高坝洲工程二期碾压混凝土坝体施工组织设计及实施效果

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1、高坝洲工程二期碾压混凝土坝体施工组织设计及实施效果1、工程概况高坝洲水利枢纽位于湖北省清江下游，坝顶高程83n）,装机252MWO 口左至右为左非 坝段、厂房坝段、底孔坝段、纵堰坝身段、表孔坝段、升船机挡水坝段及右非坝段。其 中，纵堰坝身段以左（含纵堰坝身段）为一期工程，建筑物属多孔、薄壁结构，仅在纵 堰坝身段高程62m以下部位采用碾压混凝土；表孔坝段以右为二期工程，泄水建筑物高 程59m以下、挡水建筑物高程62m以下部位均釆用碾压混凝土。表孔坝段（13）前缘长度116.5m,堰顶高程65。上游面为垂直面，坝体上游设 基础廊道、下游设排水廊道。-垫层混凝土一般浇至高程35. 5m；高程35.

2、559m为碾压混 凝土，其中上游防渗层为二级配碾压混凝土，坝体内部为三级配碾压混凝土；溢流面面 层为抗冲耐磨混凝土，并设常规混凝土过渡层。升船机挡水坝段（208）宽25m,在高程76m少升船机渡槽相接；右非坝段23。 前缘长度47mo 20=23,坝段均在高程62m以下部位全断面采用碾压混凝土。1323。坝段高程62以下部位混凝土工程量13. 8万m3,其中碾压混凝土& 8万2、主要施工方案2.1、碾压混凝土原材料及配合比二期坝体碾压混凝土的设计标号为:上游防渗体为二级配，R9o=2OOs,抗渗标号为, 抗冻标号为D）；强约束区坝体内部为三级配，R.o=2OO8,抗渗标号为弘抗冻标号 为D50

3、；其它部位坝体内部为三级配，R90=150c,抗渗标号为S.；,抗冻标号为Dso。为优化 高坝洲工程二期碾压混凝土的配合比，一期工程纵向围堰施工就进行了针对性的室内试 验和现场生产性试。用于二期工程碾压混凝土坝体的实际配合比，只是在上述试验结果 的基础上进行了微调。2.1.1、原材料水泥釆用荆门葛洲坝水泥厂的中热525水泥，粉煤灰为松木坪电厂的二级粉煤灰， 粗骨料为清江石门滩料场的砂卵石，细骨料主耍为长江云池料的天然砂，外加剂主耍采 用J&LDH9的复合剂。2.1.2、配合比实际釆用的配合比主要（指1999年3月21日以前）如下表10表1实际采用的主要碾压混凝土配合比级参数材料用量（kg/m）

4、耐标号配水胶比砂率WCFS骨料外加剂小中大JG4dh9R9o2OO#二0.48351071231007156826825.62.2R9o2OO#三0.453191111916534485974485.02.0R9o15O#三0.52318986866634556064554.31.72.2、主要施工方法及措施二期工程混凝土主要由左岸4X3*拌和楼（该楼配备有制冷系统）供料，混凝土由 自卸车运至二期基坑，常态混凝土以布置在表孔坝段下游的天塔入仓为主，辅以履带吊 入仓；碾压混凝土以自卸汽车直接入仓为主，辅以施工单位自制的皮带机输送入仓，并 山自卸汽车转料。自卸汽车采用“端退法”卸料，每车分两次卸料

5、。碾压混凝土由推土机平仓，摊铺厚度控制在3436cm范围内。在基础廊道顶部以下 部位，根据连结廊道的位置，分成若干个仓位，采用“平层铺筑法”；在基础廊道顶部以 上部位，则由左端（由自卸汽车直接入仓时）或右端（由皮带机入仓时）向另一端采用“斜 层铺筑法”摊铺。采用“斜层铺筑法”摊铺时，为防止坡脚处的骨料被压碎，在此处摊 铺成“靴形”，“靴”厚与层厚等厚，“靴”长为34倍层厚。111 BW-202型振动碾碾压，碾压启遍数为无振碾压2遍，有振碾压68遍，无振碾 压12遍。压实厚度为30cm,容重按238kg/m3控制。对于模板及钢筋周边难以碾压到 的部位，洒水泥浆振捣成“改性混凝土”。坝体不设纵缝。

6、毎仓内的横缝设“诱导缝”，诱导缝主要山人工打钢钎、灌干砂造缝。3、实施结果3.1、施工进度本工程成败的关键是工期。经论证认为，必须在一个枯水期内要完成二期工程截流 和围堰填筑、二期基坑开挖、在汛前表孔坝段浇筑到高程60. 5m （渡汛高程）和挡水坝段 浇筑到高程62m,并利川上游梯级隔河岩水库调蓄，以确保5刀底以前二期棊坑不过水, 显然，难度相当大。通过参建各方的共同努力，尤其是施工单位的顽强拼搏，基本如期实际了计划工期。 二期工程于1998年10月26 FI截流，1998年12月8日至1999年3月进行二期基坑开挖, 1999年1月18 H开始浇筑垫层泥凝土，1999年2月28 Fl开始浇筑

7、坝体碾压混凝土，5 月9日底坝体上升到高程59n）, 5月17 Fl 1322垃段达到高程60. 5m （渡汛高程）,1999 年9月20 口左非2123额段到达坝顶高程83m, 2000年2月2 H 1319”坝段到达坝顶高程83nio3.2、温度控制由于碾压混凝土木身的抗裂能力较低，为防止产生温度裂缝，设计提出了严格的温 控指标。施工中，通过控制机口温度和入仓温度，来保证温控的落实。设计温控标准与 内部温度观测值见表2o表2设计温控标准与内部温度观测值对照表单位：C部位碾压混凝土设计允许最高温度碾压混凝土实测最咼温度3月4月5月3月4月5月强约束区262730.5弱约束区26292933.

8、2非约束区26303333.1从笔者抽查的情况看，3、4月份的入仓温度一般较设计允计值高45C,山此在一 定程度上增加了碾压混凝土坝体的温度。3.3、防渗效果碾压混凝土坝体的防渗问题是关键性的技术问题z。试验表明，作为碾压混凝土 本体，其抗渗能力完全满足要求，但为保证各碾压层乃至升程层面间结合良好，采取了 如下综合措施。3. 3. 1、严格控制层间层间歇。碾压混凝土料从拌介到碾压完成的时间不得超过2小时, 上层碾压混凝土料要求在下层碾压混凝土初凝前完成碾压；合理划分仓面，使仓面面 积与施工机械的生产能力相配套，在廊道顶部以上部位，采用“斜层铺筑法”施工，以 减小仓而而积；根据月份不同，确定碾压

9、混凝土间歇吋间、施工冷缝的分类（见表3）, 对于I型的冷缝而，在清除干净后铺一层23cm厚、强度比碾压混凝土高一级的砂浆后, 产即进行上一层碾压混凝土的铺筑，对于II型冷缝而用刷毛、冲毛等方法清除干净，铺 23cm厚、强度比碾压混凝土高一级的砂浆后再进行混凝土施工。表3碾压混凝土间歇时间及丿施工冷缝分类月份层间允许间歇时间I型冷缝II型冷缝23W8h8h,且 W24h24h4W6h6h,且W2424h5白天4h,晚上6h4、6h,且W2424h3.3.2、设计要求仓面设喷雾装置，以降低仓面环境温度和保持仓面湿润。但在施工中未 落实。3.3.3、为减轻骨料分离，要求自卸汽车分两次卸料。碾压混凝土

10、的摊铺和碾压方向为顺坝轴线方向，并对仓而卸料或摊铺过程中因骨料分离而集中的骨料，用人工铺洒，以防 产生架空而形通道。3.3.4、在坝体上游模板周边采用“改性混凝土”。3.3.5、在坝体上游而涂一层CKB聚合物砂浆，作为附加的防渗面层，以增加其防渗能力。3.3.6、施工完毕示，为检杳碾压混凝十坝体的防渗性能，在二期碾压混凝十坝体中共布 置有7个压水试验孔，其中，布置在上游防渗体中有YZ1、YZ3、YZ5、YZ7孔，但因上游 防渗层内不好布置钻机，一般均在三级配碾压混凝土中进行钻孔压水试验，虽然20=坝段 的YZ7孔位于防渗体内，但因该坝体的个别升程曾因机械故障而产生了质量问题。各钻 孔采取先分段

11、示全孔压水采用0. 30. 4Mpa压力进行试验，主要结果如表4o表4防渗体内的钻孔压水试验主要结果孑L号YZ1YZ3YZ5YZ7备注实施时孔位取消距上游而3. 05m距上游面4m距上游面2m上游面防 渗体厚 3mql.OLu孔段数（个）11ql.Olu孔段率4%6%18%全孔压水透水率（lu）02830. 28643.689ql.OLu的平均孔段率9%由上表可知，未能在正常坝段的上游防渗体内进行钻孔压水试验，因此，所测的q 21.01 u的平均孔段率为9%,较之其它工程稍偏大（大朝山为1.3%,江域为6.3%）。目前，二期坝体己经历了两个汛期的考验，尤具是在2000年汛期己正式蓄水发电， 但

12、基础廊道内干燥，无明显渗水迹象，说明二期坝体的防渗体系是有效的。3. 4、试验室及机口取样的有关试结果机口取样的R9o=15Os碾压混凝土的Cv=0. 150. 20, Rgo二200=碾压混凝土的Cv二0. 11 0. 15。抗压强度合格率99. 92%oRo=150=和R90二200=碾压混凝土的抗渗标号均人于S皿二150 和R9o=200=碾压混凝土的抗冻标号分别在于D75和D125o极限拉伸值为0. 70. 72o均达到 或超过设计要求。3. 5、钻孔取样二期碾压混凝土坝体内共由置了 14个0168的芯样孔，实际钻了 9个芯样孔，芯样 平均获得率86. 32%,最大碾压混凝土芯样长度为

13、2. 18m。取Roo=1505碾压混凝土芯样共17组试件进行抗压强度试验，最人抗压强度52. 6MPa, 最小抗压强度25.9MPa,平均抗压强度39.94MPa； 16纽试件进行抗拉强度试验，最大抗 拉强度4. IMPa,最小抗拉强度1. 91MPa,平均抗拉强度2. 94MPa。选取7纽试件进行抗渗试验，除1组为S2夕卜，具余6组均人于或等于S6,满足设计 要求。选取芯样进行抗剪试验结果为：对于碾压层间，其t =1.20 o+2. 94；对于性状很好 的升程结合面,其T =1.00 0 +2. 48。4结论4.1、高坝洲二期工程采用碾压混凝土筑坝技术是成功的，目前已挡水发电，运行正常。4. 2、高坝洲二期工程成功地采用碾压混凝土筑坝，获得了巨人的直接和间接的经济效益: 取消了原上游碾压混凝土过水|羽堰而节约碾压混凝土 9. 7万m3；提前一年下闸正常 蓄水发电。4.3、现场的严格管理对保证碾压混凝十的施匸质赧非常重要，不能因抢速度而放松质录 控制。4. 4、要重视碾压混凝土的水化热温升的滞示和亞加效丿八4.5、采用天然骨料拌制的碾压混凝土料，骨料与胶体间的胶结能力较差，运输、卸料、 摊铺等环节中，易产牛分离。同时，由于卵石的抗压强度高，而骨料与胶体间的胶结能 力较差，不利于钻取长芯样。