枕头坝一级水电站碾压混凝土应用研究.pdf

第 4 5卷 第 2 4期 2 0 1 4年 1 2月 人 民 长 江 Ya n g t z e Ri v e r Vo I 45 NO 2 4 De c 2 01 4 文章编号 ： 1 0 0 1 4 1 7 9 ( 2 0 1 4 ) 2 4 0 0 3 4 0 3 枕头坝一级水电站碾压混凝土应用研究 魏 雄 伟 ， 王 海 胜 ， 崔 鹏 飞 ( 国电大渡河枕头坝水 电建设有限公司 ， 四川 乐 山 6 1 4 7 0 0 ) 摘要 ： 为加快推进枕 头坝一级水 电站 的施 工进度 ， 降低工程投 资， 根据 工程建设的现 场情况及施 工进度要 求， 在工程施工过程 中深入分析 了碾压混凝 土性 能， 提 出 了采 用碾 压混凝 土替代 下部基础 大体积 常态混凝 土 的 工程方案 ， 并研 究了碾 压混凝 土应用的关键技 术问题 。工程应 用结 果表 明 ， 碾 压混凝土 的应 用有效地 解决 了 混凝土浇筑强度、 温控要 求、 分层、 分块 的问题 ， 达到 了加快施工进度 ， 节省投 资的 目的。 关键词 ： 大体积基础 ；碾压混凝土 ；工期优化 ；投资优化 ； 枕 头坝一级水 电站 中图 法 分 类 号 ：T V 4 3 1 文 献标 志码 ：A 枕头 坝一 级水 电站 坝址位 于 四川省 乐 山市金 口河 区核桃坪河段 ， 为大渡河干流 的第 1 9个 梯级 ， 上游距 深溪 沟 水 电站 2 5 k m， 下 游距 枕 头 坝二 级 水 电 站 4 1 k m。坝 址 控 制 流 域 面 积 7 3 0 5 7 k m ， 多 年 平 均 流 量 1 3 6 0 m s 。电站 采 用堤 坝式 开发 ， 枢 纽 布 置 为“ 左 岸 河 床式 厂房 +右 岸 泄 洪 闸” 方 案 ， 两 岸 为 混 凝 土 非 溢 流 坝 ， 正 常蓄水 位 6 2 4 m， 最 大坝 高 8 6 5 m， 电站装 机 容量 7 2 0 M W ， 多年 平均 发 电量 3 2 9 0亿 k W h ， 正常 蓄水位 以下 库 容 0 4 3 5亿 m ， 水 库 总 库 容 0 4 6 9亿 m 。开发任务为发 电并兼顾下游用水 。 枕 头坝一 级 水 电 站 工 程 大 坝 由 左 岸 非 溢 流 坝 段 ( 1 3号坝 段 ， 各 坝段 分别 长 2 1 0 5 ， 2 3 5 0 m 和 2 8 5 0 m) 、 河 床式 发 电厂房坝 段 ( 共 4个 坝 段 ， 坝段 长 3 4 6 0 4=1 3 8 4 0 m ) 、 右 岸泄 洪 闸坝段 ( 共 3个 坝段 ， 坝段 长度 分 别为 2 9 O 0 ， 1 8 5 0 m和 4 2 O 0 m) 、 右 岸非 溢 流 坝段 ( 坝 段长 1 6 6 0 m) 组 成 。 除左 岸 非 溢 流 坝段 外 ， 其 它坝 段下部 为 大体积 混凝 土 ， 上 部 为引水 发 电流道 、 发 电厂 房 、 泄洪 闸等 相 对 单薄 的结 构 。在 可 行性 研 究 阶段 ， 发 电厂 房 、 泄洪 闸下部 基础 均采 用常态 混凝 土 。 工 程施工 中 ， 由于地 质 结构 比较 复杂 ， 二 期上 下游 围堰 防渗墙施 工难 度 较 大 ， 围 堰 防渗 处 理 花 费 了大 量 时间 ， 致使工程进度滞后 。为加快后续工程的施工 进 度 ， 考 虑采 用提 高 混凝 土浇 筑 强 度 、 增 加设 备 投 入 、 优化设计方案等措施 。温控计算结果表明， 下部混凝 土属 强约束 区 ， 温控 问题较 为 突 出 ， 所 以提 出将 左岸 2 3号非 溢流 坝段 、 发 电厂房 、 泄 洪 闸等 下部 基 础 大体 积混凝 土 由常态 混凝 土 调 整 为碾 压 混 凝 土 ， 可 以 满 足 混 凝 土 的入仓 强 度 ， 解 决 混 凝 土 浇 筑 分 层 、 分 块 的 问 题 ， 大大 降低 温控 难度 ， 有 利 于 实现 预 定 的工 期 目 标 1 可行性分析 发 电厂房坝 段最 大坝 高 8 6 5 m， 泄 洪 闸坝 段 最 大 坝高 6 4 5 m， 建 筑 物 结 构 及 稳 定 性 计 算 表 明 ， 采 用 C 。 。 1 5 F 1 0 0 W6 碾压混凝土能满足坝体抗剪断 、 抗 压、 抗 渗、 抗冻等设计要求。所以， 枕头坝一级水电站采用碾 压混凝 土作 为各 坝段 下部基 础 的筑坝 材料 是可行 的。 工程 现场 已建设 HL 2 4 02 S 3 0 0 0 L混凝 土 拌 和 楼 2座 ， 碾压 混凝土 生产 能力 为 3 6 0 m h ( 出机 口温度 为 1 5 o C) ， 已在碾 压 混凝 土纵 向 围 堰 施 工 中取 得 了很 好 的应 用效果 。 为满 足混凝 土入 仓 强 度需 要 ， 现场 可 铺 筑 4条 宽 约 8 m的运输道路 ， 并在浇筑部位配置真空溜管和 自 卸运输 车辆 转运 。下 部 基 础混 凝 土 浇 筑仓 面积 较 大 ， 完全 能满 足碾压 混凝 土 的施 工要 求 。 另外 ， 碾 压混 凝土 相 比常态 混凝 土水 泥用量 较少 ， 收 稿 日期 ： 2 0 1 41 02 0 作者简 介 ： 魏雄伟 ， 男 ， 硕士 ， 主要从 事水电工程 建设 管理 工作 。Em a i l ： w e i x w l 2 1 0 1 2 6 c o rn 第 2 4期 魏雄伟 ， 等： 枕头坝 一级水 电站碾压 混凝 土应用研究 3 5 温控措施相对简单 ， 施工速度快 ， 造价低 。 2 方案设计与应 用 2 1 应用范 围 碾 压 混凝 土 的具体 适用 部 位 主要考 虑 了 以下几个 方 面 的 因素 。 ( 1 )碾压混凝 土应能满 足坝体抗剪 断、 抗 压、 抗 渗 、 抗冻等设计要求 。 ( 2 )坝体 结构 应 满 足 碾压 混凝 土 的施 工 要 求 ； 混 凝 土运 输 、 人 仓 方便 可靠 。 通 过对 左 岸 23号 非 溢 流 坝 段 ， 47号 发 电厂 房 5 6 0 0 m高 程 以下坝 段 ， 8号泄 洪 闸坝段 ( 1 2号泄 洪 闸 ) 的下 部基 础 混 凝 土 和 12号 泄 洪 闸 下 游 消 力 池部 位进 行 深人 研究 发 现 ， 各 坝段 部 分 位 置 满 足 碾 压 混凝 土 的适 用要 求 ， 具 体 的适 用范 围见 表 1 。 表 1 各 坝 段 碾 压 混 凝 土 应 用 范 围 序号 部位 高程 m 仓面面积 碾压混凝 m 土 量 m 注 ： 碾 压 混 凝 土 量 合 计 4 6 6 7 0 m 。 2 2碾压 混凝土配合 比 结合碾压混凝土在枕头坝一级水电站纵向围堰施 工中的相关资料 ， 考虑坝体防渗、 应力等设计要求 ， 通 过比选 分 析 ， 参 照 水 工 混 凝 土 配 合 比设 计 规 程 D L 5 3 3 0 2 0 0 5 )相关 要求 ， 经过反复 的试验研究 ， 适 用 的碾 压 混凝 土配合 比见表 2 。 表 2碾压 混凝土配合 比试验结果 ( G T A减水剂 ) 注 ： 选 用 四 川 东森 集 团有 限 公 司 生 产 的 峨 边 P O 4 2 5水 泥 ， 嘉 阳 电 厂 级粉煤灰 。 减水剂为贵州特普科技有限公司生产的 G T A高 性 能 减 水 剂 。 2 3碾压 混凝土施工技术要 求 2 3 1 分 层 根据 混凝 土 温控 要 求 及 施 工 道 路 、 施 工 仓 面 碾 压 状况 ， 连 续施 工 时 间等各种 条 件 ， 拟 定 采用 连续 翻升 钢 模板 。基础 垫层 为 常 态 混 凝 土 ， 浇 筑 层 厚 11 5 m。 垫 层 以上碾 压混 凝 土按 3 0 e m 一 层进 行 碾 压 ， 间歇 时 间 5 7 d 。 2 3 2 入 仓 碾 压混 凝土 入仓 主 要采 用 1 5 t自卸汽 车运 输 ， 经 大 坝两 岸公 路 、 跨 明渠 桥 、 下 游 基 坑公 路 直 接 入 仓 ， 下 游 基坑 公路 随着 碾压 仓面 上升 进行 填筑 加高 。对 于基 坑低 洼 处大 面积 碾压 混 凝 土 的 浇筑 ， 用 自卸 汽 车 运 输 加 真空 溜管方 式 缩短 浇筑 时 间。 考 虑到 坝体 采用 自卸 汽 车 入仓 施 工 时 ， 随着 坝 体 混凝土不断上升 ， 进仓道路也不 断加 高 ， 在距人 仓 口 5 0 6 0 m距 离 处配 置两 根压 力 为 0 30 4 MP a的水 枪 ， 冲洗 车胎 和车 箱底部 ， 洗 车处 和入 仓 口的路 段为 钢 格栅 和碎 石脱水 路 面 ， 坝 体 每 上升 1层 ( 3 0 c m) ， 则 碎 石 路 面填 筑 1 次 ， 汽 车入 口处 的封 仓 采 用 1 5 0 c m X 3 0 c m 3 0 e m 的混 凝土 预制 模块 。每碾压 1层 ， 则 封仓 1 次 ， 汽 车人 仓之 前一 定 要 在 洗 车处 通 过 压 力 水 枪 冲洗 轮胎 和车 箱底 部 ， 并 经 检 查 洗 净后 才 准 经 碎 石 路 面入 仓 ， 碎 石路 面脱 水 每 填 筑 1层 ， 用 压 力 水 冲 洗 1次 路 面 ， 洗 去 附着在 碎石 上 的污泥 ， 以免 汽 车轮胎 将其 带 入 仓 内 ， 污染 碾压 混凝 土仓 面 。 2 3 3混 凝 土 碾 压 及 缝 面 处 理 ( 1 )为确保碾压混凝土 的压实效果和生产效率 ， 主要碾 压设 备 选 用 B W 一2 0 2 A D 型振 动 碾 ， 靠 近模 板 边 角位 置则 用小 型 振动碾 碾压 。 ( 2 )碾 压 作 业 采 用条 带 搭 接 法 ， 大坝 迎 水 面 8 1 5 m 范 围内 ， 碾 压 方 向应 垂 直 水 流 方 向 ， 碾 压 搭 接 宽 度 2 0 c m、 端头 部位 的搭 接宽 度应 不小 于 1 0 0 e m， 碾压 机 具碾 压不 到 的死 角 以及 有 预 埋 件 的部 位 ， 用小 型 振 动 碾碾 压 。 ( 3 )振 动 碾碾 压 速度 按 11 5 k m h控制 ， 按 每 天 铺筑 68层 的进 度施 工 。为 防止 振 动 碾 在碾 压 时 陷入混 凝土 内 ， 对 刚铺 平 的碾 压 混 凝 土 先 无 振 碾 压 2 遍 后使 其初 步平 整 ， 再 继 续有振 碾 压 ， 直 至碾 压混 凝土 表 面泛 浆 时再酌 情增 加 12遍 ， 一 般 为 81 O遍 ， 具 体 碾压 遍数 由现 场碾 压试 验确 定 。 ( 4 )对 于缝 面及 层 间结合 问题 的处 理 。结构 缝位 置采用 切缝 机切 缝 并 在 缝 内填 沥青 杉 板 。 对施 工 缝 ， 需 待混 凝 土终凝 后 用 高压 水 冲毛 机 将缝 面 冲 毛 ， 清 除 混 凝土 表 面 的 浮 浆 、 松 散 残 留 物及 污 染 物 ， 使 骨 料 露 出 ， 确 保缝 面 冲洗干净 并 保持 湿润 状态 ， 在碾 压前 用 自 制 摊铺 工具 均匀 铺设 一层 约 2 c m 厚 的水 泥 砂浆 。 2 3 4 养 护 在 整个 碾压 混凝 土 的施 工 过 程 中 ， 要 注 意保 持 仓 面湿润 ， 防止外来水 的侵入。当遇到水平层面没有继 3 6 人 民 长 江 2 0 1 4焦 续铺 筑 上层 混凝 土时 ， 在收 仓 1 2 h 、 混 凝土 终凝 后开 始 洒水 养 护 。 3 应用效果 发 电厂房 坝段 改碾 压混 凝 土 的 区域原 计 划 工 期 4 个 月 ， 浇 筑 时段为 2 0 1 2年 8月 1日至 1 2月 2日； 采 用 碾 压混 凝 土 施 工 后 ， 实 际 施 工 时段 为 2 0 1 2年 8月 1 1 日至 1 0月 1 0日， 节约工期约 2个月。对于非关键线 路 左岸 23号坝 段改 碾压 混凝 土后 ， 节省 工期 5 5个 月 ， 泄洪 闸坝段节 省 工 期 1 个 月 。发 电 厂 房 坝段 施 工 属 于整 个工 程 的关键 线路 ， 因此 ， 整个 工 程 节省 工 期 2 个 月 。总 共节 省 工 程 投 资 约 9 3 7 4 5万 元 ， 为 工 程 按 期蓄水发电和投资控制奠定了坚实基础 。 4 结 语 ( 1 )枕头 坝一 级水 电站将 主体 工程 下部 基础 大体 积常态混凝土改为碾压混凝土， 不但加快了工程进度 ， 降低 了投 资， 并 且 带来 了比较 明显 的经 济效 益 ， 为 2 0 1 4年 安全 度 汛 和 首 台机 组 按 期 发 电奠 定 了坚 实 基 础 。 ( 2 )枕 头 坝一 级 水 电站 属 二 等 大 ( 二 ) 型 重 力 坝 ， 碾 压混凝 土在 该工 程建设 中的成 功应用 ， 可 为 同类 工程提供借鉴。 参考 文献 ： 1 崔鹏飞， 刘道文， 王 海胜 枕头坝一级水电站二期截 流工程施 工综 述 J 人 民长江 ， 2 0 1 2 ， 4 3 ( 1 4 ) ： 4 8 5 O 2 侯钦礼 碾压混凝 土坝 建设 2 0年 J 1 水利水 电快报 ， 2 0 l 4， ( 6 ) ： 1 8 3 D L 5 3 3 0 2 0 0 5水 工混凝土配合比设计规程 s ( 编辑 ： 徐诗 银) App l i c a t i o n o f r o l l e r c o m pa c t e d c o n c r e t e i n Zhe nt o ub a I Hy dr o p o we r S t a t i o n W EI Xi o n g we i ，W ANG Ha i s h e n g，CUI P e n g i ( Zh e n t o u b a B r a n c h o fDa d u Ri v e r Hy d r o p o w e r D e v e l o p me n t C o ，L t d ，L e s h a n 6 1 4 7 0 0，C h i n a) Ab s t r a c t： Ac c o r di n g t o c o n s t r u c t i o n s i t e c on d i t i o n a n d r e qu i r e me n t s o n c o ns t r uc t i o n s c h e du l e，t he p e r f o r ma nc e o f r o l l e r c o m p a c t e d c o n c r e t e ( RC C)o f Zh e n t o u b a I Hy d r o p o w e r S t a t i o n wa s s t u d i e d t h o r o u g h l y ，a n d t h e s u b s t i t u t i o n o f r o l l e r c o mp a c t e d c o n c r e t e f o r ma s s n o r ma l c o n c r e t e a t f o un d a t i o n p a r t wa s p r o p o s e d，t hr o ug h whi c h t he c o n s t r u c t i o n s c he du l e wa s p r o mo t e d a nd i n v e s t me n t wa s r e d u c e dTh e k e y t e c hn i c a l i s s u e s i n a p pl i c a t i o n o f r o l l e r c o n c r e t e we r e r e s e a r c he d Th e a p pl i c a t i o n s h o w t h a t t h e RCC co ul d s o l v e pr o b l e ms o f p l a c e me nt s t r e n g t h，t e mpe r a t u r e c o n t r o l ，l a y e r d i v i s i o n a nd bl o c k d i v i s i o n，t hu s p r o mo t i ng c o n s t r u c t i o n p r o c e s s a nd c o n t r o l l i n g i n v e s t me n t Ke y wor d s： ma s s i v e c o nc r e t e；RCC；e ng i n e e r i ng s c h e du l e o pt i mi z a t i o n；i nv e s t me n t o p t i mi z a t i o n；Zh e n t o u ba I Hy d r o p o we r S t a t j o n ( 上 接第 1 6页 ) Ri s k e v a l u a t i o n o f s ma l l h y d r o p o w e r p r o j e c t s i n v e s t me n t b a s e d o n e n t r o p y me t h o d J I ANG B o ，Q I N Ma o g u o ( Z h e n t o u b a B r a n c h of Da d u Ri v e r H y d r o p o we r De v e l o p me n t C o ，L t d ，L e s h a n 6 1 4 7 0 0，C h i n a ) Ab s t r a c t ：T h e i n v e s t me n t r i s k o f s ma l l h y d r o p o w e r p r o j e c t i s l a r g e d u e t o i t s c h a r a c t e r i s t i c s a n d i t s i n fl u e n c e o n e n v i r o n me n t The e v a l u a t i o n i n de x s y s t e m i s e s t a bl i s h e d b y i d e n t i f y i n g t he i n v e s t me n t r i s k o f s ma l l h y d r o p o we r s t a t i o ns I n d e mo n s t r a t i o n o f i n v e s t me nt r i s k e v a l ua t i o n，t he e nt r o p y mo de l i s us e d t o c a l c u l a t e t he e n t r o p y v a l u e a n d we i g h t o f t h e e v a l u a t i o n i nd e x l a y e r b y l a y e r，a n d t h e r i s ks i n po l i c y，e c o no my，t e c h no l o g y a n d r e s e t t l e me n t a r e e v a l ua t e d，Th e mo d e l i s a pp l i e d i n r i s k e v a l u a t i o n f o r de v e l o p me n t s c h e me s o f 3 s ma l l h y d r o p o w e r p r o j e c t s a n d t h e e n t r o p y v a l u e o f e a c h s c h e me i s c a l c u l a t e d T h e s c h e me w i t h t h e s ma 1 1 e s t i nv e s t me nt r i s k i s o bt a i n e d by c o mp a r i s o nTh e r i s k e v a l ua t i o n mo de l o n t he b a s i s o f e nt r o p y me t h o d p r o v i d e s n e w t h ou g h t s f o r r i s k e v a l u a t i o n o f s ma l l h y d r o p o we r p r o j e c t s i n v e s t me n t a n d i mp r o v e s i t s s c i e n t i f i c a l n e s s a n d f e a s i b i l i t y Ke y wo r ds： i n v e s t me n t r i s k；r i s k e v a l u a t i o n；e n t r o p y me t ho d；s ma l l h y dr o p o we r s t a t i o n