企业混凝土面板堆石坝施工技术培训2016

混凝土土面板板堆石石坝施施工技技术中国葛葛洲坝坝集团团股份份有限限公司司2016年7月汇报报题题纲纲

水布垭混凝土面板堆石坝施工关键技术2

公司承建的混凝土面板堆石坝1长龙山面板堆石坝施工相关建议3公司自自1985年承建建西北北口混混凝土土面板板堆石石坝以以来，，先后后共承承建了了20多座大大型混混凝土土面板板堆石石坝。。2007年建成成的水水布垭垭面板板坝坝坝高233m，是世世界已已建的的最高高面板板坝，，是世世界已已建成成仅有有的两两座200m以上的的面板板坝之之一，，比位位列第第二的的CamposNovos坝（巴巴西，，坝高高202m，2006年建成成）高高31m，成为为中国国面板板堆石石坝建建设领领先于于世界界各国国的标标志性性工程程。1、公司承建的混凝土面板堆石坝水布垭垭面板板堆石石坝在在工程程规模模、施施工强强度、、科技技创新新及管管理水水平等等方面面处于于世界界领先先水平平，同同时在在大坝坝设计计、施施工领领域多多项技技术上上开创创了新新的方方法，，形成成了高高面板板堆石石坝较较完善善的技技术体体系，，为混混凝土土面板板堆石石坝的的发展展提供供了宝宝贵的的经验验。施工质质量方方面，，公司承承建的黑麋麋峰抽抽水蓄蓄能电电站、、江苏苏宜兴兴抽水水蓄能能电站站荣获获2010－2011年度““鲁班班奖””，公司司承建建的福福建仙仙游抽抽水蓄蓄能电电站荣荣获2014－2015年度““国家优优质工工程金金质奖奖”。公司承建的的混凝土面面板堆石坝坝序号工程名称所在地最大坝高（m）坝顶长度（m）1水布垭大坝湖北省巴东县2335842瓦屋山大坝四川省洪雅县138.83钟梁一级大坝重庆巫溪118.54古洞口大坝湖北兴山117.65鱼跳大坝重庆南山1106白沙河大坝湖北省竹溪县105.67鲤鱼塘大坝重庆103.88老渡口大坝湖北恩施96.69西北口大坝湖北宜昌9522210寺坪大坝湖北保康县86.437611东津大坝江西修水85.5326序号工程名称所在地最大坝高（m）坝顶长度（m）12黑糜蜂抽水蓄能电站下水库大坝湖南79.513三江口大坝云南77.014鱼泉大坝湖北省宣恩县76.012415长调大坝广东怀集县73.716小溪口大坝湖北建始63.617宜兴抽水蓄能电站上水库大坝江苏宜兴60.052018呼和浩特抽水蓄能电站上水库大坝内蒙古呼和浩特43.01248.519油车水库大坝江苏宜兴市38.0166020大渡河猴子岩水库大坝四川康定县223.5021西龙池抽水蓄能电站上水库大坝山西50499.522张河湾抽水蓄能电站上水库大坝河北57284623仙游抽水蓄能电站工程上水库大坝福建72.6340序号工程名称所在地最大坝高（m）坝顶长度（m）24清远抽水蓄能电站上水库大坝广东5423025丰宁抽水蓄能电站上、下水库大坝河北120.355626沂蒙抽水蓄能电站上水库大坝山东27金寨抽水蓄能电站上、下水库大坝安徽98.555428达岱大坝柬埔寨110.0882.32、水布垭混凝土面板堆石坝施工关键技术公司通过承承建的20多座大型混混凝土面板板堆石坝工工程积累了了丰富的经经验，下面面将以公司司承建的清清江水布垭垭混凝土面面板堆石坝坝为背景，重重点介绍混凝土面板板堆石坝相关施工关键技术。最大坝高：：233m最大坝前作作用水头：：200m坝顶高程：：409m坝轴线长：：675m坝顶宽度：：12m最大坝底宽宽：660m大坝上游坝坝坡：1:1.4下游平均坝坝坡：1:1.4坝体填筑分分区数：7个坝体料型：：10种坝体填筑总总量：1568万m3填筑工期：：52.5个月混凝土面板板厚：0.3m～1.10m面板最大斜斜长：191m面板总面积积：13.9万m2水布垭混凝凝土面板堆堆石坝大坝坝基本参数数图2-1水布垭枢纽鸟瞰图图图2-2水布垭混凝凝土面板堆堆石坝三维维效果图2.1强夯加固基基础覆盖层层技术面板堆石坝坝坝基广泛泛分布着河河床覆盖层层，按照传传统的处理理方法是将将其全部挖挖除再回填填。传统的的处理方法法实施将会会带来施工工工期、成成本、环保保等方面的的严重影响响。为此，，经过考察察研究和试试验论证，，选取了强强夯法加固固基础覆盖盖层的施工工方案。强夯加固是是以大吨位位的起重机机械将80KN～300KN的重锤提升升至6m～40m的高处自由由下落，利利用重锤自自由下落产产生的强大大冲击波和和动应力对对土体进行行加固，提提高地基强强度并降低低其压缩性性、改善土土的振动液液化条件以以及提高土土层均匀程程度。水布垭工程程强夯施工工分两序进进行：I序：夯锤重：20t；落距：15m；夯击点距：：4m；夯击方式：：点点跳夯夯、排排跳跳夯；结束标准：：最后2击沉降量不不超过5cm。II序：满夯一遍、、夯锤重16t、落距10m。图2-3基础覆盖层层强夯加固固强夯加固在在水布垭工工程中应用用，历时1个月，完完成强夯面面积13179m2，减少基础础开挖量13万m3、相应减少少回填量13万m3。应用结果表表明：砂卵石层干干密度：2.1g/cm3→2.18g/cm3；坝基承载力力：300kPa→600kPa以上；渗透系数：：i×10-1cm/s→i×10-2cm/s；作用深度：：4.5m～5m。2.2高强度坝料料填筑动态态优化调配配技术面板堆石坝坝的填筑量量、开挖量量、运输量量巨大，料料型多、填填筑分区多多，上坝运运输道路布布置复杂，，坝料调配配的工作量量和难度均均较大，土土石方调配配施工的科科学性和管管理效率对对于工程的的顺利实施施具有重要要作用。如如何提高开开挖料直接接上坝率，，减少弃料料量和料场场开采量，，均衡施工工强度，提提高坝料调调配决策的的科学化水水平和管理理效率，成成为面板堆堆石坝施工工的关键环环节之一。。坝料优化调调配的技术术原理为，，尽量挖掘掘和充分利利用开挖料料直接上坝坝，对料源源性能满足足要求但当当前不需要要的开挖料料则中转后后上坝，对对开采料场场的料源精精细控制，，做到级配配最优。基于坝料优优化调配模模型，开发发坝料优化化调配与管管理系统（（EOAMS），实现调调配施工管管理的信息息化和自动动化。用户用户界面系统管理数据传输优化调配人工调配统计分析其他功能用户注册权限管理参数设置人工输入与打印与Excel数据交换与P3数据交换月调配计划制定周调配计划制定日调配计划制定人工制定计划人工调整人工干预挖填进度统计场地使用统计机械使用统计道路强度统计报警系统帮助系统图2-4优化调配与与管理系统统功能体系系统管理模块工程数据数据传输优化调配模块数据传输调配方案统计分析人工干预报警系统调配结果反馈工程数据用于统计分析现场执行外界数据数据流信息流现场执行结果反馈图2-5优化调配与与管理系统统运行流程采用多维动态坝坝料优化调调配技术，，实现了水水布垭面板板堆石坝高高强度、填填筑上升。。现场调配配效果良好好，满足坝坝料性质的的建筑物开开挖利用料料全部用于于坝体填筑筑；存料场场的储存料料全部回采采；料场的的开采缩小小到最小规规模；建筑筑物开挖料料直接上坝坝1208万m3，直接上上坝率高高达82.88%。开挖量的的利用程程度高、、弃料少少、料场场料开采采少，节节约了施施工成本本；并通通过少占占耕地和和弃料用用地，减减少了地地表和植植被破坏坏、水土土流失等等对环境境的不利利影响，，实现了了绿色筑筑坝。2.3高面板坝坝坝体预预压反台台填筑技技术混凝土面面板堆石石坝体施施工成功功的关键键之一是是控制坝坝体的不不均匀沉沉降变形形，为保保证坝体体安全稳稳定运行行提供技技术保障障。而要要控制高高堆石坝坝体的沉沉降变形形，就需需要根据据堆石体体的变形形规律，，寻找可可靠的技技术路径径，在施施工期就就给堆石石坝体预预留出足足够的沉沉降变形形时间和和空间，，并以此此来控制制堆石坝坝体不均均匀沉降降变形。。通过堆石体间间隔分期填筑筑，给高堆石石坝体变形提提供时间通道，在施工期就就给堆石坝体体沉降变形的的预留出足够够的沉降变形形时间。采用用间歇分期填填筑，将坝体体填筑分为6期，面板施工工分3期。1期和2期填筑之间间间歇5个月；2至5期之间连续高高强度填筑施施工；5期和6期之间间歇20个月。根据堆石体加加荷产生瞬间间变形的特点点，在3期填筑中，通通过连续均衡衡高强度反台台填筑，加大大堆石坝体后后区在施工期期的沉降变形形量，为控制制堆石坝体前前后区的不均均匀沉降变形形提供空间通道。在填筑施工的的某个阶段，，改变通常的的前高后低的的台阶法填筑筑上升形式，，采取前底后后高的反台法法填筑上升。。图2-6坝体预压反台台填筑预压反反台填填筑施施工技技术在在水布布垭面面板堆堆石坝坝填筑筑施工工中得得到了了全面面的应应用，，效果果显著著。水水布垭垭混凝凝土面面板堆堆石坝坝体累累计最最大沉沉降量量2473mm，仅为为坝高高的1.06%。采用反反台法法填筑筑施工工，保保障了了坝体体填筑筑连续续上升升，提提高了了设备备的利利用率率，加加快了了填筑筑施工工进度度。2.4提高坝体填筑筑密实度度施工技技术面板堆石石坝过大大的坝体体沉降总总量和不不均匀沉沉降必将将给大坝坝的正常常运行甚甚至安全全带来严严重不利利影响。。在坝体体填筑中中，如能能够运用用先进技技术和综综合措施施，尽可可能提高高坝体填填筑的密密实度、、降低孔孔隙率，，便可以以有效地地抑制坝坝体的各各种沉降降。面板堆石石坝堆石石体压实实密度的的大小，，主要受受堆石料料岩性、、堆石料料级配以以及填筑筑碾压参参数等控控制。在在水布垭垭面板堆堆石坝堆堆石体填填筑过程程中，采采取的控控制技术术有：坝料级配配的精确确控制：：经过大大量的坝坝料开采采试验和和垫层料料开采与与制备工工艺试验验，找到到最佳坝坝料级配配，为提提高压实实密实度度奠定基基础。碾压机械械的优化化选择：：通过比比对试验验，选定定大吨位位、效果果优的振振动碾压压设备，，保证坝坝料级配配与碾压压的最佳佳配合。。填筑层厚厚和碾压压遍数的的优化试试验：针针对各种种材料、、各种层层厚、各各种碾压压遍数进进行不同同组合试试验，得得出关系系曲线，，找出最最优组合合，用于于施工。。坝料洒水水方式的的创新设设计：传传统的方方式是在在坝料摊摊铺后洒洒水作业业，采用用碾压前前20h完成洒水水作业，，以保证证浸润时时间。故故采用了了在运输输途中加加水和坝坝面加水水相结合合的方式式，以分分时段多多次加水水来达到到提高碾碾压效果果的目的的。图2-7运输途中中和坝面面加水相相结合水布垭面面板堆石石坝填筑筑施工中中，通过过认真研研究、综综合采取取上述一一系列影影响高面面板坝填填筑密实实度的技技术和措措施，达达到了显显著提高高坝体填填筑密实实度的良良好效果果。现场实测测数据表表明：干干密度由由设计阶阶段要求求的2.10g/cm3提高至试试验阶段段的实际际的2.15g/cm3，直至施施工阶段段所达到到的2.20g/cm3，提高幅幅度达4.7%。坝体碾碾压密实实度的提提高保证证了水布布垭面板板堆石坝坝填筑施施工质量量和变形形控制，，同时为为以后的的高面板板堆石坝坝施工提提供了宝宝贵的经经验。2.5混凝土挤挤压边墙墙技术混凝土面面板堆石石坝垫层层料按传统施工方法需超填约约40cm左右，再再按照设设计坡比比进行削削坡，之之后进行行斜坡碾碾压，由由于面板板浇筑需需要在大大坝填筑筑到一定定高度后后才能进进行，这这期间大大坝坡面面需要进进行必要要保护，，避免破破坏已经经形成的的坡面，，施工过过程中稍稍有不慎慎，还可可能造成成运行阶阶段混凝凝土面板板脱空，，因此传传统的施施工方法法，工序序繁多，，进度缓缓慢，成成本较高高，存在在重大质质量隐患患和风险险。利用混凝凝土挤压压边墙作作为垫层层料区的的一部分分，能快快速形成成坡面，，减少了了削坡、、护坡、、斜坡碾碾压成形形等工序序，极大的提提高了施施工人员员的安全全性，降降低了施施工难度度，保证证了垫层层料的压压实质量量和提高高坡面的的防护能能力，减少垫层层料损耗耗90%以上，极极大地加加快了施施工进度度，避免免运行阶阶段面板板脱空风风险。图2-8混凝土挤挤压边墙墙施工2.6面板混凝凝土抗裂裂综合技技术面板堆石石坝混凝凝土面板板结构具具有下述述特点：：一是面面板长度度大；二二是长宽宽比大；；三是厚厚度较薄薄。在温温度变化化、干缩缩、坝体体填料的的不均匀匀沉降等等作用下下面板混混凝土易易于产生生裂缝，，甚至是是贯穿性性裂缝。。提高面板板混凝土土抗裂性性能是一一项系统统工程，，它涵盖盖了混凝凝土施工工的每一一个环节节，需要要实施集集成创新新。主要要方面包包括：原材料的优优选：含MgO水泥，I级粉煤灰，，第三代聚聚羧酸高效效减水剂和和与之相匹匹配的引气气剂，掺聚聚丙烯腈纤纤维掺和料料。图2-9聚丙烯腈纤纤维掺和料料施工方案的的优化：负负压溜槽配配无轨滑模模；在滑模模支架上设设置暖棚，，以防寒潮潮；混凝土土脱模后实实施二次压压面。图2-10面板混凝土土浇筑施工过程的的精细控制制：选择低低温季节浇浇筑，当坝坝体变形达达到缓慢或或稳定状态态后再浇筑筑面板混凝凝土，有利利防裂。混凝土的养养护与保护护：表面覆覆盖绒毛毡毡保温被；；不间断喷喷水，直至至蓄水；在在面板混凝凝土表面涂涂刷水泥基基渗透结晶晶型材料进进行表面保保护等。图2-11面板养护与与保护2.7长铜止水片片现场连续续滚压成型型技术面板部位的的铜止水不不仅长度大大，而且与与周边缝、、面板垂直直缝等部位位的交叉接接头多，现现场的加工工和安装难难度较大。。传统施工方方式“分段段制作、现现场焊接””存在着接接头部位多多、焊缝工工作量大、、易产生安安装误差和和变形、施施工进度慢慢、接头材材料浪费大大、施工干干扰大、人人工劳动强强度高、坡坡面作业不不安全等不不足。为确保长铜铜止水的施施工质量，，针对传统统施工方法法的缺陷，，经过反复复试验，自自主研制开开发了一种种可直接置置于现场工工作面上的的长铜止水水整体连续续滚压成型型设备。图2-12长铜止水整体体连续滚压成成型设备根据需要的加加工尺寸和结结构形式，止止水铜片加工工原料经过滚滚压轮组的滚滚压，将止水水铜片原材料料的中部鼻子子折叠成型，，将止水铜的的两翼折叠上上翘，形成所所需要的止水水铜片结构形形式。图2-13长铜止水片现现场连续滚压压成型长铜止水片现现场连续滚压压成型机在水水布垭面板堆堆石坝施工中中得到了全面面应用，结果果表明：加工的铜止水水片最大长度度达141m，结构尺寸偏偏差仅为±2mm，远小于规范范值±5mm；有效减少铜止止水片的焊接接接头、节约约材料；加工成型的止止水铜片精度度高、可保证证大坝止水效效果；设备操作、维维护、安装方方便，加工劳劳动强度小。。图2-14长铜止水片现现场连续施工工3、长龙山面板堆石坝施工相关建议长龙山抽水蓄蓄能电站枢纽纽工程主要由由上水库、下下水库、输水水系统、地下下厂房及开关关站等建筑物物组成。上水库位于山山河港右岸横横坑坞大型冲冲沟源头，由由主坝、副坝坝和库周山岭岭围成。主、、副坝均采用用钢筋混凝土土面板堆石坝坝，坝顶高程程980.2m，主坝坝最大坝高103m，，坝顶长372.12m；副坝最最大坝高78.0m，，坝顶长278.65m，主、副副坝坝体总填填筑量343.3万m3。下水库位于于山河港中中游河段，，建拦河坝坝而成，挡挡水坝采用用钢筋混凝凝土面板堆堆石坝，最最大坝高100m，，坝顶长300.0m，坝坝体总填筑筑量248.7万万m3。序号工程名称所在地最大坝高（m）坝顶长度（m）填筑总量（万m3）1上水库大坝浙江省安吉县1033723432下水库大坝浙江省安吉县100300265图3-1上下库混凝凝土面板堆堆石坝平面面图3.1建议采用混凝土挤压压边墙技术术在混凝土面面板堆石坝坝上游坡面面垫层料施施工中，传传统的方法法是在每一一层垫层料料的铺筑时时向上游超超宽30cm左右，，填筑高度度达到3~5m后由由人工配合合机械削坡坡，待坡面面达到一定定长度后采采用振动碾碾碾压并进进行砂浆固固坡。此种种方法施工工工序多、、施工干扰扰大且施工工进度慢，，甚至影响响大坝度汛汛挡水。针对此种情情况，引进进并应用了了挤压边墙墙施工技术术，该技术术是在每一一层垫层料料填筑之前前，用专门门的挤压设设备沿上游游挤压混凝凝土造出一一道墙，墙墙体的上游游边坡与设设计坝坡重重合，墙体体高度与每每层垫层料料的厚度一一致，如此此循环上升升。挤压边墙施施工技术自自2000年引入我我国以后，，先后在青青海公伯峡峡、甘肃龙龙首、湖北北芭蕉河等等面板堆石石坝工程中中应用，取取得了较好好的效果。。图3-2混凝土挤压压边墙施工工技术上述所采用用的挤压边边墙技术的的坝高均在在150m以内，通通过优化边边墙混凝土土材料、将将边墙混凝凝土在面板板分缝处同同缝凿断、、在边墙混混凝土与面面板之间喷喷乳化沥青青隔层等多多项创新和和改进，使使挤压边墙墙施工技术术直接应用用于坝高超超过200m水布垭垭面板堆石石坝中，满满足各项要要求。水布垭高面面板堆石坝坝创新应用用挤压边墙墙混凝土技技术的实践践证明，挤挤压边墙技技术简化了了边坡防护护方式和度度汛措施，，降低了工工程施工难难度，节省省了上游面面施工工期期，边墙混混凝土表面面对