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碾压混凝土筑坝技术在我国的推广与应用

发布日期:2016-01-30 来源: 中国工程机械网 查看次数: 723 作者:[db:作者]

核心提示:  表1我国部分已建和在建的碾压混凝土坝基本情序号坝名地点河流坝高坝长坝型顶宽底宽坝体体积(万m3)库容目的完成碾压量总量年份坑口福建大田屏山溪重力发电、供水龙门滩福建德化大樟溪重力发电、灌溉、供水天

  表1我国部分已建和在建的碾压混凝土坝基本情序号坝名地点河流坝高坝长坝型顶宽底宽坝体体积(万m3)库容目的完成碾压量总量年份坑口福建大田屏山溪重力发电、供水龙门滩福建德化大樟溪重力发电、灌溉、供水天生桥二级贵州安龙南盘江重力发电马回四川蓬安嘉陵江重力发电潘家口下池河北迁西滦河重力供水、发电、防洪铜街子四川乐山大渡河重力发电、防洪容地广西融水都郎河重力灌溉广蓄下库广东从化溪流河重力发电水口福建闽清闽江重力发电、航运万安江西万安赣江重力发电、航运岩滩广西巴马红水河重力发电锦江广东仁化锦江重力发电、防洪大广坝海南昌化昌化河重力发电、防洪普定贵州普定三叉河拱发电、灌溉温泉堡河北抚宁汤河拱灌溉、防洪水东福建尤溪尤溪重力发电山仔福建连江鳌江重力发电、供水观音阁辽宁本溪太子河重力防洪、灌溉溪柄溪一级福建龙岩溪柄溪拱供水、发电沙牌四川沅川草坡河拱发电、供水在建江垭湖南慈利楼水重力防洪、灌溉、发电续表序号项名地点河流坝唱M宽底宽坝体体枳(万nv库容的完成碾压量总量年份石板水四|卞都龙河防洪、灌溉、发电碗窖浙江江3达河溪重力灌溉、防洪、发电桃林口一期河北青龙青龙河重力供水、发电汾河二痄山西太原汾河力防洪、供水甬溪级福建德化甬溪重力发电、供水K顺湖北利川郁江重力供水、防洪、发电双溪广东大埔梅潭河发电白石辽宁新县大凌河t力防洪、供水、灌溉石漫滩河南午阳滚河*力供水、灌溉满台城吉林汪清嘎哑河重力灌溉、发电百龙滩广西马山红水河重力发电阎王鼻子辽r兴隆大凌河重力供水、发电大朝山云南云县澜沧江重力发电棉花滩福建永安汀江重力发电龙滩广西天峨红水河重力发电、防洪在建百色广西白色右江重力灌溉、发电在建二、碾压混凝土坝设计由于碾压混凝土施工工艺的特点,坝体断面的设计一般尽量力求简单。在满足坝体稳定的前提下,*好使上游面垂直、下游面单一边坡或台阶式坡。坝体内尽量避免布置引水钢管和孔洞,坝内廊道顶拱采用钢筋混凝土预制件。

  早期的碾压混凝土坝防渗结构有以下几种:①采用(24)m厚的常规混凝土作为防渗体(俗称偿收缩混凝土薄面板,如龙门滩坝;①采用预制混凝土块深勾缝等,如水东坝。

  经过多次试验证明,碾压混凝土自身的防渗性能较好,渗透系数为(101(T1U)m/s.为充分利用这一特点和简化碾压混凝土坝的施工程序,近10年来建设的碾压混凝土坝。多采用二级配富胶凝材料碾压混凝土作为防渗体,简化了防渗结构和施工工艺。

  碾压混凝土坝的基础原则上需铺(13)m层厚的常规混凝土作为垫层填平补平,基础处理与常规混凝土坝相似。

  由于采用填碎石或预留排水孔,很难保证大坝填筑完后排水通畅。故排水系统常在混凝土碾压完成后钻孔形成。

  碾压混凝土坝一般不设纵缝。横缝的设置及分法与工程地区及施工条件有关,横缝间距一般为20 40m,横缝的结构有正规的切缝和诱导缝。切缝一般是每层碾压完后由切缝机切割形成,诱导缝则通过打邮票孔或者在分缝处放置规则的铁板、木板或塑料布,随着坝内应力的变化导致混凝土伸缩变形而形成。

  碾压混凝土施工的主要持点是要求薄层铺筑、连续碾压上升。为防止层面有冷缝发生,要求每层铺筑必须在混凝土初凝前完成。如出现冷缝现象,需在层面上加铺一薄层(13)cm厚水泥砂浆,以增强层面之间的胶结强度。

  在高温地区或高温季节施工碾压混凝土,在满足混凝土强度及其它性能的前提下,尽可能减少水泥用量,高掺粉煤灰,以降低混凝土水化热及绝热温升。同时,采用冷却水或加冰拌合、预冷骨料,以及在坝面喷雾形成小环境达到降低混凝土入仓温度的目的,碾压完后,加强混凝土的表面养护,防止温度倒灌。另外,也可在坝内埋设冷却水管来降低坝内温升。

  在寒冷地区或寒冷季节施工碾压混凝土,除在混凝土中掺入一定量的抗冻剂外,可在坝面搭帐篷形成小环境,防止混凝土表面温度骤降,并且在已铺筑完的混凝土面上盖保温物品。

  下游坡处理与溢流坝面我国的碾压混凝土重力坝下游坡大多数是用混凝土预制块形成阶梯状。而碾压混凝土拱坝多是单一坡度的光滑坡面;溢流坝采用阶梯消能是国外常用的方法,消能效果较好。我国云南大朝山坝溢流面亦采用台阶式溢流面。

  混凝土有足够的容重,一般不低于2.低水泥掺量,其水泥特性应保持稳定,高掺粉煤灰或其他掺合料,如大朝山采用PT掺合料以降低碾压混凝土水化热;碾压混凝土的强度不低于设计结构的力学要求并有足够的安全系数;有优良的和易性,用VC值来控制;选择合适的外加剂,包括减水剂、缓凝剂和引气剂等;满足碾压混凝土的抗渗、抗蚀、抗冲磨和抗冻要求,并有足够的耐久性;经济合理,尽量采用当地材料以降低造价。

  混凝土强度等级龄期一般按90d设计,有的也可按180d设计;粉煤灰的掺入有等量替代和超掺两种方法,原则上应选择优质粉煤灰(I、I级灰)。掺量一般为50%70%,但根据水泥、砂和骨料的品种有适当调整;U)三级配*大骨料粒径Z)max=80mm,二级配*大骨料粒径为Dmax=40mm;外加剂主要采用缓凝型减水剂、引气剂等;三、碾压混凝土坝的施工我国碾压混凝土坝的施工工艺参照美国、日本等的有关经验,形成了有自己特色的碾压混凝土筑坝新工艺,主要有:除早期少数工程采用日本的RCD工法外,其他的碾压混凝土坝都是薄层连续铺筑上升(每层厚度30cm),施工速度快。

  每层的铺筑面积取决于混凝土拌和、运输、平仓、碾压能力以及初凝时间,要求每层的混凝土在初凝前铺筑完并碾压下一层,以保证有较佳的层面胶结。

  在高温地区或高温天气施工时,一般要采取喷雾降温、冷却水或加冰拌合、预冷骨料等措施。

  在北方或寒冷地区施工时,应建立小环境,加强保温措施;当气温低于-10C时,应停止施工。

  碾压混凝土的拌和机械主要为强制式拌合楼;运输机械主要为大型自卸汽车、缆机以及负压溜槽;推铺碾压机械主要为推土机平仓、大型振动平碾碾压。为防止骨料分离,限制了卸料高度(原则上不高于2m)。

  常规混凝土与碾压混凝土的结合处,一般先振捣常规混凝土,再碾压碾压混凝土;在迎水面二级配和三级配碾压混凝土施工时,一般先碾压三级配,然后再碾压二级配。

  横缝一般用切缝机切缝。诱导缝可采用打邮票孔方式或者在分缝处放铁板或木板,均应设置止水措施。

  在坝肩、廊道、模板等结合部位的施工工艺是用小型振动碾碾压,近10年来则采用加水泥浆进行振捣(形成“变态混凝土”),不但可提高混凝土的密实度,胶结好、表面光滑,而且提高了施工速度。

  为提高碾压混凝土层面胶结强度,有的工程(如江垭等)采用了斜层铺筑新工艺,取得了较好的效果。

  四、碾压混凝土筑坝技术的优越性碾压混凝土作为一种干硬性混合材料,无塌落度,有别于常态混凝土;施工方法按近于土石坝的填筑方法,采用通仓薄层铺料,振动碾压实;而常规混凝土施工多采用柱状分块,插入式振捣。无论在材料消耗、施工效率,还是在其本身性能等方面都有明显的优越性。

  与常规混凝土比较碾压混凝土坝结构尺寸与一般常规混凝土坝相似,但坝体结构简单,可不设冷却水管,使用土石坝填筑机械,提高了施工机械化程度,远比常规混凝土浇筑速度快。一般来说,坝体上升速度可达到1m/d,中低型碾压混凝土坝可在一个枯水期内完工,百米级碾压混凝土坝可在两个枯水期内完工,比常规混凝土坝可提前1年完工。

  碾压混凝土断面小、结构紧凑、工程量小,又采用土石坝相同的施工机械,自然可缩短工期,对于同样的坝体来说可比土石坝节约工期达1/3.五、碾压混凝土坝的适用条件碾压混凝土筑坝技术作为我国二十多年来推广应用的一项筑坝新工艺,为体现该工艺快速、高效施工的优越性,除规定进行必要的间歇外,要求混凝土连续铺筑,以避免产生层间冷缝。因此,混凝土原材料的生产、拌和、运输、铺料、碾压等工序必须连续进行。那么,建碾压混凝土坝的适用条件有:地形较开阔,便于布置交通道路和其他运输设施。

  坝址附近有充足的砂石、骨料场(人工骨料或天然骨料)。

  C3)工程所在地有充足的优质水泥、粉煤灰或其它活性材料供应能力。

  有大型且良好的混凝土原材料生产、拌和、运输、摊铺、碾压设备。

  工程所在地气候较适宜,高温或低温季节较短,以减少温控费用。

  当然,我国已有相当一部分碾压混凝土坝建在高温地区(海南大广坝等)和低温地区(河北温泉堡、辽宁白石等),说明通过改进碾压混凝土筑坝工艺,其适应的外部条件越来越广泛。但是,修建任何一座工程,都要考虑其经济合理性,不宜一味地追求某种坝型,而要分析内外条件来权衡其可行性和合理性。

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