臺(tái)江縣空寨水庫(kù)工程大壩施工分析

杜 峰

(貴州省水利投資(集團(tuán))有限責(zé)任公司，貴陽(yáng) 550000)

臺(tái)江縣空寨水庫(kù)工程大壩施工分析

杜 峰

(貴州省水利投資(集團(tuán))有限責(zé)任公司，貴陽(yáng) 550000)

水利工程大壩有多種類(lèi)型，在大壩施工中，需要結(jié)合大壩型式確定施工工藝。臺(tái)江縣空寨水庫(kù)工程大壩為碾壓混凝土大壩，文章以此為研究對(duì)象，對(duì)大壩施工工藝進(jìn)行詳細(xì)探究。碾壓混凝土大壩施工涉及基礎(chǔ)開(kāi)挖、帷幕灌漿、碾壓混凝土澆筑，在各個(gè)施工階段，都需要加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，這樣才能提高工程建設(shè)效益。

水庫(kù)；大壩基礎(chǔ)；混凝土施工；帷幕清漿

0 引 言

大壩工程是水利工程建設(shè)中十分重要的構(gòu)筑物，為了保證大壩工程能夠正常運(yùn)行，必須加強(qiáng)各工序施工質(zhì)量控制，這樣才能保證工程建設(shè)能夠順利進(jìn)行。因此，對(duì)水利工程大壩施工進(jìn)行詳細(xì)探究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 碾壓混凝土大壩施工特點(diǎn)

碾壓混凝土大壩是重力壩中的一種，其布置形式如圖1所示。碾壓混凝土大壩施工特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下3點(diǎn)：①碾壓混凝土制備工藝復(fù)雜，需要經(jīng)過(guò)砂石料制備、材料拌合、運(yùn)輸、平倉(cāng)等多個(gè)施工工序，同時(shí)還需要進(jìn)行碾壓施工，確保符合混凝土施工要求。②由于碾壓混凝土的上壩量遠(yuǎn)大于一般混凝土的上壩量，因此，材料制備難度、碾壓混凝土拌合容量都大于常規(guī)混凝土。③碾壓混凝土各組份的波動(dòng)允許范圍，比常態(tài)混凝土要求嚴(yán)格，因此在碾壓混凝土施工過(guò)程中必須加強(qiáng)施工管理[1]。

主力壩結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。

2 工程概況

貴州省臺(tái)江縣空寨水庫(kù)工程是以供水為主，兼有發(fā)電的一項(xiàng)綜合性水利工程。在該水庫(kù)工程中，大壩形式為碾壓混凝土大壩，大壩總高度為48.20m，水庫(kù)正常蓄水位658.00m，相應(yīng)庫(kù)容2222萬(wàn)m3，校核洪水位660.18m，總庫(kù)容2653萬(wàn)m3，為Ⅳ等小(1)型工程。

圖1 重力壩結(jié)構(gòu)示意圖

3 大壩基礎(chǔ)開(kāi)挖

大壩基礎(chǔ)開(kāi)挖主要通道為左岸進(jìn)場(chǎng)公路、上壩公路、左岸基坑公路及導(dǎo)流隧洞施工公路等。在該水利工程大壩施工過(guò)程中，首先進(jìn)行岸坡開(kāi)挖，然后再進(jìn)行河床開(kāi)挖，需要注意的是，在實(shí)際開(kāi)挖過(guò)程中，需要采用自上而下的分層開(kāi)挖施工方式，開(kāi)挖分層梯度為10-12m。在兩壩肩高程為660.30m處，分別設(shè)開(kāi)挖公路一條。壩肩660.30m高程以上開(kāi)挖的棄渣可通過(guò)壩肩的上壩公路運(yùn)輸至棄渣場(chǎng)，壩肩660.30m高程以下的棄渣可翻下基坑，壩肩部分開(kāi)挖棄渣可就近堆放于大壩附近，用于圍堰填筑，其余棄渣運(yùn)輸至棄渣場(chǎng)[2]。

4 帷幕灌漿

4.1 鉆孔

在帷幕關(guān)鍵施工中，鉆孔施工至關(guān)重要，鉆孔施工工藝主要有回轉(zhuǎn)鉆孔和沖擊鉆孔兩種施工方法。對(duì)于覆蓋層，可以采用硬質(zhì)合金鉆頭進(jìn)行鉆孔，首先確定孔位和鉆孔偏差，然后再進(jìn)行鉆孔施工。在鉆孔施工中，如果需要改變鉆孔位置，則應(yīng)該組織技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)論證，在不影響正常施工的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整。在本工程施工中，在混凝土灌漿造孔施工中，采用回旋鉆機(jī)，同時(shí)配置硬質(zhì)合金鉆頭，在鉆孔施工中，分別進(jìn)行一、二、三序孔施工。需要注意的是，在各個(gè)鉆孔施工中，都需要采用分段施工方式。

4.2 壓水試驗(yàn)

鉆孔施工完成后，還需要對(duì)成孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)，在壓水試驗(yàn)中，可以同時(shí)進(jìn)行裂隙沖洗，采用簡(jiǎn)易壓水法至上而下進(jìn)行沖壓，沖洗壓力按照灌漿壓力的80%計(jì)算，在壓水試驗(yàn)過(guò)程中，要求壓水時(shí)間應(yīng)達(dá)到20min，且每5min讀取一次壓入流量。

4.3 鉆孔施工程序

露天部分的帷幕灌漿可直接進(jìn)行施工，河床及大壩左岸壩肩部分的帷幕灌漿待大壩灌漿廊道施工完成后進(jìn)行，帷幕灌漿鉆灌設(shè)備可以用汽車(chē)吊吊至廊道進(jìn)口后再轉(zhuǎn)運(yùn)至各工作面。固結(jié)灌漿必須綜合考慮大壩澆筑面貌及混凝土澆筑工藝要求。在鉆孔灌漿施工過(guò)程中，需要采用自下而上的灌漿施工技術(shù)，并且分三序進(jìn)行施工，先施工一序孔，后施工二序孔、最后施工第三序孔，按分序加密的原則進(jìn)行。

4.4 封孔施工

鉆孔灌漿施工完成后，還需要進(jìn)行封孔施工。在該工程施工中，采用濃漿進(jìn)行封孔施工，并且還需要采用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿材料進(jìn)行回填。

5 碾壓混凝土澆筑施工

5.1 原材料選擇及混凝土配合比

1)原材料要求：水泥需采用中低熱水泥材料，同時(shí)還需要對(duì)水泥材料質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，確保所用水泥材料能夠符合國(guó)家行業(yè)規(guī)定，混凝土要求最大水灰比和最小水泥用量滿足《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2002(2011年版)中表4.2.5的規(guī)定。采用粉煤灰應(yīng)符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2005、《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GBJ146-90、《水工混凝土摻用粉煤灰技術(shù)規(guī)范》DL/T5055-2007的要求，要求用Ⅱ級(jí)灰及以上。骨料采用位于進(jìn)場(chǎng)公路附近的1#石料場(chǎng)，細(xì)骨料采用中砂(人工砂)，細(xì)度模數(shù)控制在2.2-2.9，砂中石粉(d≤0.16mm的顆粒)含量控制在14%-18%；三級(jí)配粗骨料的粒徑范圍≤80mm，二級(jí)配粗骨料的粒徑范圍≤40mm，連續(xù)級(jí)配。

2)外加劑：摻緩凝減水劑，能延緩初凝時(shí)間，減水效果18%-25%。

3)大壩壩體混凝土配合比材料特性要求：

根據(jù)混凝土配制強(qiáng)度，通過(guò)混凝土的水膠比強(qiáng)度關(guān)系試驗(yàn)成果，計(jì)算出初步水膠比，再考慮原材料變化及各部位混凝土全面設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求，綜合選擇確定各強(qiáng)度等級(jí)的混凝土水膠比。確定后的水膠比不超出《水工混凝土施工規(guī)范》(SL677-2014)規(guī)定及設(shè)計(jì)要求的各部位混凝土極限水灰比。

5.2 混凝土澆筑施工技術(shù)

1)模板施工：在本工程施工中，在大壩上游面、下游面以及橫縫面位置，都需要采用連續(xù)交替上升式模板[3]。

2)平倉(cāng)施工：在本工程施工中，在倉(cāng)面位置，在進(jìn)行混凝土攤鋪時(shí)，需要采用疊壓式攤鋪施工技術(shù)，首先從大壩工程下游位置進(jìn)行攤鋪施工，每條攤鋪寬度為4m。對(duì)于與模板相接觸的條帶，需要注意采用人工攤鋪方式，對(duì)于反彈回來(lái)的粗骨料，需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行分散處理，同時(shí)，還需要注意在大壩上下游的模板位置劃出層厚線，保證層厚的均勻性，在本工程混凝土攤鋪施工中，碾壓層厚度需要控制在25-30cm之間。

3)混凝土碾壓施工。當(dāng)混凝土材料攤鋪完成后，即可進(jìn)行混凝土碾壓施工。在本工程施工中，碾壓機(jī)的行走速度需要控制在1-1.5km/h之間。采用條帶搭接碾壓施工方法，碾壓機(jī)在碾壓施工中，需要采用條帶的行走方式，相鄰的碾壓條帶的重疊寬度應(yīng)該控制在15-20cm之間。除此以外，還需要注意的是，在碾壓施工在紅，禁止順著水流方向進(jìn)行碾壓施工?；炷聊雺菏┕ね瓿珊?，還應(yīng)該采用核子密度儀對(duì)碾壓密度進(jìn)行檢測(cè)，確保符合工程建設(shè)需要。

4)施工縫面處理：碾壓混凝土施工完成后，還需要采用高壓沖毛槍對(duì)混凝土表面的浮漿進(jìn)行及時(shí)清除，使得細(xì)骨料能夠微露，從而形成毛面，另外，對(duì)于縫面，還應(yīng)該注意及時(shí)清洗干凈。另外，對(duì)于倉(cāng)面，在進(jìn)行新混凝土澆筑前，首先需要對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)清理，確保其處于濕潤(rùn)狀態(tài)。當(dāng)混凝土碾壓施工驗(yàn)收合格后，還應(yīng)該在老的混凝土表面攤鋪一層高等級(jí)的混凝土材料，然后再鋪設(shè)碾壓混凝土，需要注意的是，在沙漿初凝前，必須完成混凝土碾壓施工。

5)層間結(jié)合：在大壩施工中，二級(jí)配碾壓混凝土是十分重要的防滲施工次啊聊，在本工程施工中，在大壩工程上游面從壩底到壩頂未知，有一層厚度二級(jí)配富膠凝材料作為大壩工程的防滲體。為了提高層間結(jié)合效果，在進(jìn)行碾壓混凝土施工前，需要注意先噴灑水泥煤灰凈漿，厚度應(yīng)該控制在2-3mm之間。

6 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，水利工程大壩基礎(chǔ)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，施工管理難度較大。在碾壓混凝土大壩施工過(guò)程中，必須加強(qiáng)各施工工序施工技術(shù)和施工質(zhì)量控制，做好基礎(chǔ)處理和混凝土灌漿施工，這樣才能有效提高工程建設(shè)質(zhì)量，促進(jìn)水利工程可持續(xù)發(fā)展。

[1]井向陽(yáng)，周偉，劉俊，等.高碾壓混凝土壩快速施工過(guò)程中的溫度控制措施[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)：工學(xué)版，2013，46(01)：99-104.

[2]覃振師.淺議水利工程中帷幕灌漿施工技術(shù)[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2010，17(09)：70-71.

[3]夏以春，王凱.試論水利工程固結(jié)灌漿防滲施工技術(shù)[J].中國(guó)水運(yùn)，2012，12(07)：182-183.

1007-7596(2017)08-0167-03

2017-07-22

杜峰(1971-)，男，黑龍江安達(dá)人，高級(jí)工程師，從事水利項(xiàng)目的計(jì)劃、投資及項(xiàng)目的推進(jìn)等工作。

TV551.1

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