河南回龙抽水蓄能电站碾压砼大坝入仓技术

河南回龙抽水蓄能电站下库碾压混凝土大坝入仓施工技术石世忠 （水利部农村电气化研究所 浙江杭州 ）摘 要 南阳回龙抽水蓄能电站下库大坝结构复杂，包括尾水洞、泄洪底孔和灌浆、交通廊道，本文着重叙述下库大坝的各种入仓手段；并通过分析比较，提出更经济、更方便快捷的入仓方法。关键词 回龙抽水蓄能电站 碾压混凝土大坝 入仓技术1 概述回龙抽水蓄能电站下库大坝为碾压混凝土重力坝，包括挡水坝段、溢流坝段、泄洪坝段、泄洪排沙底孔和电站尾水洞共六个坝段，坝顶轴线长175米，宽米，上游坝面垂直，下游坝坡为：0.75，最大坝高53.3米，坝顶高程507.3m；尾水洞穿过2#坝段，3#坝段有泄洪底孔、溢流孔及左右导墙等构筑物；溢流堰顶部高程为502m，碾压混凝土在497m高程结束，上游还采用常态混凝土浇筑的塔架，施工布置较复杂。混凝土工程总量m3，其中碾压混凝土85391 m3、常态混凝土14335 m3、预制混凝土2602 m3。施工具有施工道路布置困难，交通运输不便；混凝土类型较多，各部位混凝土入仓手段不一致；施工暴露面大，温控要求严格；碾压混凝土技术要求高，摊铺时要防止骨料分离而形成微小渗漏；层面结合、层面抗剪强度是碾压混凝土施工的重点等特性。2 混凝土入仓方案下库大坝，左岸岸坡较陡峭，最陡处坡度为:0.7，在高程470m有一个6米宽的台阶；右岸坡度较缓，坡比为:1.51：3，加之右岸坝坡又无交通道路，对施工方案的选择非常不利。经过方案比较，决定采用低线公路自卸汽车直接入仓和高线公路左岸真空溜槽入仓方案。即高程454470m利用坝下道路自卸汽车直接入仓，基础垫层常态混凝土入仓采用低线公路至基坑出渣道路，自卸汽车直接入仓，装载机平仓。高程470502m采用左岸真空溜槽和塔吊配合3m3吊罐组合入仓，高程502m以上混凝土，先浇筑溢流坝段以左部分坝段，待溢流坝段交通桥安装后，利用该桥进行右侧坝段浇筑。大坝进/出水口、泄洪底孔塔架和进口箱涵及其支墩、拦污栅等常态混凝土由塔吊配合3m3吊罐入仓。2.1入仓道路布置2.1.1仓外道路根据现场地形条件，布置两条入仓道路，一条由207国道通往大坝左岸回车场的上坝公路，长0.198km，砼水平运输到左坝肩，经真空溜槽二次倒运入仓；另一条由207国道通往大坝基坑，长0.525km，路基宽7m，从顺河4#公路开始到高程465m段，纵坡不大于8%，宽度不小于6m，作为混凝土水平运输直接入仓道路。当浇筑达到高程470m以上时，混凝土预制件、钢筋等材料由此运输到大坝下游侧，通过塔吊运输入仓。2.1.2仓内道路考虑施工强度以及坝体结构，充分发挥碾压混凝土产量高、速度快的优势，每层碾压混凝土施工时，均分为左右两仓。其中最大仓号面积为1320m2。因此，先施工左岸仓号，后施工右岸仓号，且先施工的仓号端头不设模板，而设10%的斜坡面，以便右岸仓号浇筑时汽车运输。但由于廊道、尾水洞、泄水底孔等坝体结构的影响，该层混凝土左右仓号的高差不断加大，最大达2.9m，故考虑在分仓处布置一条10%的施工道路，道路上游侧用挡块作模板，随着左岸施工混凝土，延长施工道路和收缩道路宽度。2.1.3入仓口的布置 将4#道路延伸到坝下0+042.89，道路宽4.5m。用石渣垫平，其尾部10m段铺510cm厚粗骨料，用于机械设备的冲洗和透水。为便于运输混凝土的汽车以及平仓、碾压设备的进出，在3#坝段0+068.102以左范围内预留一4.5m宽的入仓口，先不立模板，随着仓号混凝土的上升，逐层用P3015模板将预留入仓口封堵，施工道路也同时跟着入仓口的封堵而逐层上升。 2.1.4仓内设备临时停放场由于第一层混凝土施工仓面高低不平，故必须设置一个停放振动碾、反铲等设备的临时停放场。布置在4#施工道路的尾部，场地宽约4m，长约8m，由标洞挖石渣垫平，并有3m宽的碎石道路与施工道路相连。2.1.5自卸汽车冲洗场布置在4#施工道路旁距离基坑约20m处，面积约30m2，用粗骨料铺成，并有3m宽的碎石道路与施工道路相连。2.2 混凝土施工设备2.2.1混凝土拌和设备 根据计算，下库大坝碾压混凝土施工最大仓号面积达1320m2，位置约在高程475m。工程的施工质量及混凝土的碾压质量，主要取决于混凝土的拌和质量和强度。为保证RCC在碾压层间结合良好，必须在碾压混凝土初凝前进行下一层碾压。根据经验及试验成果，RCC层面允许暴露时间受气温高低、空气相对湿度大小及风速等因素影响；当气温低于25时，混凝土的初凝时间在10h以上，若按8h覆盖一层（碾压混凝土层厚30cm）计，最大混凝土需用量为396m3/8h。考虑到混凝土平仓、碾压对铺料干扰，拟定混凝土拌和的净工作时间为6h，则需要混凝土拌和系统生产能力为66m3/h。故采用生产能力为90m3/h的拌和楼，其实际生产能力为72m3/h。在实际施工中，由于大坝碾压混凝土施工时有各种级配混凝土要不断调整以及生产变态混凝土、日常制作预制混凝土，同时也为保证HZF90拌和站有效出力和日常检修，本工程还安装了一台HZF60拌和站。2.2.2垂直运输设备1）塔吊：采用C7050（10t/25t）定臂塔吊，其基础中心位于坝下0+35.2，桩号为0+0240+034，后期延长至桩号0+059，塔基坐落于高程472m，塔顶高程529.3m，起吊高度44.5m。其中最大起吊半径为10t时40.0m 、25t时18.0m。2）真空溜槽：布置在左岸，负责坝体高程470m以上碾压混凝土的垂直运输。长33m，生产能力为120m3/h。2.2.3水平运输设备通过试验总结，60站搅拌时间70S，90站为50S，两站同时拌合，强度可以达到6070m3/h，下库混凝土搅拌站距下库大坝平均按300m考虑，自卸汽车行速按约20km/h计，考虑到装、卸、会车等因素，每车往返一次按12分计，每车装运3m3，运输强度可达到15m3/h，需5部15t自卸汽车。另到高程470m以上，由于使用真空溜槽垂直运输，混凝土需二次倒运再增加2辆自卸汽车。2.2.4仓内设备布置1）8t汽车吊和25t汽车吊布置在仓号内负责坝体开仓前上游模板起吊工作。2）反铲（PC220）布置在仓内，负责坝基常态混凝土、碾压混凝土的平仓以及混凝土浇筑过程中坝体下游侧预制混凝土挡块的安装工作，以及局部自卸车不易到位的地方，转运混凝土入仓。3）装载机（ZL40）布置在仓内，负责坝基常态混凝土、碾压混凝土的平仓，局部混凝土的转运。4）推土机（TY220）布置在仓内，负责坝基常态混凝土、碾压混凝土的平仓。5）自卸汽车（东风康明斯）布置在仓内，负责从真空溜槽出料口向大坝右岸转运碾压混凝土。2.3 混凝土入仓施工坝体上升按照坝体上下游面DOKA模板的爬升原则，结合结构物特点，分为二十层，最大层厚3.1m，随坝体上升逐层施工。其中底孔常态混凝土，待底孔封顶结束、达到一定厚度后再进行浇筑；底孔出口隔墙常态混凝土随着坝体进行浇筑；溢流坝面常态混凝土待坝体上升至坝顶后再行浇筑；底孔塔架、进出口塔架混凝土随着坝体同步上升；坝后常态混凝土待塔吊拆除、坝后石渣清理干净后浇筑；坝前进出水口浇筑利用坝体上升过程中的间歇时间进行，其中先进行箱涵支墩混凝土浇筑，再进行坝前便道混凝土浇筑，接下来进行桥台砌筑和混凝土浇筑；待坝体上升至高程479m后，开始箱涵混凝土浇筑，在坝体上升至高程488m后，完成箱涵浇筑、部分起吊架浇筑和拦污栅安装，待箱涵浇筑完成后进行交通桥混凝土施工。2.3.1 低线公路自卸汽车直接施工1）下库坝基灌浆前混凝土（高程454458m）上游起自桩号0-005，下游终止于坝下0+042.894，横跨2#、3#坝段；底部自0+053起，至0+073止；设计宽度20m，顶部宽度约26.8m，分两层涨筑，采用自卸汽车直接入仓、倒行卸料的方法，以反铲平仓为主、人工配合为辅，形成边卸料、边平仓、边碾压的有序作业循环。2）高程458470m范围及高程470480m局部范围内各层浇筑主要考虑到坝体灌浆廊道、交通廊道、泄洪排砂底孔苗子筋，以及泄洪排砂底孔两侧交通的影响，同时0+062以左入仓口要求预留，无法采用通仓和斜层平推法施工。因此以坝体0+062分缝线为界，将仓号分为左右两部分施工，在汽车不能直接入仓时用反铲倒运后人工平仓、振捣。在底孔的坝下0+10.8至0+15.3处随仓号混凝土浇筑而逐层放入挡块，做为底孔两侧交通道路。 2.3.2高线公路左岸真空溜槽入仓施工1）当大坝浇筑到高程475.1m时，考虑到尾水洞横跨坝体，同样桩号0+062处将仓号分为1#、2#坝段左岸施工区和3#、4#、5#坝段右岸施工区，仓内交通同泄洪底孔一样处理。其中左岸由自卸汽车直接入仓，右岸由真空溜槽和塔吊相互配合入仓，反铲和ZL40装载机平仓。2）从高程480m开始，主要通过G207国道和2#施工道路运输混凝土至左岸真空溜槽入仓，在仓内用一辆自卸汽车二次倒运，坝后道路不再作为主要施工道路。在尾水洞封顶后，右岸施工区采用斜层平推法，从右往左进行，自卸汽车倒运，反铲平仓。当料投到0+088后，此处设模板，混凝土垂直运输由C7050塔吊负责，在仓内采用两辆翻斗车运输混凝土，人工平仓，小振动碾碾压。左岸施工区采用平层浇筑，由真空溜槽和塔吊负责混凝土垂直运输，装载机倒运，反铲平仓，小型振动碾配合YZ14JC振动碾压。3#坝段由于结构复杂，碾压混凝土浇筑到高程498.6m，待碾压混凝土全部施工完后，单独进行常态混凝土施工。2.3.3 塔吊吊装入仓施工从高程501m起，真空溜槽全部拆除，大坝下游面采用DOKA模板立模，由C7050塔吊负责混凝土运输入仓，先浇筑1#、2#坝段，待溢流坝交通桥建成后再由汽车直接入仓，进行右岸坝段施工。高程506.7508.3m内大坝均为常态混凝土施工。3 结语碾压混凝土大坝施工中入仓方式的选取，是保证大坝浇筑质量、工期控制的前题，大坝浇筑能否优质按期完工，入仓方式的选取是否合理、高效起着