢流坝段及底孔坝段、1个电梯井坝段和15个岸坡挡水坝段,大坝混凝土总量约280万m3,其中碾压混凝土约240万m3、常态混凝土约40万m3。,光照电站坝址原地貌,光照电站08年6月份形象(下游面),H:200.5m,L:410.0m,光照电站08年6月份形象(左岸观礼台),溢流坝段剖面 底孔坝段剖面,左岸砼拌和系统,左岸下游砼拌和系统
3、(鸟瞰图),2.1、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,铺筑方法宜采用平层通仓法,也可采用斜层平推法、台阶法。光照水电站RCC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点:(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了碾压砼质量。(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,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,采取斜层碾压工艺比
4、采取平层碾压工艺大大节省了施工时间。,2、全面采用斜层碾压新工艺,(3)特殊环境方面:贵州人用“天无三日晴”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,碾压施工面的雨水将沿坡面排出,保证了施工质量。(4)破坏程度: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,对已碾压好的层面的破坏程度降至
5、最小限度。,(5)层间覆盖时间:光照电站平层碾压最大的仓面面积为20000m2,按每层30cm来计算需砼60000m3。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混凝土碾压完毕为止)需在6h以内,高温季节应在34h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,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6480 m2,按每层30cm需砼1944 m3,从而缩短了层面间隔时间,保证了混凝
6、土的施工质量。(6)与坝基固结灌浆同时作业:两岸坝基固结灌浆需在有4m盖重的情况下进行,若采取平层碾压必须在收仓2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,平均每上升3m,平层碾压比斜层碾压多用3天时间。,井然有序的斜层碾压仓面,2.2、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了完善。(1)坡角处理:采用斜层碾压时坡角会出现薄层尖角现
7、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。为防止坡角处骨料被压碎而形成质量缺陷,光照大坝RCC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。水平垫层超出坡角前沿30cm50cm,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范围时间内。水平垫层的宽度b由坡比及升层高度确定。每一30cm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50cm范围的碾压混凝土采用专人负责清除。,水流方向,增设水平垫层,(2)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1.5m,卸料由仓面诱导员指
8、挥,采用退铺法进行多点式卸料,先卸1/3,移动1m左右位置后卸2/3(堆料高度要求小于80cm),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土应卸在斜坡面上,由平仓机摊铺到老混凝土面。(3)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
9、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、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,将斜层碾压坡度控制在1:121:15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。,(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34cm,超出规定值的部位必
10、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。(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,降低混凝土的强度。为解决这一问题,要求在每30cm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位走动。,插仓面铺设钢板照片,已碾压好且收仓的层面覆盖2cm钢板加以保护已收仓的砼面,2.3、斜层碾压方向 大坝EL660以下斜层碾压方
11、向为从下游往上游,大坝EL660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。2.4、斜层碾压浇筑量 大坝碾压混凝土约240万m3,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,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%以上。采用斜层碾压,RCC日浇筑强度达13582m3,RCC月浇筑强度达到22.25万m3,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、施工质量上有着明显的优势,建议在同行业推广
12、采用。,下游至上游方向斜层碾压,水流方向,增设水平垫层,左右岸方向斜层碾压,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。,自卸车直接入仓,深槽高速皮带+箱式满管,简易溜槽入仓,缆机入仓,反铲入仓,31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
13、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,两岸边坡陡峭,对混凝土的入仓影响较大。前期混凝土入仓采用由下游河道填筑石碴路,自卸汽车直接入仓。该方法虽能保证混凝土的快速入仓,但是增加石碴的填筑和石碴清除工程量,影响下游护坦、护
14、岸施工工期,增加了成本。大坝浇筑至EL622.5之后,我们放弃了自卸车直接入仓的方法,研究采用了布置在岸坡的箱式满管进行混凝土垂直运输、自卸车仓内转运的入仓方法。,高陡的大坝边坡,方形满管,圆形满管,32箱式满管的入仓工艺 入仓工艺为拌和楼高速皮带箱式满管仓内汽车转运,左岸拌和楼拌制出来的混凝土分别通过EL680m和EL750.5m两条混凝土皮带运输洞至左坝肩1#、2#箱式满管顶部的调节料斗,进入箱式满管,通过底部液压弧门控制出料,仓内汽车转运;右岸拌和楼拌制出来的混凝土通过自卸汽车运至右坝肩的调节料斗,卸料进入箱式满管,通过底部液压弧门控制出料,仓内汽车转运,将碾压混凝土“垂直”输送至坝面仓
15、内。箱式满管系统主要参数见下表:箱式满管系统主要参数,3.3箱式满管布置及结构(1)箱式满管布置 光照水电站大坝EL622.5EL748.5之间的碾压混凝土采用三套箱式满管输送系统,其中1#箱式满管布置于左岸EL680EL750.5,2#箱式满管布置于左岸EL622.5EL680,3#箱式满管布置于右岸EL674 EL750.5。考虑到混凝土拌制主要在左岸拌和系统及检修维护的需要,左岸箱式满管输送系统由2条泄槽组成,右岸箱式满管输送系统布置1条箱式满管,每条箱式满管设计输送能力均为500m3/h。(2)箱式满管结构 箱式满管入仓系统结构是实现该工艺的关键所在。结构设计包括以下四部分,即调节料斗
16、、下料控制装置(出口弧门)、箱式满管槽身及系统支撑结构,关键是前三部分,应解决好槽、斗形状、截面大小、控制方式和系统密封等问题。,调节料斗结构 为了保证混凝土连续下料和达到满管的效果,设计采用大料斗,料斗容积约20m3,上口尺寸为34003400mm,下口尺寸为800800mm,高度为3150mm。调节料斗罐体钢板厚度为6mm,岸坡调节料斗采用四根支撑柱通过地脚螺栓与基础连接。出口液压弧门 出口弧门段总高度为1200mm,上口尺寸10001000mm,下口尺寸10001000mm。两扇弧门分别由两个34BM-B10H-T油泵控制,油泵由型号为YML2-4的电机带动,电机油泵就近置于仓面上。箱式
17、满管槽身结构 方形箱式满管槽身构件包括标准节长1.5m、非标准节0.55m,断面尺寸均为800mm800mm,出口渐变扩大节长0.7m、断面尺寸为800mm1000mm,45弯头节。圆形箱式满管槽身构件包括3m-6m的标准节长,1.5 m的非标准节,断面尺寸为800mm,出口渐变扩大节长0.7m、断面尺寸为800mm1000mm,45弯头节。其中出口渐变扩大节安装在弯头节和出口弧门之间,便于混凝土下料时不发生堵管现象。箱式满管槽身每节均采用法兰螺栓连接,拆装均十分方便。,箱式满管系统剖面,箱式满管系统剖面,方形满管标准断面,圆形满管标准断面,方形满管标准侧视图,3.4箱式满管垂直输送混凝土量
18、光照大坝第一仓碾压混凝土于2006年2月11日开仓浇筑,2008年2月6日光照大坝右岸RCC浇筑到顶,2008年2月16日光照大坝左岸RCC浇筑到顶,坝体共浇筑完成混凝土280万m3。大坝混凝土在EL622.5高程以下采用自卸车直接入仓浇筑,最大月浇筑强度212677 m3,最大日浇筑强度13582 m3,EL622.5高程以上采用皮带机+箱式满管+仓内汽车入仓,最大月浇筑强度221831 m3,最大日浇筑强度11161 m3,月最大升程15m。可见箱式满管垂直输送和自卸车直接入仓输送能力相当,箱式满管累计垂直输送混凝土超过150万m3。,3.5箱式满管垂直输送混凝土系统的特点及创新 目前国内
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