梨园水电站混凝土面板堆石坝技术优化与质量管控措施.pdf
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1、第 4 1卷第 5期 2 0 1 5年 5月 水 力 发 电 梨 园水 电站 混凝 土 面板 堆石 坝 技 术优化 与质量管控措施 杨 秀方 ,石成名 ,陈 宇 ( 云 南华 电金沙江 中游水 电开发有 限公 司梨 园发 电分公 司 ,云南 丽江6 7 4 1 2 4 ) 摘要 :为保证梨园水电站混凝土面板堆石坝 的质量并节 约建 设成本 ,进行 了多 项技术优 化和质量控 制措施 。技术 优化包括合理规划料源 、在面板所有接缝增设柔性 止水涂 层等 ,质量控制措施有采 用数字大坝 实时监控 系统保证填 筑质量 ,附加质量法快速检测密度 ,坝顶加水加 速坝体沉 降变形趋于稳定等 ,这些措 施为
2、大 坝能够安全稳 定运行提 供 了保障 ,同时也为面板坝施工积 累了经验 。 关键词 :混凝土面板堆石坝 ;技术优化 ;质量管理 ;措施 ;梨 园水 电站 T e c h n o l o g y Op t i mi z a t i o n s a n d Qu a l i t y Co n t r o l o f Li y u a n CF RD Co n s t r u c t i o n YANG Xi uf a n g,S HI Ch e ng mi ng ,CHEN Yu ( L i y u a n Ge n e r a t i o n B r a n c h o f Yu n n a
3、 n Hu a d i a n J i n s h a Ri v e r Hy d r o p o w e r De v e l o p me n t C o ,L t d , L ij i a n g 6 7 41 2 4,Yu n n a n ,C h i n a ) Abs t r a c t :To e n s u r e t h e qu a l i t y o f Li y ua n CFRD a n d s a v e c o ns t r uc t i o n c o s t ,ma n y t e c h no l o g y o pt i mi z a t i o n s
4、a n d q ua l i t y c o nt r o l me a s u r e s a r e a d o pt e d i n t h e c o n s t r u c t i o n o f Li y ua n Hy dr o po we r S t a t i o nTh e t e c hn o l o g y o p t i mi z a t i o n s i n c l u d e p l a n n i n g ma t e r i a l s o u r c e s r e a s o n a b l y a n d u s i n g fl e x i b l
5、e wa t e r c o a t i n g i n a U j o i n t s o f p a n e 1 T h e q u a l i t y c o n t r o l me a s u r e s i n c l u d e u s i n g d i g i t a l r e a l t i me mo ni t o r i n g s ys t e m t o g u a r a n t e e d a m f i l l i n g qu a l i t y,a d d i t i o n a l qu a l i t y s t a n da r d t o d e
6、 t e c t d e ns i t y r a p i d l y ,c r e s t wa t e r i n g t o a c c e l e r a t e t he s e t t l eme n t o f da m bo dy The s e me a s u r e s p r o v i d e a s a f e g ua r d t o s a f e a nd s t a b l e o p e r a t i o n o f d a m, a nd a l s o pr o v i d e e x pe r i e n c e s f o r t he c o
7、n s t r u c t i o n o f o t he r CFRDs Ke y W o r ds :CF RD; t e c h no l o g y o p t i mi z a t i o n ; q ua l i t y ma n a g e me nt ; me a s u r e ;Li y ua n Hy dr o po we r S t a t i o n 中图分类号 : T V 5 2 3 ;T V 6 4 1 4 3 ( 2 7 4 ) 文献标 识码 :B 文章编 号 :0 5 5 9 - 9 3 4 2 ( 2 0 1 5 ) 0 5 0 0 6 3 0 4 1 工
8、程概 况 梨 园水 电站位 于 云南 省 迪 庆 州 香 格 里 拉 县 与 丽 江市 玉龙 县交 界 的金 沙 江 中游 河 段 ,为 金 沙 江 中游 河 段 规划 “ 一 库 八 级 ”中 的第 3梯 级 ,属 一 等 大 ( 1 ) 型工 程 ,以发 电为 主 ,兼 有 库 区航 运 和 旅 游 等 综 合 效 益 。 电站 水 库 正 常 蓄水 位 1 6 1 8 i n,相 应 库 容 7 2 7 亿 in 。 电站装机 容量 2 4 0 0 Mw。电站枢 纽 主要 由混 凝 土 面 板 堆 石 坝 、 右 岸 溢 洪 道 、左 岸 泄 洪 冲 砂 洞 、 左 岸 引水 隧洞 及
9、地 面 厂 房 等 建 筑 物 组 成 。工 程 静 态 投 资 1 5 4 2 4亿 元 ,总 投 资 1 9 7 6 1亿 元 。大 坝 坝 顶 高 程 1 6 2 6 0 in ,最 大 坝 高 1 5 5 in,坝 顶 长 5 2 5 i n、 宽 1 2 in,总填筑 量 约 7 3 2万 i n 。坝 顶 上 游侧 设 4 2 1T I 高 防浪墙 。上 游 坝 坡 1 : 1 4;下 游 坝坡 上 缓 下 陡 , 即 1 5 9 4 in 高程 以上 坝坡 1 : 1 7,1 5 9 41 5 4 4 in 高 程 坝 坡 1 : 1 5,1 5 4 4 in 高 程 以下 坝
10、坡 1: 1 5。 梨 园水 电站 于 2 0 1 0年 1 1月开 始 截 流准 备 工 作 , 2 0 1 1年 4月 3 日河 床断 流 ,2 0 1 1年 6月 底上 下 游 围 堰填 筑至设 计 高程 ,2 01 1年 7月 2 5日坝基开 挖 至建 基 面 高程 ,2 0 1 1年 8月 1 6 日大 坝 开 始 填 筑 ,2 0 1 2 年 7月 中旬 填筑 至 1 5 5 5 IT I 高程 ,2 0 1 3年 7月 2 5 日 整体填 筑 至 1 6 2 3 in 高程 ,2 O 1 3年 1 1月 底进 行 一 期 面板 浇筑 ,2 0 1 4年 3月 中旬 至 2 0 1
11、 4年 5月底 进行 二 期面板 浇 筑 ,2 0 1 4年 8月 中旬完 成面 板接缝 处 理 。 收稿 日期 :2 0 1 5 - 0 2 1 0 作者 简介 :杨 秀方 ( 1 9 7 2 一) ,男 ,贵 州 风 岗人,高 级工 程师 主要从事水 电工程建设管理工作 W a P r e r V o L 4 5 圈 Y, J 仅电 zu1 年b 月 2技术优 化 2 1 左岸 堆积 台地作 为堆 石坝基 础优 化 ( 1 ) 坝 趾 左 岸 缓 坡 台 地 顺 河 向 展 布 ,分 布 在 1 5 6 0 m高程 以下 至江 边 ,为 洪 积 、崩 积 、冰水 堆 积 及 冲积混合 形
12、成 的堆 积 体 ,主 要 由碎石 土 、卵 砾 石 土夹 块石组 成 ,堆积物 为 卵石混 合 土及 漂 石混 合 土 , 颗粒 偏 细 ,透 水 性 中等 ,泥 质 弱 胶 结 ,总 体 结 构 密 实 ,具 一 定 承 载 及 变 形 能 力 ,经 判 断 基 本 满 足 堆 石 坝建 基要求 。为进 行 左 岸 堆 积 台地 作 为 堆 石 体 坝 基 的适 宜性研 究 ,在 可研 工 作 的基 础 上 ,增 设 布 置 了 9个勘 探 孔 ,基 本 查 明 了该 堆 积 体 的厚 度 、层 次 结 构及 物质 组成 等 。 ( 2 ) 根 据 可 研 阶 段 进 行 的 颗 粒 分
13、析 、 天 然 干 密 度及 坝基 载荷 等试验 和对 新增 钻孔 补充 的颗粒 分 析 、 干 密度 、现 场 注 水 、三 轴压 缩 等 试 验 ,试 验 结 果 表 明 :堆 积 物 组 成 中 小 于 5 mm 的 颗 粒 含 量 多 在 2 0 4 0 ,小于 0 0 7 5 mm 含 量 在 1 5 ;渗 透 系 数 在 i 1 0 1 0 e m s ;天 然 干 密 度 为 2 1 62 2 4 g m ;2 5 MP a试 验 荷 载 下 ,坝 轴 线 上 游 部 位 堆 积 体 的变 形模量 达 1 3 02 3 0 MP a ,坝轴 线 下 游部 位 达 36 M Pa。
14、 综 合 分 析 ,左 岸 缓 坡 堆 积 体 组 成 物 质 与 砂 卵 砾 石 料 相 似 ,具 有 较 低 的 压 缩 性 、 承 载 力 满 足 要 求 ; 坝 坡稳 定及应 力 应 变 分 析计 算 表 明 ,保 留 左 岸堆 积 物 对 坝 体 坝 坡 稳 定 、应 力 及 变 形 没 有 产 生 明 显 影 响 , 故 可保 留左 岸缓 坡 台地 堆 积 体 作 为 坝基 。此 优化 减 少工程 开 挖 、料 场 开 挖 料 、填 筑 量 各 6 8万 m ,节 约 工 期 约 6个 月 ,直 接 经 济 效 益 4 0 0 0多 万 元 。 2 2 电站 进水 口冰水 堆积 体
15、开挖 料粗 颗粒 用 于坝体 下游次 堆石 干燥 区 ( 3 C) 优化 ( 1 ) 电 站进 水 口位 于左 岸 坝前 的下 咱 日冰 水 堆 积体 北 侧 边 缘 ,开 挖 料 中 4 0 0多 万 m 为 冰水 堆 积 体 ,其 物 质 组 成 主 要 为 砂 卵 砾 石 。 砂 卵 砾 石 中 粗 颗 粒 岩 性 以灰 岩 、 白云 质 灰 岩 及 玄 武 岩 等 硬 质 岩 为 主 , 级配 连续但 总体 颗粒偏 细 。 ( 2) 根 据 可 研 阶 段 对 冰 水 堆 积 体 进 行 的 颗 粒 分 析 、天 然 干 密 度 、 渗 透 性 及 三 轴 压 缩 试 验 ,考 虑 到
16、 冰水堆 积体 开 挖 料 岩 性 成 份 复 杂 、性 状 不 一 ,结 合 电站进 水 口开 挖 揭 露 的情 况 ,开展 了堆 积 体 上 坝 现 场碾压 试验 及 室 内颗 粒 分 析 、 固结 、三 轴 剪 切 及 渗 透变 形试 验 ,以验 证 冰 水 堆 积 体 用 于干 燥 区 ( 3 C1 ) 的可行性 。开 挖 揭 露及 颗 粒 分 析 试 验 成 果 表 明 ,冰 水堆 积体 砂卵 砾 石 明 显分 为两 层 :电站 进 水 口中高 部位 开挖 料 小 于 5 mm含 量 一 般 为 3 0 5 0 ,相 对 偏 细 ; 中 低 部 位 小 于 5 mm 含 量 一 般
17、小 于 3 0 , 墨I W a e r V o 1 4 J N o 5 颗 粒 级 配 相 对 偏 粗 。 其 中 , 对 粗 颗 粒 部 分 进 行 了 相 关室 内及 现 场 碾压 试 验 工 作 。试 验 结 果 表 明 ,粗 颗 粒 组 成 中 小 于 5 mm 含 量 在 3 0 以 下 ,小 于 0 0 7 5 mm含 量 不 超 过 5 ,渗 透 系 数 为 i1 0c m s ,各 级 压 力 下 的 平 均 饱 和 压 缩 模 量 为 1 3 13 1 5 MP a , 内 摩 擦 角 为 3 6 9 。4 2 9 。 。 综合 分析 认 为 ,进 水 口低 高 程 开 挖
18、 的冰 水 堆 积 粗 颗粒料 基本 满 足 坝 壳 次 堆 石 料 的设 计 要 求 ,可 用 于 下 游 次 堆 石 干 燥 区 ( 3 C1 ),这 样 可 相 应 减 少 料 场 开 挖 料 8 5万 m , 同 时 也 可 减 少 边 坡 支 护 工 程 量 , 直 接 经 济 效 益 约 2 5 0 0万 元 。 2 3 坝面 接缝 、分期 施 工缝增设 聚脲 复合 止水 优化 混 凝 土 面 板 堆 石 坝 的 面 板 止 水 通 常 采 用 三 层 止 水 结 构 , 即 表 层 设 置 盖 板 保 护 的 塑 性 嵌 缝 填 料 或 不 锈 钢罩 保护 的 无 黏性 自愈 填
19、 料 、接 缝 中部 止 水 带 和 缝 底 铜 止 水 。 工 程 经 验 表 明 : 中 部 止 水 带 施 工 难 度 大 ,而且很 难 与 混 凝 土 紧 密 结 合 ,常 发 生 漏 水 ,同 时在 接缝位 移 作 用下 ,接 缝 中的 止水 带 产 生 的集 中 应 变 较 大 ,一 旦 被 破 坏 ,止 水 效 果 将 难 以 保 证 。 因 此对 于 1 0 0 m 以上 高 坝 ,一 般 不 设 中部 止 水 ,而 是 在 表 面 设 置 塑 性 填 料 和 无 黏 性 自 愈 填 料 的 止 水 结 构 。 2 0 0 0年 以后建设 的高 混凝 土 面 板 堆 石 坝 中
20、 ,除水 面 垭 周 边 缝 在 约 1 2 坝 高 以 下 采 用 了 三 道 止 水 ,其 余 均设 两道 止水 ,即取 消 了 中部 止水 带 。 面板 接缝 止水 应 注 意 的 问题 有 将 常 用 的 盖板 ( GB复合 三元 乙丙 、橡胶 板 和复合 S B橡 胶板 等 ) 用 膨 胀 螺 栓 固定 后 作 为 一 道 止 水 的 要 求 在 现 实 情 况 下 保证 率 低 。 因面 板 混 凝 土 表 面无 法 做 到 绝 对 平 顺 , 且 膨 胀 螺 栓 间 距 通 常 约 2 5 c m,通 过 膨 胀 螺 栓 和 扁 钢 压条 将盖 板机 构 连 接 到 面板 上 ,
21、这 种 刚 性 联 接 方 式 要做 到 紧密无 缝 可 靠 性 不 高 。 周 边 缝 缝 口 曲折 多 变 ,存 在 多处 T形 接 头 和 L形 折 角 ,顶部 与 防浪 墙 底 缝 间 折 角 大 于 9 0 。 ,这 些 部 位 一 般 定 做 防 护 盖 板 接 头 再 与 直 线 段 盖 板 联 接 ,这 些 部 位 的 接 头 和 扁 钢 安 装 容易 出现 缺 陷 ,会 增 加 周 边缝 渗漏 量 。 固定 螺 栓 在 水 位 变 化 区 在 寒 冷 地 区 容 易 发 生 冻 胀 脱 落 ,且 扁 钢和 压条存 在 抗 腐 蚀 能 力 及 耐 久 性 问题 。 由于 盖 板
22、和 塑性嵌 缝 填 料 结 合 不 严 ,在 冰 压 力 作 用 下 容 易起鼓 或破 坏 。 现 国 内生产 的盖 板 质量 参 差不 齐 , 部 分 工 程 盖 板 运 行 几 年 后 就 出 现 老 化 现 象 。 故 梨 园 水 电站 采用 新 型接 缝 止 水 材 料 和结 构 形 式 以保 证 混 凝 土 面板 防渗可 靠 ,运行 安全 。 梨 园水 电站 坝 面 原 接缝 止 水 按 常规 的 止水 方 案 设 计 :一期 埋 设 铜 止 水 ( W 形 、F形 ) 一 缝 间橡 胶 板一 塑性填 料一 三复 合 橡 胶 板一 不 锈 钢保 护 置 内 粉 煤灰 封填 ( 针对
23、趾板 周边缝 、高趾墙 周边 缝一 周 边垂 身弓斗1吞 弟3 期 仞 君 , = , 寻: t Kt :p_ g O E E觥 上 L E u 假 脏 仅 小 1 几化 与 J贝 墓 冒 值 舾 直 缝 ) 。 为 确 保 大 坝 面 板 接 缝 止 水 效 果 , 开 展 了 “ 梨 园 面 板 坝 接缝 自粘 接柔 性盖 板止 水结 构研 究 ” 课 题 ,该 课 题 提 出采 用柔 性 防渗 涂 层 代 替 卷 材 盖 板 ,涂 刷 在 塑 性 填 料 与 两 侧 面 板 混 凝 土 表 面 , 固 化 后 形 成 整 体 柔 性 保 护 层 ,与 混 凝 土 粘 接 成 一 体 ,既
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