檸檬水電站砌升施工新技術(shù)

檸檬水電站砌升施工新技術(shù)

1雙曲拱壩分層膠結(jié)充填系統(tǒng)芭蕉河第二次水庫樞紐工程位于湖北省湖北省恩施自治州和苗族少數(shù)民族聚居區(qū)鶴峰縣。水庫大壩為高66m的漿砌石雙曲拱壩,總庫容2428萬m3,電站裝機(jī)2臺,總?cè)萘?6MW,年發(fā)電量5480萬kW·h。工程于2000年10月截流,2000年12月開始大壩砌筑,2001年10月下閘蓄水,2002年4月并網(wǎng)發(fā)電,2003年3月通過了竣工驗收,并被評定為優(yōu)良工程。2壩面分條帶階梯式砌升施工技術(shù)在工程建設(shè)期間,主要對漿砌石拱壩的砌筑施工工藝、質(zhì)量控制方法等進(jìn)行了探索、創(chuàng)新、實踐。主要創(chuàng)新點包括:(1)采用“豎砌法”、“三角砌法”砌筑,整個壩面分條帶同步砌升施工技術(shù);(2)依靠壩體自身結(jié)合壩體上游迎水面網(wǎng)噴砼防滲技術(shù);(3)應(yīng)用金剛石鉆機(jī)代替挖試坑法檢測砌體容重及定期進(jìn)行壓水試驗以檢查、控制砌體透水率的質(zhì)量控制方法。新技術(shù)使工程在最短的施工期內(nèi)完建,且各項質(zhì)量指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)規(guī)范,實現(xiàn)了提早受益的目的,塑造了漿砌石拱壩的樣板工程。3水庫建成技術(shù)3.1壩體縱向條帶設(shè)計壩體砌筑作業(yè)自壩底至壩頂分層按順序進(jìn)行,每層砌筑高度0.8m～1.0m;在平面上分為3個縱向作業(yè)條帶,寬度大致為4m、6m、5m。砌筑時按先上游后下游的順序進(jìn)行,并逐層調(diào)整縱向條帶寬度次序,以保證逐層的縱向錯縫。根據(jù)現(xiàn)場實際及施工勞力組合,將壩體縱向分為4個砌筑作業(yè)組,4個作業(yè)組的砌筑方向和順序見圖1。隨著壩體砌筑高程的上升,壩厚和壩寬逐漸減小,當(dāng)不足以分3個縱向作業(yè)條帶和4個砌筑作業(yè)組同時施工時,根據(jù)施工需要及現(xiàn)場實際,由2個砌筑作業(yè)組按1～2個縱向條帶同時施工。各作業(yè)組相向砌筑,并保證上、下層間的封拱位置錯開3m～4m,以確保實現(xiàn)逐層橫向錯縫。3.1.1面石與邊線點在初期的砌筑施工過程中,通過現(xiàn)場翻敲和鉆孔取巖芯發(fā)現(xiàn),面石砌筑當(dāng)塊石大面朝下平砌時,80%的砌縫吃漿不飽。后改用“豎砌法”砌筑面石,將塊石豎放,避免大面朝下,使塊石間交錯緊密,砌縫間隙較小。面石以M12.5水泥砂漿砌筑而成,石料除尾部外,其余五面應(yīng)略為鑿平。砌筑前,將基礎(chǔ)全部鑿為毛面,并以高壓風(fēng)水清吹干凈后,按設(shè)計在高于層面1.2m位置的安全防護(hù)架上逐段測量標(biāo)出邊線點,并豎向掛線,以控制上、下游的邊線出入偏差;后在基礎(chǔ)面上鋪一層厚約6cm～8cm的砂漿,應(yīng)用“豎砌法”砌筑。即首先將塊石沿拱壩弧線方向豎立成排,避免大面朝下,塊石排與排之間相互間錯,咬結(jié)緊密,并控制砌縫寬度不大于2cm,后依次向縫內(nèi)灌注水泥砂漿直至飽滿,并仔細(xì)用鋼釬插搗密實。面石砌筑完后,逐層對上、下游面的砌縫采用高標(biāo)號水泥砂漿勾縫,以此來阻截砌縫滲水。3.1.2地震資料充填法三角砌法采用四個作業(yè)組同時相向砌筑前行的順序,不僅可以加快砌筑速度,減少相互影響,做到清理一塊、砌筑一塊,避免了基礎(chǔ)面不必要的“重復(fù)污染”,也利于局部砌筑質(zhì)量的控制。腹石以C15細(xì)石砼砌筑而成,石料不要求十分方正。砌筑前,對基礎(chǔ)面進(jìn)行徹底鑿毛、沖洗,保證“毛面率”達(dá)到95%以上;后應(yīng)用“三角砌法”進(jìn)行施工。即在砌筑范圍基礎(chǔ)面鋪10cm砂漿后,先安放3塊～4塊料石,中間留三角形縫,各邊約6cm～8cm,后填入砼并以插入式振搗棒進(jìn)行振搗。也可在1m2～2m2面積范圍內(nèi)一次應(yīng)用“三角砌法”砌筑多塊料石。砌筑的層厚控制在0.8m～1.0m,每層砌筑時料石和砼分兩小層填入,即先在基礎(chǔ)面鋪10cm厚砂漿,擺放第一層料石,厚度約0.4m;應(yīng)用“三角砌法”砌筑結(jié)束后,再在其上插擺第二層料石,厚度約0.4m,同樣按上述方法施工。在砌筑順序上,兩小層以臺階式前行,下層始終超前于上層、以形成臺階;層間的料石間隙,以保證料石間無“點”、“線”、“面”的接觸為原則。砌體初凝后,開始進(jìn)行覆蓋草袋灑水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)持續(xù)21天,養(yǎng)護(hù)過程中始終保持砌體表面濕潤,以防止裂縫的產(chǎn)生。3.2壩面典型壩面材料以c30網(wǎng)噴后的壩體駁岸根據(jù)國內(nèi)類似規(guī)模漿砌石壩的施工和運行經(jīng)驗,芭蕉河二級水電站漿砌石拱壩未設(shè)專門的防滲墻,壩體防滲主要依靠自身砌筑材料和施工工藝、質(zhì)量控制來保證。上、下游壩面采用厚約50cm的M12.5砂漿砌塊石,并隨著壩體砌筑上升的同時,在上游壩面掛鉛絲網(wǎng)噴6cm～8cm厚C20砼作為壩面保護(hù)層,壩身采用C15細(xì)石砼砌料石,壩體橫剖面形式見圖2。為實現(xiàn)主要依靠壩體自身防滲的目的,在施工中除確保砌筑材料質(zhì)量,制定并執(zhí)行較為創(chuàng)新、合理的施工工藝外,采用先進(jìn)的檢測手段對工程施工質(zhì)量進(jìn)行了控制(有關(guān)質(zhì)量控制方法在3.3部分說明)。壩體上游迎水面的C20網(wǎng)噴砼具有雙重作用。一方面,對壩體上游面起保護(hù)作用;另一方面,起輔助防滲作用。砌筑施工時,預(yù)先在壩體上游砌體中埋設(shè)短鋼管,壩體每升高5m～7m利用預(yù)埋鋼管搭設(shè)工作架以形成作業(yè)平臺,后借助作業(yè)平臺進(jìn)行掛網(wǎng)、噴射砼施工。3.3控制砌塊質(zhì)量的方法3.3.1巖芯樣品檢測解決采用何種方法檢測砌石體容重,曾是困擾施工和監(jiān)理的一項難題。如果執(zhí)行行標(biāo)《小型水電站施工技術(shù)規(guī)范》(SL172-96)第10.5.2條中規(guī)定的挖試坑法進(jìn)行檢測,在砌體未凝固前挖試坑灌水檢測,所獲取的數(shù)據(jù)不能真實反映砌體容重,試驗誤差大;若在砌體凝固后挖試坑灌水檢測,試驗難度過大、費用高、不宜操作;并且,挖試坑灌水檢測法對施工的干擾較大,對工期有一定影響。通過詳細(xì)的市場調(diào)研,獲知中國飛行試驗研究院近年來研制的ZIZ-100型金剛石鉆機(jī)屬鉆探取巖芯的理想設(shè)備,遂購進(jìn)了此設(shè)備,投入到工程現(xiàn)場進(jìn)行巖芯取樣。實踐證明,應(yīng)用此項試驗檢測技術(shù),大大提高了砌體容重檢測速度與檢測準(zhǔn)確率,最大限度地減小了試驗檢測對施工的影響,加快了施工進(jìn)度。ZIZ-100型金剛石鉆機(jī)可取巖芯深度40cm,適用于此項目40cm一小層的砌筑工藝要求。整個施工過程中共取巖芯試件34組,達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)32組,合格率94%。其中,最大測值為2.66g/cm3,最小測值為2.31g/cm3,平均測值為2.47g/cm3,最小測值達(dá)到了設(shè)計要求的96%。為及時檢測,控制砌體透水率,防止因砼干縮等原因?qū)е缕鲶w內(nèi)部滲水通道的形成,在壩體每砌筑上升3m～5m進(jìn)行一次壓水試驗。根據(jù)一般經(jīng)驗,壓水試驗壓力采用0.3MPa,試驗孔深3m～5m,孔縱、橫間距控制在6m左右,并對砌筑過程中現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量薄弱部位加布試驗孔進(jìn)行檢查。通過壓水試驗對發(fā)現(xiàn)的孔隙立即進(jìn)行處理,處理的方法包括:返工重砌、灌漿封堵。因在施工中注重過程質(zhì)量控制,現(xiàn)場翻撬檢查力度大、頻率高,工程自壩基至壩頂共進(jìn)行壓水試驗檢查260段次,合格260段次,合格率100%。其中,檢測最大值3.0Lu,平均值0.5Lu(設(shè)計要求透水率q≤3.0Lu),檢測總段長1149.36m。3.3.2原材料質(zhì)量指標(biāo)的質(zhì)量控制上述方法均屬于施工結(jié)束的事后質(zhì)量檢查,在實際施工中,更注重現(xiàn)場作業(yè)過程的質(zhì)量控制(即事前質(zhì)量檢查)。通常采用的方法包括:嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量;目測砌筑作業(yè)面毛面率;對砌體進(jìn)行隨機(jī)現(xiàn)場翻撬抽檢等。嚴(yán)格控制砌筑用石料、砂漿(砼)等原材料的質(zhì)量。砌筑石料在外形上并不要求十分方正,但對于風(fēng)化石、低強(qiáng)石及體積小的料石等,堅決杜絕其上壩,對需運至壩面的料石必須清除表面的游離碎片,打開表面裂縫,并在水池中浸泡、沖洗干凈后方可上壩。對作為面石和腹石的石料在選料、運料中分開堆放;嚴(yán)格控制砂漿(砼)的拌和質(zhì)量,保證運至壩面的拌和物均為合格料;砂漿和砼均隨用隨拌,防止在壩面堆放時間過長而發(fā)生初凝。對基礎(chǔ)面的清理除保證潔凈、濕潤、無污物外,目測其毛面率必須達(dá)到95%以上,方可進(jìn)行砌筑。在砌筑過程中,不間斷的對作業(yè)基礎(chǔ)面進(jìn)行清理,保證在砌層間不出現(xiàn)夾層、夾渣現(xiàn)象。對砌體進(jìn)行現(xiàn)場翻撬抽檢,要求砌縫間填縫飽滿、密實,無架空、漏振現(xiàn)象。通過抽檢發(fā)現(xiàn)不合要求的地方,立即進(jìn)行返工。3.4施工過程壩體砌筑施