溪洛渡水电站拱坝混凝土施工关键技术

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大坝工程骚溪洛渡水电站拱坝混凝土施工关键技术黪于永军／(中国水利水电第八工程局有限公司)【摘要】本文简要介绍囊酶点’各个专韭氪葭叙遂巍i工程中采取的关键技术，对类【关键词】特高拱坝。混械等诸多冈素的影响，同时还需考虑施工导流、度汛、1概述蓄水发电等阶段性的目标要求。2．1工程规模大溪洛渡水电站位于四川省雷波县与云南省永善县交溪洛渡水电站拱坝工程规模大，具有坝体高、施工界的金沙江溪洛渡峡谷中，下游距宜宾市184km，左岸项目多、工程量大等特点。距四川省雷波县城约15kin，右距云南省永善县城约拱坝工程施工项目多，包括围堰_T程、坝体土建及8kin，是一座以发电为主，兼有拦沙、防：和改善下游航金属结构施工、坝后水垫塘部位施工、导流洞工程、河运等综合效益的大型水电站。道治理及其他临建工程等，各施工项目在空间、时间上溪洛渡水电站挡水建筑物为混凝土抛物线双曲拱坝，相互制约、干扰、交叉，施工协调难度大。坝顶高程610．00m，最低建基面高程为324．50m，最大拱坝工程主要施工项目工程量很大，各项目实际施坝高285．50m。工工程量约为：混凝土浇筑675万，钢筋制作安装溪洛渡水电站特高拱坝施工的关键技术在于如何合9．5万t，金属结构安装1．2万t，帷幕灌浆约35万m，理地解决大坝建基面地质缺陷处理、坝基固结灌浆、接固结灌浆约32万m，接缝灌浆27万Fn。缝灌浆、金属结构及机电设备安装与坝体混凝土施工之2．2拱坝结构复杂、专业多、施工工序多间的干扰，并保证混凝土施工“一条龙”系统的正常有序，特别是要协调好这些项目之间的交面关系，最大限拱坝坝身结构复杂，设置有1O个导流底孑L、8个泄度地避免十扰，并研究解决岸坡坝段混凝土与固结灌浆、洪深孔、7个溢流表孔，孑L口总数量为25个。设置有高深孔帷幕灌浆的施工程序及方法，研究大坝工程在工期程431．OOm、470．OOm、527．OOm三层坝后永久栈桥。设缩短后如何保证混凝土持续高强度的生产及运输；总结置有1O条以上各类型廊道。设置有2个电梯井等。这些并同化混凝土备仓及浇筑施工工艺，确保标准化施工得结构复杂部位工序多、工程量大、场地狭窄、施工难度以推进；对金属结构制作安装工程施工进行技术创新，大，限制拱坝快速上升。特别是坝体孑L口部位上下游悬加快施工进度，减少对混凝土工程的干扰。通过实施一臂结构，由于悬臂跨度大，最大悬臂跨度达24．4m，模系列特高拱坝成套施工技术，顺利实现工程总进度调整板及支撑结构的制作、安装与拆除难度大，悬空作业时计划要求，是实现蓄水发电目标的关键。施工安全问题突出。拱坝工程施工专业多，包括坝体混凝土施工、坝基2主要技术难点及特点基础处理施工、金属结构制作与安装施工等，各专业施工之间关系交错复杂，各工种、工序在平面、立面上的溪洛渡水电站拱坝施工作为一个系统工程，具有约作业时有交叉，相互施工干扰大，给施工安排带来较大束条件多、边界条件复杂等特点，其结构复杂、工序多、的难度。工作量大、工期长，且多专业交叉作业，施工难度很大，拱坝仓层多，各仓施工工序复杂，拱坝共31个坝受自然环境、结构形式、施工工艺、施工组织、施工机段，按1．5m或3m分层，共2000多个仓层。单个仓层包·21· ≤憝水利水电施工2014·第3期总第144期括冲毛、模板拆立、钢筋绑扎、止水安装、接缝灌浆系响拱坝结构安全。统埋设、埋件安装、冷却水管铺设、凝土浇筑、保温养(5)坝块多，内部通水冷却程序复杂。该拱坝采用“护等多个工序，个别T序之问存在空问或时间J二的干扰，一刀切”形式的垂直平面分缝，在拱坝中设置3o条若施工组织协调不到位或施工工艺=炙施不好，可能形成横缝，将大坝分为31个坝段，每条横缝间距约为连锁反应，将会延长单仓备仓浇筑时间，对整体施工进23m。拱坝施工时一般按照3m一层交替上升施工，坝度造成影响。特别是包含特殊结构的坝段，施工工艺及块众多。工序更是复杂，例如河床坝段在泄洪深孔孔口部位施工(6)混凝土温度控制设施布置难度大。该拱坝混凝土时，除模板、钢筋等一般性施工项目外，还包括钢衬预温控采用两种水温、两套管路、两套制冷设备，而对于埋件安装、钢衬安装、回填灌浆系统安装等，各施工工V形河谷，两岸边坡陡峭，场地布置狭窄，坝后管网规序在时间上有承接、有并行、有交叉交面，施工协调组划布置及冷水机组规划布置难度大。织要求更是严格。2．5防洪度汛标准高2．3拱坝工程工期长、工期紧、施工强度高根据施工总进度计划，该工程从2008年3月至2014根据合同文件，溪洛渡水电站拱坝工程施工工期约年6月拱坝工程全部完工，共经历6个汛期，施工期安6O个月，施丁T期长，施工节点目标要求多，施工进度全度汛工作是该拱坝工程建设的一个重点。控制难度大，施工组织协调需长期保持高效，并需根据金沙江流域洪水主要由暴雨形成，根据多年水文观情况变化进行实时调整。测，多年平均流量为4570m3／s，实测最大流量29O00nl3／s，由于坝体混凝土施工进度受坝基地质缺陷处理和调查历史最大洪水流量36900m3／s。基础同结灌浆工程量增加等综合影响，至2009年底拱为确保工程在汛期安全度汛，制定了较高的防洪度坝T程相对于合同T期滞后约11．5个月，而2O13年6汛标准，对拱坝T程中坝体混凝土形象、接缝灌浆施1二月发电日标不容推迟，这样导致工程施工T期大幅度形象、坝基基础处理形象、坝体各孔洞金属结构安装形缩短，T期仅47．5个月。而且拱坝工程需满足施工期象等根据各时间节点均有严格的验收要求，施工组织难内各年度防洪度汛要求等阶段性目标，阶段性的工程度大。形象要求高，施T项目多、工程量大，阶段工期尤为紧张。3施工关键技术拱坝工程混凝土工程量大，施工工期紧张，混凝土浇筑强度高。原合同义件混凝土施工计划月高峰浇筑强以溪洛渡水电站拱坝整体施工布置、施工组织、度l6．09万m。，调整计划的月浇筑强度最高约为19．5各施工工艺创新等主要的技术难点和特点为突破口，万rn。。深入开展了大坝施工关键技术系列科研攻关，在新技2．4拱坝混凝土温控标准高术、新工艺、新材料等方面取得了一系列创造性科研成果，在工程整体施工进度计划的编排及调整、混凝(1)拱坝混凝土温控标准高。为了防止拱坝混凝土出土高效入仓技术、夜问施工照明系统的布置、混凝土现温度裂缝，制定．r非常严格的温度控制指标，全坝段仓层备仓浇筑工艺、孔口特殊部位施工、基础处理、混凝土内部容许最高温度为27~C。为确保接缝灌浆时上金属结构安装工艺等方面取得了一系列创造性科研成部各灌区温度及温降幅度形成合适的温度梯度，遵循果，确保了拱坝工程按合同工期进行，实现了蓄水发“小温差、早冷却、慢冷却”温控防裂设计理念，采用一电等节点目标。期通水冷却、中期通水冷却和二期通水冷却等3个温控时期、9个控制阶段精细化控制程序和措施。3．1采用计算机仿真软件进行进度计划编制及(2)混凝土原材料抗裂能力低。由于玄武岩粗骨料高动态控制弹性模量特性的影响，拱坝混凝土呈现出自生体积变形针对该拱坝混凝土施工条件和特点，按照满足2013量大、持续时间长、混凝土极限拉伸值低等特点，拱坝年5月下闸蓄水目标和尽力保证合同控制性工期要求，混凝土抗裂能力相对较低。分析了制约坝体总体快速施工的关键因素，采用计算机(3)坝址区气候条件复杂。坝址区夏季气温较高，出维可视化仿真技术编制拱坝混凝土进度计划，实现对机口温度、浇筑温度及最高温度控制难度大。冬季多风进度的动态控制。且气候干燥，混凝土表面水分散发较快。若利用人工进行拱坝工程施工总进度计划的编排及(4)坝体高，混凝土块体大，温控难度大。由于该拱调整，工作量十分巨大，完成一次坝体混凝土进度编排坝混凝土采用不分纵缝的通仓薄层浇筑方式，下部浇筑需要7～lOd，耗费时间长，且南于工作量繁杂容易出仓面尺寸大，基岩的约束作用也较大，容易产生贯穿裂错，修改调整也需2～3d。而拱坝坝体混凝土施工计划缝。同时，混凝土温降过程缓慢，内外温差引起的内部采用计算机三维可视化仿真技术进行编制仅需1～2d的约束时问长，易产生表面裂缝，并易引起劈头裂缝，影时间，还可根据实际情况人工对边界条件进行微调，自·22· 大坝工程动纠错，相比人工编制在时间上节省了将近7d，日|准确现高效、优质施工。该拱坝分2000多个施工仓，将单率更高。个施工仓号作为一个基本单元进行控制，从工序各环节3．2特高拱坝混凝土快速高效入仓技术研究人手，对仓面施工组织、施工工艺、施工流程等进行系统总结提炼，并进行工艺创新，形成规范化、标准化施为满足拱坝工程混凝土月浇筑强度要求，对混凝土生产系统、运输系统、配仓方式、入仓方式等多个方面工工艺，控制层问施工间歇期，实现全坝段整体均衡进行研究。上升。(1)为满足浇筑强度要求，新增一座4×4．5m。混凝坝段横缝面施工使用标准悬臂键槽模板，上下游面土拌和系统。也使用悬臂模板，使用一台汽车吊，4名施工人员，2个(2)为满足混凝土入仓强度，增设一台缆机，五台缆白班可完成所有模板提升、调整，施工快速安全；钢筋机同台运行。如何保证同层平台布置的缆机群安全运行，连接使用直螺纹套筒，相比焊接工艺，大大缩短了施工并使其使用效率合理提高是研究重点。工期，并节约了施工资源；钢筋施工使用定制标准卡尺(3)为提高混凝土水平运输效率，对水平运输线进行进行间距控制，加快钢筋安装。据统计，这些标准化钢优化，根据地形特点布置供料平台，并利用射频编码对筋施工技术使用后，一个普通仓面上下游坝面钢筋安装混凝土运输车辆进行识别和调度。时，比以往工程节省约0．5个班。(4)为提高混凝土浇筑强度，根据拱坝仓层顺水流错3．6特高拱坝倒悬结构部位模板施工技术研究开布置的特点，利用缆机群进行多仓同浇配仓优化及控根据不同部位的结构特点，分别采用_r定型角支制，并研究无缝转仓技术。架加外撑钢桁架模板、改型全倒悬模板和混凝土预制面特高拱坝高效入仓等施工关键技术的研究及运用，板钢桁架模板。同时研制了专用吊具，用于改型全倒悬使得拱坝工程牛产效率得到极大提升，混凝土浇筑持续模板的吊装。充分利用有效资源进行机械化备仓作业，高强度。2011～2012年连续两年混凝土浇筑量超过200有效解决了高拱坝及其倒悬结构快速施工技术难题。万，其中2011年4月浇筑强度达到21．6万rfi。，连续数月浇筑强度超过19万m。，并赶回2009年底较合同工3．7特高拱坝泄洪深孔钢衬混凝土快速施工技术期滞后的11．5个月，保证了2013年5月按时蓄水发电目该拱坝共设置有8个泄洪深孔，深孔流道采用全断标的实现。面复合钢衬结构进行衬护。其快速施工技术主要包括钢3．3设置特高拱坝施工立体交通综合体系衬厂内单节制作；坝外两节拼装；缆机抬吊安装；定位节精确控制，双向工作面同步施工等。特高拱坝通过设置坝体上下游各马道、坝后栈桥、仓面转梯及水平栈桥等形成施工立体交通综合体系，保深孔钢衬材质为复合钢板，工程量约5250t。由于钢障施工人员安全高效通行。衬安装工程量大，施工难度大，影响安装施工程序因素坝体上下游各层马道能使施工人员、设备、材料高多，原计划深孑L孑L口部位单仓施工工期为36~4od，对大效入仓，有利坝体施工进度。坝后栈桥的设置方便了坝坝混凝土均匀上升有很大影响。采用泄洪深孔孔口部位体通水冷却施工并能安全通行。施工过程中相邻坝段之快速施工技术后，拱坝深孔孑L口部位仓层施工仅3od左间存在一定高差，为保证施工人员通行顺畅及安全，须右，其中最早28d完成4号泄洪深孑L孔口钢衬仓层混凝设置标准施工通道，为大坝混凝土快速高效安全施工奠土施工。定基础。其中两个相邻先浇坝段之间设置交通栈桥通道，3．8特高拱坝混凝土温控技术研究两个相邻坝段之间设置垂直转梯通道。(1)通过对拱坝常规配合比优化设计，使混凝土强度3．4特高拱坝缆索式照明系统设计与施工和抗冻、抗渗性能满足设计要求，并改善混凝土抗裂性研制的缆索式照明系统具有全覆盖、可调整、高照能，同时最大限度地减少水泥用量；通过富浆王级配混度、低耗节能等特点，能满足高拱坝安全高效施工需求。凝土的研究与使用，控制拱坝低级配混凝土的使用；通缆索式照明系统的运用，极大地改善了夜间施工环境。过外掺PVA纤维混凝土配合比的研究应用，预防开裂风根据测试，使用该照明系统后，大坝现场照明亮度达到险较大部位出现裂缝。50～]001x(照度)，满足施工需要。(2)研究制定了混凝土温控施工工艺措施，重点研究缆索式照明系统的使用，简化了仓面照明系统安装了高温季节和低温季节在各种特殊工况下的温控措施，工序，节省了备仓工期。若按常规方法，在仓面架设碘减小了外界环境对混凝土表面温度的影响，从而降低了钨灯进行照明，根据仓面面积每个坝段需架设4～6个碘拱坝开裂的风险。钨灯，每次架设及安拆需3～4名施工人员工作4h左右，(3)研究控制混凝土内部温度的主要方法，通过合理且需根据坝段上升不断进行安拆调整，长期如此将极大设计通水冷却工艺，控制混凝土内部最高温度，并平顺地占用施工资源并延长施工工期。地将混凝土内部温度降到目标温度，达到预防混凝土温3．5特高拱坝仓面成套标准化施工工艺研究度裂缝的目的。研究制定拱坝混凝土施工成套标准化施工工艺，实(下转第44页)·23· 水利水电施工2014·第3期总第144期基础爬坡廊道帷幕施工技术静贺毅王海东／(中国水利水电第八工程局有限公司)【摘要】溪洛渡水电站拱坝爬坡廊道坡陡、高差大，帷幕灌浆钻孔施工中采用了移动钻机台车和固定式操作平台，帷幕化学灌浆时布置通氯设施，有效降低了空气中化学材料挥发物的浓度，采取出渣孔提运、运输台车滑动运输、人工转运等多种方式，满足了帷幕灌浆施工出渣要求该工程中采取的·些施工措施在实际施工中取祷弋较埒的效聚，可诀炎0往媸鉴锅n爬波辞道椎慕滩靛台车通氐污76mrn)，灌浆压力最大为6．5MPa，最大孑L深为90m。帷1概述幕灌浆钻孔以地质钻机金刚石回转钻进为主，灌浆以SNS灌浆泵为主。水泥灌浆帷幕施工完成后，由于岸溪洛渡水电站拱坝坝内左、右岸高程347．25～地层地质条件差、渗水性强，右岸高程347．25～470．25m之间各设置1r一条爬坡廊道，用于连接上、下395．25m爬坡廊道和AGR2平洞洞口以里80m范围系统各层廊道交通和进行帷幕灌浆，布置形式如图1所示。增加了一排化学帷幕灌浆孔。爬坡廊道断面城fJ洞形，高程395．25m以下尺寸为由于爬坡廊道斜坡长、坡陡、高差大，上下交通十4。OmX4．5m(宽×高)，高程395．25m以上尺寸为3．OmX分小便，帷幕灌浆需要使用重型设备，必须借助专用施3．5m(宽×高)。坡廊道共跨16个坝段(左岸6～l3工平台施工，施工时需要频繁移动钻机设备，工效低，号坝段、右岸18～25号坝段)，每个坝段横缝分界线位对工期安排十分不利。施工中存在上下交叉作业，安全置没置水平平台，平台宽度约3．Om，斜坡仰角平均45。风险高。化学灌浆施工时，由于使用的CW材料具有较左右。强烈的刺激性，操作不慎或吸入过量对人体健康利，＼；：；；道＼J三j2高程_Ijd后橱卜弋＼．AGj＼＼＼428．25I监测j￡廊道一交通廊＼、391：／．．．25一3．25一们～—~．v377_25R2／vh＼＼／j3O．)，基耐廊道7右岸爬坡廊道f左岸爬坡廊道西L1、、、＼_I32q50圣舌_IA甜图1溪洛渡爬坡廊道布置形式(高程单位：m)爬坡廊道内设计有帷幕灌浆孔。高程395．25m以下且空气中含有高浓度的挥发性有机物质对防火安全也十帷幕孑L分排，排距1．5m，孔距2．Om；高程395．25m分不利。帷幕灌浆施工中会产生大量的污水废渣，南于以上分两排，排距1．3m，孑L距2．Om。帷幕孔呈梅花形高程395．25m以下没有通道与外界直接连通，所有污水布置，孔向钳垂，孔径以60mm为主(先导孔孔径废渣必须通过爬坡廊道，排污难度大。·64·