第四节 引水建筑物

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内容出处: 《白溪水庫志》 图书
唯一号: 113020020240000028
颗粒名称: 第四节 引水建筑物
分类号: S41.123
页数: 9
摘要: 白溪水库引水建筑物包括引水主洞、发电支洞等,1998年开始施工,2001年全部结束并投入正常使用。结构特征包括引水发电、放空洞等,洞挖分为明挖和洞挖,混凝土衬砌采用不同施工方法,灌浆包括回填、固结、接触三种类型,金属结构及启闭机安装由浙江江能公司完成,引水钢管的运输安装符合规范要求。
关键词: 引水建筑物施工 混凝土衬砌与灌浆 金属结构及启闭机安装

内容

1997年2月,白溪水库工程开始73m以上岸坡开挖,坝基73m以下开挖在截流后2月内抢挖至设计高程。1997年8月,右岸趾板开挖,1998年10月结束。由于受左岸崩塌体开挖影响,左岸趾板开挖始于1998年8月,至2000年2月结束。河床趾板开挖始于1998年10月,1998年底结束。坝后齿槽开挖于1998年10月一个月内完成。
  1998年5月24日,开始坝轴线下游右岸预填筑,10月中旬,开始左岸填筑。1999年1月底,开始上游面填筑,至此,坝体大规模填筑正式开始。1999年5月27日,大坝提前达到50年一遇度汛断面高程120.5m,月填筑最高强度46万m3,创造了面板坝截流后第一个汛期不过水挡水坝体最高和全断面填筑两项国内记录。1999年7月15日,主汛期来临之前,大坝如期填至100年一遇度汛断面高程126.0m。8月16日,大坝填筑比计划提前2个半月达到Ⅱ期度汛断面高程130m。1998年12月21日,浇筑河床段第一块趾板,至2000年7月,趾板浇筑全部结束。大坝Ⅰ期面板施工于1999年11月2日开始,2000年1月10日结束,完成混凝土1.18万m3。此时坝体上游面30m范围填筑高程134.5m,下游150.0m。工期面板混凝土浇筑完成后,继续进行坝体填筑。坝前铺盖填筑以及面板止水施工同时进行。到下闸蓄水时,坝体已全断面填筑173.38m。Ⅰ期面板表面浇筑完成,趾板灌浆结束。原型观测设施埋设基本完成。2000年9月20日开始大坝Ⅱ期面板施工,2000年12月5日结束,共完成混凝土1.10万m3。2001年8月6日,坝顶填筑整理完毕。2002年3月底,坝顶公路工程及装饰工程施工全部完成。
  白溪水库工程拦河坝为钢筋混凝土面板堆石坝,坝顶长398m,坝顶宽10.Om,最大坝高124.4m,上游边坡1∶1.404,下游边坡1∶1.25,包括坝后“之”字路,其综合坡度为1∶1.52。坝体由堆石体(主堆石区、砂砾石区、次堆石区)过渡层、垫层(小区料)、防渗体(趾板、帷幕、面板、防浪墙)等组成。主堆石最大粒径80cm;在坝轴线下游88m高程以上干燥区填筑砂砾区,其周边用爆破料包裹(俗称金包银,见图4-3-1);过渡层、水平宽度4.0m,最大粒径30cm;垫层水平宽度2.0m,最大粒径10cm;趾板宽度8?和5?,对应厚度70cm和50cm;面板厚度按0.3+0.003H计算,最大厚度66.1cm。另外在坝前92m高程以下趾板和面板上设黄土铺盖,由黄土、粉煤灰、石渣组成。在坝后设有反调节水池。
  一、坝基开挖及处理
  (一)坝基和趾板基础的开挖
  坝基开挖 坝基开挖包括两岸坡覆盖层开挖、河床砂砾石层开挖、崩积体开挖、趾板基础开挖以及安山岩脉和断层处理开挖等。根据总体布局和设计要求、地形条件及施工总进度安排,坝基开挖分三个阶段进行。
  第一阶段开挖左岸崩积层。自1997年2月始,选用PC650和PC400挖掘机,T-20汽车挖运,开挖料运至上游弃料场。开挖方法:由上而下分层进行,坝轴线以上全部挖除至弱风化岩面,轴线以下挖至弱风化上限,累计挖除25.6万m3,至1998年6月结束。崩积层顶端130m高程以上基本没有覆盖层,局部区域(轴线以下)在坝体填筑前完成;右岸沿江公路KR线以下残破积层开挖,1998年1—4月结束,完成开挖量1.7万m3,废渣运至上游弃料场。第二阶段清理预填筑区河床表层。自1998年4月始,清除表层松散层,疏通过流河道。预填筑区清理范围为右侧河床,坝左0+220以右,坝上0-60,坝下0+165。第三阶段开挖坝基砂砾石层。包括趾板基础区域、坝后齿槽及预填筑区以外的基础面清理,1998年10月2日至11月24日完成,完成开挖量35万m3,废料弃于指定料场。
  趾板基础开挖 自1997年8月开始,先右岸、后左岸,最后河床段。选用YTP手风钻,自上而下预留保护层的方式钻爆,共完成岩石开挖4.39万m3。趾板贯穿左右两岸,“X”线全长590m,最大宽度8.Om,最小宽度5.0m,开挖坡比从水平到1∶1.56不等,开挖厚度从1-2~18m以上。设计要求趾板基础不能欠挖且建基面平整。右岸趾板因地质原因作了两次改线(a?~a?段),左岸a?~a?作了一次改线。
  (二)坝基处理
  规范开挖之后,依照设计要求,对坝基进行了一系列的处理工作。
  坝基找平河床按设计要求,挖除表层2~3m后,即可作为大坝基础,表层挖除后的不平整部分用推土机整平,低洼处用沙石料找平后,再振动碾压12遍。坝基找平工程验收后,在砂砾石层上铺筑100cm反滤过渡料,每次铺50cm,并分层碾压8遍。
  趾板混凝土下游,对岩石凹坑处用混凝土补平,裸露的集体岩面铺筑小区料,其尺寸按设计要求。
  危岩处理近坝库岸岩石边坡左岸存在不稳定体,高程130~190m,坝轴线以上采用爆破法炸除处理。危岩体因分布范围大,先后进行了4次,其炸除危岩体近3万m3。处理后的边坡满足稳定要求,并经监理工程师验收合格。110~120m高程局部不稳定体采用锚杆、混凝土加固。
  不良地质条件处理 安山岩脉处理:坝左0+260~0+270基础53m高程以下存在一岩脉,顺水流方向走向,与河床趾板“X”线正交。要求开挖深度到48m高程,上游超趾板混凝土上边线5m,下游至“X”线20m以外,然后在槽挖范围内打锚筋孔,孔深5.0m,Φ28钢筋,回填C??混凝土至53m高程。回填混凝土面设反滤料,并外延22m,该段固结,帷幕灌浆均加强。
  断层带处理右岸趾板基础120~170m高程有多条小断层穿过。处理时,在断层部位刻槽,深度为断层宽度2倍。刻槽工程验收后,再回填混凝土找平。
  悬空趾板基础处理 左右岸局部区域有趾板基础悬空地形,即趾板全宽不能全部坐落在基岩上,如a?点,右岸120m高程附近,左岸130m高程附近。要求清理至新鲜基岩面,贴坡浇筑混凝土,形成人工基础。
  二、坝体填筑
  坝体填筑共需360.58万m3,除利用溢洪道、导流洞等工程的开挖石料及砂砾料外,尚需开采石料以补不足,共需垫层料7.0万m3,小区料0.8万m3,过渡料5.0万m3。
  (一)填筑质量控制参数
  填筑施工参数(或坝料要求),关系到坝体的质量,该工程经过碾压试验,由监理工程师确认控制参数,该控制参数(见表4-3-1)成为工程施工质量控制指标。(二)料源规划
  垫层料和小区料源于白溪下游各料场,属天然砂砾料加工产品,砂石料筛分系统于1997年10月28日正式投产,筛分厂生产的黄砂和轧制破碎设备生产的各档碎石料,根据设计级配曲线要求,由施工试验室提供配比单,按配比掺拌而成。
  过渡料主要使用各建筑物的洞挖石渣料,不足部分通过指定的料场经爆破试验后开采,小部分利用溢洪道炮底细料。
  堆石填筑料源于溢洪道开挖料和其他建筑物开挖合格料。本工程未设备用石料场,关键是充分利用溢洪道料,规划利用率87%。规划砂砾料为白溪下游各料场(设计指定)的天然砂砾料,原则上,枯水期开采水下和右岸部分,汛期开采水上和左岸部分。
  (三)料场开采
  溢洪道开采 溢洪道开采方法和要求见本章第六节。
  砂砾料的开采 材料开采在料源规划的基础上进行,由推土机、装载机清除表层植被等杂物后,反铲直接采挖,一般分水上和水下两层,枯水期采挖右岸和水下部分,汛期采挖左岸和水上部分。汽车运至坝上或至到筛分厂。
  过渡料开采 在专用区域通过爆破试验,按确定的设备、钻爆参数执行,一般为小孔距、大药量挤压完成。
  垫层料小区料的制备 在导流洞出口右岸台阶地上平整约5000㎡一场地,作为垫层料制备场。要求垫层料级配连续,各档料掺配比例见表4-3-2。
  掺配时,第一层铺40~100mm碎石,第二层铺5~20mm碎石,第三层铺黄砂。自卸车上料,每层用推土机铺平,严格控制层厚。摊铺完毕,装载机立面掺和2次,然后取样鉴定,合格后方可上坝。
  (四)施工参数控制指标
  经碾压试验并由监理工程师确认的填筑质量控制参数见4-3-3表。
  白溪水库工程在建设过程中,为降低工程造价,提出合理利用混凝土骨料筛分过程中产生的超径卵石料,用超径卵石料轧制碎石制备垫层料,并及时开展科研,经南京水利科学研究院试验,并请有关专家评审决议后,用于垫层料掺配。实践证明,完全能满足设计及规范要求,大大地降低了工程造价。该项成果已列入《混凝土面板堆石坝施工规范》DL/T51Q8-2001中,并在全国推广使用。
  (五)填筑工艺
  堆石坝坝料按设计要求分层分区填筑,垫层上游坡选用M7.5砂浆固坡,堆石下游坡为100cm、80cm厚人工砌筑块石护坡。
  大坝基础趾板及其下游30m全部挖至基岩面53m高程,下游齿槽30m宽(0+161~0+191)挖至64m高程,其余部位只清除表层2~3m的松散层,保留天然砂砾石层经整平压实后作为坝基。
  坝体填筑始于1998年5月23日,当时原河床仍在过流,此填筑区位于右岸较高的溪滩,占地约10000㎡。填筑前先清理表层,并排除积水,由拖式16t振动碾碾压12遍,然后,铺筑二层各50cm的反滤料(过滤料级配),碾压合格后,再在其上铺筑主堆石料,全面填筑始于1998年10月,即截流后进行。堆石料用自卸车运输上坝,进占法铺料,推土机平仓,碾压前洒水湿润,振动碾压,每层填筑碾压合格,并经检验验收后,方可开始填料覆盖。
  坝体垫层料、过渡料水平宽度分别为2.0m和4.0m,填筑层厚40cm,要求填筑时与主堆石平起施工。其具体方法和次序为:先填筑第一层过渡料,后退法铺料,推土机平仓,然后用反铲清除超径石块,并整理上游边线至设计桩号和坡比,人工修整。再铺筑其上游垫层料,后退法铺筑,推土机推平,人工修整,整平后洒水,一起碾压。达到标准后,按上述方法重复一层(40cm)施工。洒水碾压与其下游主堆石体一齐进行。分区搭接处加强起缝碾压,全部
  堆石坝施工参数控制表工序完成后,由监理工程师验收,合格后进入下一循环填筑。
  垫层料前沿30~40cm宽区域和小区料用HS22000平板振动夯压实。小区料填筑40cm一层,施工时严格控制含水量。
  坝体填筑到87m高程后,进入沙砾填筑,在设计填筑范围内先铺填100cm厚反滤料,然后填筑砂砾料,料源来自下游河道各料场,自卸车直接上坝,后退法铺料,推土机平仓后碾压。其周边与岸坡接触带4m宽填筑料为爆破料,其最大料径40cm,小于0.1mm含量小于5%。填筑碾压与砂砾料同步。坝体填筑每升高10~15m,进行一次斜坡碾压,并铺筑砂浆。碾压前,按6×6网格布点测量,人工修坡,预留斜坡碾压的压实量,雾化洒水并进行斜坡碾压,使用10t斜坡振动碾,由1m3吊机在坝顶上牵引,上振下不振,碾压8遍,完成后复测6×6网格高程,必要时进行局部修整、补碾、达到要求后铺筑砂浆,人工铺筑、碾压固结。
  坝下游干砌石护坡,砌筑与填筑同步,以确保碾压设备到边。
  坝体分区分块填筑,边界线预留搭接平台,平台宽度不小于2.0m,接缝处反铲清除大块石,铺筑较细石料,并加强碾压。
  坝体内布置施工道路均先完成相应部位路基以下填筑料的压实,覆盖前做好路面表层清理。
  (六)填筑强度及形象面貌。
  大坝填筑具有四个特点:一是上升速度快(平均上升16.4m/月),二是上坝强度高(平均24.9万m3/月),三是填筑区域多(小区、垫层区、过渡区、主堆石、砂砾石区、次堆石区等填筑,还有13800㎡的垫层斜坡碾压及砂浆固坡),四是施工场地狭窄。通过认真科学地规划及合理组织,确保了Ⅰ期度汛断面的填筑成功。自1998年5月23日,坝轴线下游右岸预填筑开始。1999年5月27日,大坝提前填至Ⅰ期50年一遇度汛断面高程120.5m,创造了面板坝截流后第一个汛期不过水、挡水坝体最高和全断面填筑两项国内记录;1999年5月27日,坝体全断面升至120.5m高程,比合同期提前4天实现Ⅰ期度汛目标——抵挡50年一遇洪水标准的度汛面貌,且比原设计临时断面多填72万m3;1999年7月15日,坝体全断面升至126m高程,达到挡100年一遇洪水标准;1999年8月18日,坝体全断面升至130.Om高程,比合同期提前74天达到Ⅱ期度汛目标——达到200年一遇洪水标准;从1998年12月,坝体全面投入填筑施工,至1999年7月,连续8个月填筑量均在20万m3/月以上,最高月上坝强度达到46.7万m3。各时段填筑量汇总见表4--.4,大坝典型断面施工面貌见图4-3-1。(七)大坝I期、Ⅱ期度汛断面填筑提前完成的原因
  白溪水库大坝工期、Ⅱ期度汛断面填筑提前完成的原因有五:第一,优化施工方案。首先提前(1998年5月24日)进行预填筑,在预填筑区完成碾压试验,其次在1998年9月29日—1999年7月31日这段时间里,充分利用枯水期进行坝体中后部填筑。使坝基开挖与填筑同步进行,共完成基城土石方开挖35万m3,坝体填筑55万m3,从而大大削弱了原设计Ⅱ期度汛断面填筑强度(Ⅱ期填筑量仅剩下58万m3),降低了河床趾板及断层混凝土浇筑完成后(1999年2月—5月27日)的高峰填筑强度。另一方面改善了抢Ⅰ期度汛断面填筑时的道路布置;第二,备足好抢度汛断面所必需的垫层区、小区、过渡层及上游堆石区料;第三,备足机械设备及其配件(提备用系数);第四,合面板堆石坝各时段填筑量汇总表
  图4-3-2 面板堆石坝典型断面施工面貌图理规划施工道路,适当提高主要上坝道路等级,认真做好施工道路的养护工作;第五,合理组织施工,衔接好各道工序的流水作业,高峰期增加主要机械的作业时间。
  三、趾板混凝土工程
  根据不同高程设计,将趾板分为两种结构型式,即以110m高程为界,110m高程以上的趾板宽为5.Om,厚50cm;110m高程以下的趾板宽8.0m,厚70cm。趾板X线总长590m,通常未设结构缝。混凝土设计标号C??S??和C??AS?,二级配,内设锚筋和单层钢筋。与面板相接部位设置周边缝,缝内设两道止水:底部为“F”型铜止水,中部为PVC塑料止水带;混凝土浇筑高程由53~173.38m。1998年12月21日,a3+15~31段为趾板首浇块浇筑,至2000年7月,趾板混凝土全部完成;完成混凝土浇筑量4835m3。
  (一)级配试验
  根据设计要求,委托十二局施工科研所完成趾板混凝土配合比试验工作,并提供不同要求的施工级配,报监理工程师审批后实施。混凝土配比共两种,见表4-3-5。部分区段受地形所限,使用泵送混凝土。
  (二)施工步骤
  在趾板开挖建基面验收合格后,根据测量控制点,实施锚杆钻孔、插筋、绑扎钢筋、立模、安装并固定止水带,作好隐蔽工程验收,进入混凝土浇筑。
  趾板混凝土配合比表趾板锚筋为Φ28,锚入基岩长度3~4m,选用手风钻钻孔,孔径42~45,施工时先注浆后插筋,并做抽样抗拨试验,均满足要求。
  (三)钢筋制作安装
  锚筋和钢筋加工均在钢筋加工厂进行,使用的钢筋均经过检验,现场钢筋搭接和同一断面接头数量均满足规范要求。焊接钢筋取样检验焊接质量。加工好的钢筋平板车运至工地,小心卸放、摆平、以防钢筋变形。
  趾板施工缝均做好封头模板,钢筋穿过施工缝,并做好外露钢筋的保护,施工缝模板拆除后及时凿毛处理。
  (四)立模
  使用钢模和木模,趾板头部在止水带附近用木板镶嵌,围楞用12×12cm方木,外支撑和内拉条相结合的固定方式,水平段和缓坡段(a?-a?)只在两端立模,陡坡段表面使用翻模施工。
  (五)止水材料制作安装
  铜止水选用卷材经成型机加工而成,并满足设计形状和足够长度。PVC止水有成型产品可供采购使用。安装前,根据测量控制点,定出安装准确位置,确保安装精度符合规范要求,止水片端部连接带及时做好,封闭漏水通道,连接的方式方法符合设计要求,已安装的止水片带在混凝土施工阶段设有防止移位和变形及破坏保护措施。
  (六)混凝土浇筑与养护
  趾板混凝土采用常规配合比,施工级配为二级配,不同位置由不同拌和站供料,工程车运输不能直接入仓区段,用25t吊机入仓,特殊地段用泵送入仓,一般情况均直接入仓或溜筒入仓。
  浇筑过程对止水片部位和加强振捣,以保护止水片(带)与混凝土的良好接触。混凝土浇筑后,及时覆盖草袋并洒水养护,保持湿润14天。
  (七)止水片(带)保护
  止水片(带)的保护,用15×15cm方木夹紧,蚂蟥钉固定方木,保证止水片(带)不因坝体施工而损伤或破坏。
  四、面板混凝土工程
  为保证面板混凝土施工处于全过程受控状态,保证施工质量,针对工程特点,编制面板混凝土施工技术措施,并提交国内有关专家论证,论证的结果是,措施是完善的,保障是健全的。
  面板混凝土施工分两期进行,Ⅰ期高程53~128.5m,Ⅱ期高程128.5m至顶部。Ⅰ期面板共22块,单块宽度12m。Ⅱ期面板33块,除1#、2#、33#外,其余宽度均为12m。I期面板最大斜长128m、II期最大斜长78m,坡比1∶1.404,最大厚度66.1cm,最小厚度30cm,混凝土设计指标C??S??D???、C??S?D???。施工级配为二级配,整个混凝土方量约为2.5万m3,滑模面积48160㎡,钢筋制作安装1538t,面板垂直缝总长4076m,周边缝长590m,垂直缝底部设一道铜止水,顶部一道SR填料止水,I期面板于1999年11月2日开浇,2000年1月10日结束,Ⅱ期面板于2000年9月19日试验块开浇,12月5日结束。
  (一)级配试验
  为确保面板混凝土施工质量,I期、Ⅱ期面板施工前分别委托十二局科研所和南京水利科学研究院对面板混凝土级配进行专门研究,并按设计要求及时提交级配报告,并经国内有关专家论证。工期、Ⅱ期混凝土面板混凝土配合比见表4-3-6和表4-3-7。
  I期面板混凝土配合比汇总表①
  ①因施工过程中出现一些裂缝,白溪Ⅰ期面板混凝土共使用三级级配。(二)施工布置
  在坝顶前沿布置1条4吋水管,用于混凝土拌和及面板养护,并安装自动喷雾龙头。
  施工用电从溢洪道变压器引入坝面。
  坝前沿135m高程预留35m宽作为浇筑Ⅰ期面板的临设场地,共布置2台JZC750拌和机,并配自动配料机HPD-1200型4台。沙石料堆放场,各种沙石料分档隔离堆放,黄沙堆场上部搭设防雨棚。同时设有水泥库,粉煤灰库,钢筋堆放场,止水、保温材料堆放场。Ⅱ期面板采用一条龙布置方案,将100m的拌和系统长龙布置在坝顶,配置0.75m3拌和机3台、16m长皮带机2台、配料机4台、ZL30装载机1台。
  坝坡上布置2台钢筋运输台车,4台5t卷扬机,2台3t卷扬机,2套无轨滑动模板,每套滑模由2台5t卷扬机牵引。
  每块面板布置两条斜槽,直接铺在钢筋网片上;并用彩条布或雨布覆盖。斜槽用薄钢板制作,每节长1.0~1.5m。先浇块用专门设计的模板作为侧Ⅱ期面板混凝土配合比汇总表①
  ①A-3*是通过现场试拌对A-3配合比(南京水利科学研究院提供的)进行调整,并经南京水利科学研究院复核后确定的最终配合比。A-4配合比仅用于28#试验块。模,共制作钢结构侧模桁架400×23cm计80榀,200×48cm计112榀。白溪水库大坝面板分层分块方法见图4-3-2。
  (三)施工方法
  坝面清理和测量放样 在面板混凝土开始施工时,将填筑施工时留在坡面上的废料清除干净,并对坡面进行修整,使其达到设计要求的坡比和平整度,平整度用6×6m网格检查,控制平整度偏差为设计线Ⅰ期为+5、-8cm、Ⅱ期为+0、-8cm。并将损坏的砂浆固坡面用砂浆抹面平整,然后按设计图纸将所有面板分块进行测量放样,在垫层斜坡面垂直缝两侧各放出一组高程点,为砂浆找平提供标准。
  止水材料安装 安装周边缝止水的方法是:沿面板趾板周边缝人工开挖成深20cm、宽60~100cm倒梯形槽(具体部位尺寸按设计要求),保持基础面平整并压实,然后回填沥清砂浆。沥清砂浆入仓采用手推车通过卷扬机牵引系统送入回填部位。沥清砂浆回填次序为从河床向两岸,由低向高连续进行。待垂直缝止水铜片安装好后,再与周边缝止水片连接。
  安装垂直缝的止水方法是:以测量放样点为基准,挖一条深10cm、宽70~90cm的倒梯形槽,测量复测合格后回填100#水泥砂浆垫层,砂浆由坝面拌和机拌制,经工程车卸入受料斗经溜槽到梯形槽内,人工夯实抹平,并用2m靠尺检查平整度,并在其上测放垂直缝的位置,铺高500×4mm氯丁橡胶片,固定后保证橡胶片平整、不起皱,两次放出垂直缝位置,并安装由成型机压制的铜止片到橡胶片上,并按要求做好止水片空腔材料填塞及周边平整。
  侧模安装 由于面板厚度由周边66.1cm渐变到173.38高程的30cm。侧模的制作是按照面板的厚度加工的,侧模为钢木结构,上面部分为为钢桁架式结构,其中23cm高的桁架长400cm,48cm高的桁架长200cm,桁架下部用12×12×400cm的方木,方木之间用连接板或蚂蟥钉连成整体,安装侧模时,使下部木模紧贴止水铜片鼻子,侧模内侧面对准止水铜片鼻子中央。侧模固定采用对拉和外支撑相结合方式,侧模安装结束后及时检查侧模垂直度、表面平整度及高程、牢固性等。
  卷扬机、滑模架安装 卷扬机由25t吊机吊放在坝顶待浇块两侧纵缝上,每条缝一台,并同时做好卷扬机的固定,检查卷扬机性能,保证完好,卷扬机移位时由平板车运输,滑模架由吊机安放到待浇块上,其两端先用保险钢丝绳与卷扬机支架连接,待卷扬机牵引钢丝绳与滑模架连接后,拆除保险钢丝绳,然后由卷扬机将模架通过侧模或浇块混凝土面滑下。
  无轨滑模共2套(长14m、宽1.2m),一套浇筑,一套准备,滑模尾部设有表面修整平台,用于对出模混凝土面进行抹面和保护,每浇筑30cm提升滑模一次,滑升由模架上人员指挥,滑升速度控制在2.0m/h左右。
  钢筋制作安装 面板钢筋由钢筋加工厂加工成型后,汽车运至工作面,由钢筋台车运送到坝面仓位,因面板钢筋铺设在中部,故必须设置架立筋用于支撑,法向架立筋1.5×1.5m方格布设,Φ20、长80~100cm锚入垫层50cm,横向充分利用结构筋,以节省投资。
  架立筋准备就绪,即开始架设钢筋,人工仓面绑扎焊接。
  钢筋安装顺序为:法向架立筋→模向架立筋→纵向面板筋→横向面板筋→每块周边加强筋。
  (四)混凝土浇筑
  标准块浇筑 先拆除滑模架上的抹面平台,使模架滑到河床趾板顶部周边缝上,进行标准块面板滑模,待模架滑升一定距离后,安装抹面平台。
  异型块浇筑 岸坡段面板底部与趾板相接周边缝不是水平缝,而是斜交,最斜边长达27m,浇筑时采用平移转动法浇筑滑升异形块,方法是:即先将浇筑模架降至岸坡趾板顶部,然后由低向高浇筑混凝土,三角区滑模时,启动低端卷扬机,使模架沿高端转动,同时通过岸坡趾板导向滑轨,使模架高端沿周边缝向上滑行。三角块混凝土出模后,及时在搭设的毛竹架操作平台上进行抹面。待滑完三角块后,拆除导向滑轮进入标准块滑模状态。混凝土入仓、振捣、抹面 混凝土由工程车运至下料受料斗,通过面板钢筋网上溜槽入仓,人工布料,每块面板挂两串溜槽,均匀布置,溜槽出口离仓面距离小于3m,布料时,通过调整溜槽位置,实现入仓混凝土均匀性,每次浇筑层厚为30cm,滑模架上设置4台振捣棒,及时振捣,振捣间距不大于40cm,深度达到新浇混凝土层下部5cm,振捣时,振捣棒不得在模板上或靠近滑模斜向插入新浇筑层,以防模板抬动。仓内用Φ30mm插入式软管振捣器,振捣后混凝土与滑模架上边线齐平,止水片周边混凝土施工加强振捣,确保密实。
  立模后的混凝土安排3~5个泥工(聚丙烯混凝土泥工人数比常规混凝土多1倍)及时压实、抹光,并在适当的时候铺盖塑料薄膜保水。
  养护 混凝土终凝后,及时覆盖草袋或草帘,并洒水养护,混凝土浇筑至顶后,在顶部安装雾化水龙头,全天候养护至蓄水。
  (五)低温及雨天混凝土施工
  面板施工时段与县气象台保持密切联系,掌握天气趋势,避免不利气候条件,确保混凝土施工质量。
  低温时段,浇筑仓面增设防寒棚,并布设多盏碘钨灯加温,新浇混凝土用双层草袋严密覆盖,保温防冻,特别大的寒流侵袭时段,停止浇筑。
  在滑升过程中,遇天气变化下雨,提前在仓面用塑料布遮盖,模架上设置挡雨棚,其长度应覆盖到抹面平台后的新浇混凝土,防止雨水冲刷表面。仓面若存积水,用水泵排出,滑升前遇雨天,降雨量影响正常施工时,不开仓。
  雨天浇筑时,及时检测原材料含水量(砂子有雨棚),并调整拌和时加水量。
  Ⅰ期面板施工过程中,未受到大雨侵袭,但有一次较大寒流,停工7天。
  (六)裂缝处理
  趾板浇筑完毕,参建四方先后进行了多次趾板裂缝普查。经超声波纵深检测,结合人工凿槽检查,发现裂缝均未裂穿钢筋保护层混凝土。对所有宽度大于0.2mm的裂缝及所有施工缝,按设计要求进行防渗处理,经验收,质量满足设计要求。
  大坝I期、Ⅱ期混凝土面板由于所使用的水泥为高热水泥,且所采用的沙子吸水率偏大,导致混凝土内温度应力较大,产生表面裂缝。
  Ⅰ期面板混凝土发现裂缝21条,其中缝宽≥0.2mm的裂缝8条,经超声波探测,最大深度17.2cm,为非贯穿性裂缝。Ⅱ期面板共查出裂缝8条,其中缝宽≥0.2mm的裂缝4条,最大深度8.9mm,为非贯穿性裂缝。
  具体处理方法征询有关专家的意见,上述面板裂缝的数量分布与宽度属正常范围,经处理后,不会影响日后的安全运行。
  对于宽度<0.2mm的裂缝,按照凿“V”型槽、涂刷SR底胶、嵌填SR塑性止水材料、粘贴SR防渗盖片、封边等程序进行处理。对宽度>0.2mm的裂缝,先进行HK-G系列环氧灌浆材料进行化学灌浆补强处理,再进行上述方法的SR止水材料表面防渗处理。经监理工程师验收合格,质量达到设计要求。
  五、监测仪器埋设工程
  (一)监测仪器的布置
  本工程原型监测项目有外部监测、内部监测两大类。用以监测大坝在施工期和蓄水后的运行状况,监测项目包括:坝体表面和内部水平、垂直位移监测,面板之间垂直缝、面板与趾板之间周边缝变形监测,面板变形、应力、应变观测,坝体、坝基、岸坡渗流监测。大坝内部监测仪器埋设见表4-3-8。
  大坝内部监测仪器埋设一览表
  名称 单位 数量 备注
  坝体水管式沉降计 套 1 主剖面(坝0+210)坝基监测,共3个测点(VL1~VL3)
  坝体水管式沉降计 套 3 主剖面坝体监测,共12点(V1~V12)
  坝本水管式沉降计 套 2 副剖面坝体监测,共9点(V13~V21)
  坝体水平位移计 套 2 主剖面,共7个测点(H1~H7)
  坝体水平位移计 套 1 副剖面,共4个测点(H8~H11)
  坝基渗压计 只 10 SPA3只,SPB3只,SP4只
  面板周边缝渗压计 只 3 SPA型号SZ-8
  面板混凝土内渗压计 只 7 SP1~SP4、SP8~SP10、型号SZ-4
  周边缝三向测缝计 组 7 SJ1~SJ4、SJ6~SJ8、SJ7、SJ8在Ⅱ期面板内
  周边缝二向测缝计 组 1 SJ5,型号JH50,在河床周边缝上
  面板单向测缝计 支 26 Jbl~Jb26,在Ⅱ期面板张性缝20只
  面板三向应变计 组 7 SSbl~SSb6在面板周边缝附近
  面板二向应变计 组 7 Sb7~Sbl2,Sb9Sbll
  面板无应力计 套 13 Nbl~Nbl2、Nb8、Nbll(二)监测仪器的检验与审定
  在采购仪器设置时,要求厂家在厂测试和检验全部的仪器,并提供检验合格证书。
  监测仪器运达工地之后,先从外观检查仪器有无破损现象,然后,作绝缘度检查,一般要求>250mΩ,然后,测读仪器自由状态下的读数。
  仪器运达现场后,按厂家提供的说明书对全部仪器进行审定工作。对在自由状态下易产生自由变形的传感器、仪器底座、机械式的监测仪器,按说明书只作初检。对在自由状态下易产生自收变形的传感器,如应变计、测缝计等必须作审定检验,对有耐压要求的仪器(如渗压计)作耐压试验。
  建立监测仪器技术档案。
  (三)仪器埋设施工
  埋设前的准备 根据监测设计,检查预留孔、槽位置及预埋构件等是否已按设计要求布设;检查仪器的绝缘电阻、自由状态的测值,不合格不使用,合格的仪器应将检查结果记录保存;埋设前,检查仪器及电缆编号,电缆芯线头部用电缆套套上,用细铁丝将电缆套扎紧,以防受潮;根据设计图纸桩号、控制点坐标、高程,在现场进行施工放样,做好标记,记录各埋设点的坐标位置,安装完成后复测桩号、坐标和高程。
  挖槽 大坝填筑超过仪埋设计高程1.5~2.Om时,测定仪器埋设位置采用反铲挖槽,底宽1~1.5m,坡度1∶0.8左右,底部填上垫层料或黄砂并夯实,并在其上测设精确位置。
  安装与埋设 观测房。观测房位于下游坝坡,分多层布置。初期基础部分仪器观测在75m高程建一临时观测房。观测房建造与仪器埋没同步完成。
  水管式沉降计和水平位移计。按设计要求就位。测量初始高程,四周浇混凝土保护。进出水管及通气管穿Φ50PVC软管保护,布于槽底,引向下游监测房。水平位移计安装于设计位置,位移计周围灌注混凝土,用钢丝穿钢管保护,引向下游监测房。最后用过渡料找平槽沟并压实。
  渗压计。渗压计测头置于装有干净的中粗沙的沙袋中,然后在水中浸泡2h以上,在埋设渗压计位置挖坑,坑深0.4m,将渗压计埋于坑中,然后薄层铺料并压实。渗压计电缆沿坝基面开挖沟槽敷设,并用粗沙回填。在电缆穿出堆石体进入监测房前,用钢管保护;
  测缝计。测缝计采用整体组装,根据设计要求,在现场用膨胀螺栓将底座固定在面板上,连接电缆预埋在面板混凝土中,向上引到坝顶监测房。
  进度情况 1998年10月16日至2000年12月31日,坝体内所有监测仪器均已安装埋设完成。截至2001年5月30日,水准工作基点5组,表面监测点32点,坝顶下游挡墙顶28点,至2001年7月已取得了33个月的监测资料。2001年8月以后,监测资料由电厂收集。
  临时保护措施 由于大坝填筑、溢洪道爆破不断进行,给仪埋工作和监测设施的保护工作增加了难度。在施工进程中,对相应的监测设施进行临时保护措施。
  施工期观测 自1998年10月16日始,陆续埋设了许多观测仪器,并同步开始相关资料的观测收集。根据监测设计要求,在水平、垂直位移计投入正常监测后,监测1次/周,表面位移测点监测2次/月。混凝土面板内埋设的仪器,埋入24h内监测1次/2h;24~48h内监测1次/6h;15天内监测2次/天;而后10次/月。对监测资料及时进行整理,提供阶段监测成果报告,报监理工程师。
  六、大坝基础灌浆工程
  (一)大坝基础灌浆设计
  设计要求趾板固结灌浆布置在帷幕线上下两侧,两排固结孔成梅花型布置,孔距3.0m,孔深在高程110m以上为6.0m,高程110m以下为8.0m,岩脉区固结加密,孔距为1.5m,分二序施工,左岸坝基岩脉出露带开挖后回填混凝土,沿上、下游有两排孔距为3.0m,孔深为10.0m的固结孔,仍分二序施工。
  大坝帷幕孔采用单排,分基本帷幕孔和加强帷幕孔,基本帷幕孔分三序施工,孔距2.Om,加强帷幕孔布置在岩脉区的基本帷幕孔之间,加强帷幕孔孔距2.0m,其与临近基本孔距离为1.0m,帷幕孔孔深a?a?趾板段基岩为43.0m,左岸由43.0m渐至20.0m,右岸由43.0m渐至25.0m深。
  帷幕孔、固结孔孔位偏差允许为10cm,钻孔前相应部位的混凝土强度均已达到设计强度的50%,帷幕孔偏差均符合规范要求。钻孔时对孔内情况(如混凝土厚、涌水、漏水、串浆、断层、破碎带等)进行详细记录。
  设计变更设计变更主要是帷幕灌浆试验孔由原定的A?A?段改为A?A?段,孔号为该段的24#~30#,并设置试验检查孔,共9只孔,在24#、28#两只I序孔上游0.5m处打孔作抬动试验。
  《设计施工技术要求》帷幕灌浆检查质量以透水率ω≤1Lu为合格,接触段及其下一段合格率为100%;再以下各段合格率应在90%以上,不合格段透水率不大于2Lu,且不集中。固结灌浆质量以透水率ω≤4Lu为合格,合格率在80%以上,其余孔段的透水率应不大于6Lu。后来,帷幕检查孔透水率合格标准调为3Lu,不合格段调整为不大于5Lu。
  设计BX99坝-30-74号趾板帷幕检查质量控制标准修改为帷幕检查孔透水率ω≤3Lu,不合格段透水率不大于5Lu,且分布不集中。
  帷幕孔、固结孔灌浆开灌水灰比调整为5∶1。
  (二)灌浆材料
  水:用管道从白溪中取水送至工作面。
  灰:使用的水泥是宁波海螺水泥厂生产的425#、525#普通硅酸盐水泥。
  (三)灌浆试验
  试验区原定在a?~a?段,施工时因溢洪道危害岩体影响,改到a?~a?共7只基本孔,2只检查孔。试验是为了检验设计参数的适宜性,基岩可灌性,施工设备、工艺、方法的适应性。经试验区受灌的资料整理及检查孔压水,灌浆检查,设计参数等均满足要求。试灌成果资料汇总见表4-3-9。
  (四)灌浆施工
  严格按设计要求控制灌浆参数,按规范要求控制工艺,确保灌浆质量。灌浆施工顺序为:下游固结孔→上游固结孔→固结检查孔→帷幕I序孔→帷幕Ⅱ序孔→帷幕Ⅲ序孔→帷幕检查孔。其主要工艺流程见图4-3-3。
  帷幕灌浆试验孔成果一览表放样 由测量放出“X”线和高程点及a,点,然后放出各孔位,其误差均控制在10cm以内。在趾板混凝土浇筑时,河床段趾板较多用预埋管(孔)进行预埋,由于在预埋管(孔)处的混凝土易产生裂缝,岸坡趾板取水预埋管(孔)。
  钻孔 钻机移动就位后,挂垂线校对立轴中心与孔中心重合,并保持钻机水平,固定后开钻,开孔孔径75mm,终孔孔径56mm。
  洗孔及压水 孔段钻进结束后,进行孔壁冲洗,采用大流量由孔底向上冲洗,将孔内岩粉、沙、石冲出孔外,待回水澄清结束。然后下橡塞进行裂隙有压冲洗,橡塞塞在冲洗段上部50cm,冲洗压力为该灌浆压力的80%,且不超过1Mpa,冲至回水澄清10min结束。各冲洗段的压力见表4-3-10。
  裂隙冲洗结束后,进行压水试验,采用一个压力阶段简易压水法,压水压力为相应孔段灌浆压力的80%,且不大于1Mpa。简易压水20min,测读流量1次/5min,取最后的流量为计算流量。帷幕孔最下面一段压水试验吕容值超过规定时应加深5.Om检查。
  灌浆 灌浆采用自上而下的分段钻灌方法,孔内循环式灌浆法。
  接触段长为2.Om(基岩),压水结束后,进行灌浆;灌浆后,待凝24h。其下各段,在孔口无涌水时,灌浆后不待凝,继续钻孔。接触段以下段长为5.Om,孔底段长度不大于7.Om。灌浆水灰比为5个比级,即5∶1,3∶1,2∶1,1∶1,0.6∶1。遵循由稀到浓的逐级变换原则进行,并按规范要求结束图4-3-4大坝基础灌浆主要施工工艺流程图
  帷幕孔各段冲洗压力表灌浆。
  封孔 封孔采用分段压力灌浆封孔法。全孔灌浆结束后,自下而上分段进行,段长为10~15m,封孔水灰比0.6∶1,封孔压力与该段灌浆压力相同,当注入率小于1L/min,延续30min结束。 七、接缝止水工程 (一)施工准备 工程施工前,首先准备好工器具,包括磨光机、钢丝刷、棉纱、细钢丝、切胶刀、油漆刷、喷灯、防雨布、木榔头等。另外,还要编制施工措施,由技术人员向施工作业人员交底,并现场示范操作。
  (二)施工方法
  接缝止水工程施工程序是:混凝土表面缺陷处理→缝面清理→缝面验收→材料准备→刷SR底胶→嵌填SR材料→质量检查→表面保护→检查验收。
  接缝止水工程缝面填料分四个阶段:75m高程以下周边缝、垂直缝;75~100m高程周边缝、垂直缝100~128.5m高程周边缝、垂直缝;128.5~177.38m高程周边缝、垂直缝、顶缝。
  接缝止水工程施工方法是:用钢丝刷将缝槽两侧约大于SR填料宽度范围内的松动物,凸出物除出,并清除干净,露出原混凝土,并晾干,对潮湿表面,用喷灯将填料区烤干。然后,将搅拌均匀的底胶均匀涂刷在干燥干净的填料区,自然干燥0.5~1.0h(表面干燥,以不粘手为准),将准备好的SR填料填入缝内。填料时,先缝内,后缝外,先两边,后中间,分层填筑至设计形体,并用模板检查形体,检验合格后,即可进行表面保护。保护材料用PVC塑胶片和SR盖片两种,盖片铺盖后用角钢压边,膨胀螺栓固定。
  八、坝前铺盖
  坝前铺盖由粉煤灰、黄土、石渣组成,填筑高程由53.7~92m。底层粉煤灰沿面板周边缝填筑,宽度6.0m,厚度0.6m,中间黄土层覆盖91m高程以下面板和趾板,趾板顶部填筑厚度4.3m,铺盖顶面(91m)高程水平宽度4m,坡比1∶1.5。外部设备石渣保护层,填筑工程质量:粉煤灰1200m3,黄土5.7万m3,石渣8.8万m3。整个铺盖工程自2000年3月17日至5月23日完成,施工期共68天。
  (一)施工顺序
  趾板顶面施工顺序是:周边缝处(趾板顶以上1.8m范围)按“黄土→粉煤灰”顺序施工,其他部位按“粉煤灰→黄土→石渣”顺序施工。
  面板表面施工顺序是:面板周边缝(6m范围)按“粉煤灰→黄土→石渣”顺序施工,其他部位按“黄土→石渣”顺序施工。
  (二)施工方法
  修筑施工道路,汽车运料至填筑工作面,粉煤灰人工拆包,布料、摊平、洒水、压实,填筑后,用塑料布遮盖。黄土和石渣用推土机平整,装载机配合,振动碾碾压。铺筑层厚有严格控制:粉煤灰、黄土均为60cm,石渣120cm。在黄土与石渣的界面处,填筑3.Om宽的过渡料(料径<30cm的石渣)防止大块石陷入黄土中。
  第四节 引水建筑物
  白溪水库引水建筑物包括引水主洞、两条发电支洞、进口拦污栅、检修闸门井、放空洞、补充供水消力池。1998年4月4日,进口段在0+4.53处提前进洞开挖,1999年4月6日,引水洞全断面贯通。同年4月15日开始混凝土衬砌;1998年7月,闸门井开始导井开挖。1999年2月3日,闸门井扩挖完成。1999年10月22日,开始进行闸门井混凝土衬砌。2000年5月底,混凝土浇筑至启闭机平台180m;放空洞开挖于2000年4月17日,6月30日结束,7月份完成压力钢管安装。2001年10月12日完成消力池混凝土浇筑;下闸蓄水前,引水洞进口及洞内施工全部完成。闸门及启闭机安装到位,进水口拦污栅吊定就位。补充供水管安装结束,出口消能室混凝土浇筑完成,准备安装出口锥阀和启闭机;2001年11月底,引水系统及补充供水系统施工已全部结束。都已投入正常使用。同年底,放空洞启闭机安装调试完成。
  一、引水、供水、放空隧洞工程的结构特征
  引水发电、放空洞布置于右岸,洞轴线基本平行于导流洞,由进水明渠、进水口检修闸门井、进口拦污栅、隧洞(主洞段)和压力钢管段、出口明渠组成。主要布置的建筑物有:引水主洞、发电支洞、进口拦污栅、检修闸门井、放空洞、补充供水消力池,是集引水、发电、供水、放空为一体的多功能隧洞。
  引水主洞全长315.4m(0+4.53~0+319.936),圆形开挖断面Φ450cm,钢筋混凝土衬砌,厚度50cm,纵坡0+164.46桩号上下游分别为5.35%和7.23%,检修闸门井中心位于0+164.46桩号,由82m高程到170m高程,开挖断面最大宽度640cm,全断面混凝土衬砌。

知识出处

白溪水庫志

《白溪水庫志》

《白溪水库志》由白溪水库志编纂委员会编纂,详细记录了白溪水库的历史沿革、建设过程、运营管理、社会文化影响等方面,展现了水库对当地经济社会发展的重要作用。

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