水利工程論文-智利Ralco工程具有挑戰(zhàn)性的RCC大壩施工.doc

水利工程論文-智利Ralco工程具有挑戰(zhàn)性的RCC大壩施工摘要：Ralco水電工程在2004年建成之后將向智利提供570MW急需的峰荷容量。本文回顧了工程在富有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中大壩設計和前期RCC大壩施工。關鍵詞：智利Ralco工程挑戰(zhàn)性RCC大壩施工Ralco水電工程通過開發(fā)232m/s的平均流量和175m的凈水頭平均每年發(fā)電3100GWh。工程位于智利第八區(qū)和第九區(qū)之間的Biobio河上并由EnersisGroup的分支智利Endesa公司擁有。Ralco水電工程碾壓混凝土（RCC）重力壩的建設將建成一個面積為3467公頃的水庫。它是智利國內(nèi)第二個采用這種型式的大壩，其最大壩高155m，壩頂長度360m，總澆1.5106m。主壩設計為上游面垂直、下游面傾斜坡率0.8/1(水平/垂直)的型式。水庫建筑物包括一條溢洪道，它位于大壩中部、安裝三個弧形門、最大泄量6550m/s。在壩體和電站尾水渠出口之間有一條流量為27.1m/s水電站廠房位于地下長107m、寬26m、高47m的山洞中。水流通過一根直徑9.2m長7km的壓力隧洞導入廠房。Ralco工程主壩的施工隨著位于Biobio河洪水位之上的基礎挖掘工作的實施在1999年2月開始。同期，直徑13.5m長510m導流隧洞的建設使河水于2000年12月改道。圍堰的建設保證了河床上的正常施工。上游圍堰設計為50m高的重力壩，用不滲透和滲透材料填筑，在下游傾斜面使用具有保護作用的砌石，使水流可以通過壩體頂部。在2001年5月，就在上游圍堰完成前，Biobio河的一場大洪水漫過堰頂造成上游圍堰局部破壞和下游圍堰的全部破壞（見2001年第3期H&D）。因為上游圍堰沖蝕破壞部分的重建，使用了RCC。為了減小延誤的工期，考慮最好減少圍堰RCC部分的的高度并設計在第一個冬季期間（2002年5月到8月）出現(xiàn)漫頂。這一方面減少了重建圍堰的時間，另外也使的大壩RCC澆筑可以更快開始。Ralco大壩施工合同包括最終開挖和灌漿工程由下屬于智利建筑公司FeGrande和Brotec的ConsortiumFebrag；另外北美承包商ASIRCC公司為RCC大壩RCC澆筑在2002年1月開始。因為漫頂?shù)目赡苄院艽?，決定提高大壩下游部分做臨時下游圍堰來使用。幸運的是，漫頂沒有發(fā)生，大壩下游提高部分到2002年6月底為止，RCC澆筑總量達257000m，最大澆筑速度5000m/天和60000m/月。壩體施工還受到冬季氣候條件的影響，2002年6月總降雨量達1600mm并且低于冰點溫度的天數(shù)占很高比例。依照施工進度，RCC澆筑要在2003年9月完成。溢洪道工程的完成將提前到2003年初，這將增加常規(guī)混凝土方量40000m。RCCRalco大壩的設計由一家智利的工程公司IngendesaSA負責，技術支持由來自澳大利亞GutteridgeHaskins和DaveyPtyLtd咨詢公司的RCC專家B.Forbes。Ingendesa在建設期間派出Endesa的代表也為工程提供技術、檢查對高達155m的Ralco大壩，最重要的挑戰(zhàn)之一就是需要全面的調(diào)查詳細了解大壩的構造以保證大壩能夠在各種壓力作用的環(huán)境下有足夠的穩(wěn)定性和抵抗力。其中包括大壩自重，水壓力，泥沙壓力，揚壓力，地震荷載和高溫作用。在這種考慮下，分別對大壩在靜止條件，假定靜止條件，動態(tài)條件和熱條件下進行二維和三維有限元分析。對每種分析都考慮了大壩構造，邊界條件和荷載作用。間距約20米設置伸縮縫，它將大壩分成18個壩段。相鄰壩段的相互作用以另外，要使壩體水泥用量經(jīng)濟上最優(yōu)，確定最佳配合比，結構分析后達到設計強度，研究該地區(qū)混凝土特性，確定生產(chǎn)的RCC完全凝聚后的實用性就是很有試驗研究確定了一個最小配合比，其中，波蘭特火山灰水泥180kg/m、渣塊126kg/m，火山灰54kg/m。基于智利Pangue的第一個碾壓混凝土大壩Ingendesa的經(jīng)驗，骨料級配決定了使用福爾方法以適應RCC的要求。根據(jù)骨料的特點就必須考慮添加細骨料來保證碾壓混凝土的可用性。因此，一種干磨粉設備被用來生產(chǎn)細砂充填砂，其級配好于美國材料協(xié)會第100號網(wǎng)篩標準，平均布萊因細微粒度3000cm/g。必須生產(chǎn)充填砂是因為大壩附近自然細砂的短缺和地層中細紗的不可用性決定的。根據(jù)大壩結構分析要求，RCC拌和料的設計要求在澆筑15秒后水分達到標準并且在365天內(nèi)抗壓強度達到18.5kgf/cm2。Ralco大壩設計規(guī)定每澆筑30厘米厚混凝土后進行碾壓。為確保兩層碾壓混凝土的粘結，在兩層間鋪設1厘米厚和易性好、塌落度26-28厘米的墊層砂漿。使用水泥的特性要求混凝土的初始條件要求當層面不能達到100度-小時時就要清除墊層砂漿。當層面接近成熟度1000度-小時時，需要對層面之間的特殊接縫處理，比如用高壓水槍沖洗。成熟度的計算是用平均環(huán)境溫度加上10度，乘以層表面的曝光時間。大壩將在冬季施工，冬季和雨季RCC的澆筑應依據(jù)技術規(guī)范進行。以位于Ralco下游30公里處的Pangue大壩施工期間獲得的經(jīng)驗為基礎，建設RCC的澆筑可以在降雨強度低于3毫米每小時、外界環(huán)境溫度高于-4.5度時繼續(xù)進行。但這是在采用某些保護措施和遇見特殊要求的情況下，比如采取保護措施在裸露在大壩的表面和相鄰段的連接處采用泥漿填塞碾壓混凝土（GE-RCC）。GE-RCC拌和料每立方米碾壓混凝土中含有100公升泥漿。泥漿水灰比為0.78：1，水泥中含有2%的上等活性增塑劑。這種配合比讓泥漿粘性達33-36s，使其可以滲入碾壓混凝土塊，獲得塌落度在6-8厘米之間的GE-RCC，于是可以像傳統(tǒng)混凝土一樣震搗。橫向伸縮縫部位在上游面設置雙層不透水的聚氯乙烯材料作為柔性水大壩設計進行固結灌漿來堵塞壩基巖石裂縫，改進基礎的構造性能。設計灌漿孔深8米，使用GIN方法依據(jù)孔深達到最大壓力和允許進入量的限制使壓力值控制在5-15kgf/cm2Ralco大壩在不同的高程設置了三條廊道。以便于灌漿和排水觀測。灌漿帷幕設計為130米深入河床。壓力和允許進入量的限制和用GIN方法進行固結灌漿的方法相似。使用的特殊泥漿是粘性33s，每兩小時沉降量為5%RCC的質量控制通過圓柱試塊的實驗測定不同齡