浅谈水电站砌石双曲拱坝施工及质量控制

摘要：本文首先介绍了某水电站的基本情况，对砌石坝施工质量通病分析，详细分析坝体砌筑施工技术及质量控制。

关键词：水电站；双曲拱坝；施工技术；质量控制

Abstract: this paper introduces the basic situation of a hydropower station, the dam construction quality problems of build by laying bricks or stones analysis, a detailed analysis of the dam construction technique and quality control masonry.

Keywords: hydropower station; Hyperbolic arch dam; Construction technology; Quality control

中图分类号：O213.1文献标识码：A 文章编号：

1工程概况

本水电站是1座以发电为主,兼有防洪、灌溉多种功能的水电站。枢纽工程由砌石双曲拱坝、全长达7979 m的有压引水隧洞、厂区工程和送出工程组成,电站设计装机容量2×2500 kW,设计年发电量1 385万kW·h,大坝按30年一遇洪水设计, 200年一遇洪水校核,水库总库容690万m3,兴利库容375万m3。

本水电站大坝为抛物线砌石双曲拱坝,最大坝高47.2 m,坝顶高程245.2 m,坝顶弧长

182.2 m,坝顶厚度2.5 m,坝底拱冠厚度10.267 m、拱座厚度11.02 m。坝顶有开敞式溢洪道,净宽51 m,设4孔布置在坝体中部,上部设交通桥,坝后设护坦防冲。工程主要项目由坝基土石方开挖、浆砌坝面预制块、C15混凝土灌砌块石坝体、基础灌浆等组成。

2砌石坝施工质量通病分析

随着我国水利建设规模的不断扩大,水利工程必然向着山区发展,在狭窄的河谷采用当地材料的砌石坝也就会得到发展。一般认为,砌石坝的施工质量比较难以控制,究其主要原因是砌石坝多为地方群众性工程,施工队伍专业性不强,人员流动大,施工机械少,操作以人工为主;再加上施工质量控制标准、施工定额管理制度等存在的一些问题,造成某些地区的工程质量参差不齐,渗水、漏水比较普遍。砌石坝良好的工程质量是通过建立质量中心责任制,再从原材料质量入手,把好施工过程中的各个具体环节,把好每道工序来加以实现的。就本工程坝体细骨料混凝土砌块石而言,一般情况下,坝体的渗水大多发生在施工缝的接触层面上;因此,杜绝不合格块石料和混凝土拌和物上坝,抓好层面处理、抓好砌筑密实度,是实现合格产品的关键。

3坝体砌筑施工

3.1工程结构

坝体结构为非典型二次抛物线型双曲拱坝,坝面采用C20混凝土预制块,坝身填腹采用二级配C15混凝土灌砌块石,坝基和拱座采用C20混凝土垫层(厚50cm),坝基处理采用固结灌浆、帷幕灌浆及坝后排水孔。

3.2块石、混凝土预制块、混凝土拌和物上坝运输

1)块石、混凝土预制块水平运输

块石料场选在左岸上游250m处,开采平台高程约为246 m。块石开采后装矿车经轻轨道水平运输至左坝头上料平台,再由起重缆机吊运至坝上仓面。混凝土预制块场地布置在左坝头下游高程约为230m处,运输方法同块石。

2)块石、混凝土预制块垂直运输

根据工程地貌、跨高比,采用了缆索起重机进行材料空间运输,起重运输设5 t卷扬式起重机1台,上下游牵引各设1台3 t卷扬机,左右平移各设1台3 t卷扬机,总共5台起重机在材料上坝运输中同时作业。起重卷扬机设在左坝头,跑车每分钟平移速度为40 m,台机日运输能力为120 t (见图1)。

图1简易缆机布置

3)混凝土拌和物上坝运输

根据施工平面总布置,碎石破碎设施布置在高程246 m左坝头距拱座下游30m处,外购中砂运输至高程246 m左坝头道路,卸料至紧靠碎石料仓的中砂储料仓。混凝土骨料储料仓高程均在235 m。混凝土拌和系统布置在水泥库下方235m高程紧靠骨料仓的台地,混凝土拌和物上坝垂直运输分为两步实现:第一步,高程235m以下坝体采用混凝土溜管形式上坝。混凝土经拌和机出料,经双较轮车水平短距运输,经溜管滑泄至左坝头砌筑层面;再由双较轮车坝面水平运输,坝面采用脚手架钢管和脚手片搭设运输便道,由双胶轮车运至浇筑仓面。

由于混凝土溜管斜坡运输最大高差达36m左右,为防止混凝土骨料离析,保证混凝土质量的和易性,溜管运混凝土设3级,每级均设溜管储料斗,分级滑泄。斜坡段采用钢制分节挂钩式溜管,单节溜管规格为300~280 mm,单节溜管长度1.0 m,由5 mm厚度的A3钢板卷制而成,溜管固定在钢管斜架上。混凝土储料斗为倒锥体,上口为1.2 m×1.2 m方形,高度为1.2 m;下部渐变为圆形,设手动开关门经280 mm圆管与溜管挂接。第二步,高程235 m以上坝体采用缆机吊运混凝土上坝。由缆机直接吊运至仓面附近,再由人工平仓。

3.3施工测量放样

拱坝平面控制在坝区附近已有的Ⅲ等控制点的基础上,布设Ⅳ等测量基站d1、d2、d3、d4于左右坝肩附近,测量基站为40 cm见方、高约1.3 m的钢筋混凝土墩形式,可直接在其上架设测量仪器。d1、d2基站控制右坝体放样任务, d3、d4基站控制左坝体放样任务。坝体放样由2台J2经纬仪采用前方交会法,坝体每升高1.2 m测量放样1次,放样点距步长2m,且还能提供给预制块砌筑工垂直变坡数据。

3.4坝面混凝土预制块砌筑

1)一般要求

拱坝上下游坝面为浆砌C20混凝土预制块,预制块规格为300 mm×300 mm×600 mm一丁一顺砌法,胶结材料为M10砌筑砂浆。预制块强度必须达到70%以上方可搬运,并在坝外冲洗干净,保持面干饱和方可上坝;砌筑砂浆应依据试验室签发的配料单拌制,并应随拌随用。上坝后的待用砂浆应放置在坝面可移动的钢板上,防止析水而改变砂浆稠度。

2)预制块砌筑要点

根据坝体分层上升的施工方法,坝体预制块每次砌筑4块,高为1.2m左右,预制块砌筑经养护达一定强度后即在坝内进行C15混凝土灌砌块石填腹砌筑。预制块砌筑采用座浆法,上下层应错缝搭砌,错缝不得小于10cm。预制块平缝为1~2cm,竖缝为4cm,竖缝砂浆应用插缝工具仔细捣插密实。坝内冲洗排水缺口预留在上游面,排水缺口高30cm,宽5cm,间距约在10m左右,当层填腹石砌筑完毕应及时堵塞并勾缝,不得遗漏。

3)坝面勾缝

勾缝砂浆为M15,稠度为5~8cm,勾缝砂浆应单独拌制,上游面勾缝略凸于砌面并抹光,下游面勾缝应清缝成宽3cm的凸缝,勾缝面应保持21 d

湿润。

3.5坝身C15混凝土灌砌块石砌筑

1)一般要求

认真检查仓面的冲毛、冲洗等工作是否符合标准,对局部不符合冲毛标准的坝面,应由人工铁钎补凿,并将坝面冲洗干净,保持无积碴积水现象。块石由缆机吊运上坝,并由人工从吊斗逐块抬下,严禁直接倒卸块石而破坏下层砌体质量,严禁风化石、水锈石等不合格块石上坝。上坝待砌块石应放置在离砌筑仓面10m以外,敲除软弱边角,并将块石表面的泥垢、青苔、油渍等冲洗干净。