水利工程論文-葛洲壩工程關(guān)鍵技術(shù)在三峽建設(shè)中的應(yīng)用及發(fā)展（下）.doc

水利工程論文-葛洲壩工程關(guān)鍵技術(shù)在三峽建設(shè)中的應(yīng)用及發(fā)展（下）摘要：葛洲壩工程在建設(shè)過程中，解決了許多關(guān)鍵技術(shù)問題，其中有些已在三峽工程建設(shè)中加以應(yīng)用并有發(fā)展。本文著重介紹兩工程在河勢規(guī)劃與樞紐布置、高水頭大型船閘、大流量截流及深水圍堰、高強(qiáng)度混凝土澆筑等方面的解決措施及實(shí)踐。關(guān)鍵詞：葛洲壩三峽關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用發(fā)展3.2深水圍堰葛洲壩工程大江上游圍堰軸線長895m，最大高度50m，圍堰下部1/2堰體需采用水下拋填施工，堰基砂礫石及淤砂覆蓋層厚度010m，最厚達(dá)21m。圍堰型式采用兩側(cè)石渣塊石堤及中部砂礫石堰體、雙排混凝土防滲心墻結(jié)構(gòu)，防滲墻底嵌入基巖1m，其底部透水巖體進(jìn)行防滲帷幕灌漿處理(見圖1)。圍堰填料274萬m3，防滲墻截水面積6.2萬m2。設(shè)計(jì)上研究解決了在水下砂礫石料堰體中建造雙排混凝土防滲墻的力學(xué)機(jī)理和聯(lián)合作用問題及造孔成槽施工技術(shù)問題。圍堰建成后即擋高水位運(yùn)行5年，實(shí)測資料表明，圍堰防滲效果顯著。三峽工程二期上、下游圍堰是在葛洲壩水庫內(nèi)修筑的圍堰，最大水深達(dá)60m，堰體80%填料需水下施工，是當(dāng)今世界上規(guī)模最大的深水圍堰。二期上游圍堰軸線全長1076m，圍堰最大高度82.5m，防滲墻最大高度74m。堰體填料589.9萬m3，防滲截水面積8.21萬m2(其中混凝土防滲墻截水面積4.49萬m2)。攔蓄洪水總量20億m3，實(shí)屬在長江上修筑的一座大型土石壩。圍堰施工工期緊，要求在大江截流后6個(gè)月時(shí)間將堰體填筑到度汛高程83.5m，以確保圍堰安全度汛，月最高填筑強(qiáng)度達(dá)200萬m3，施工強(qiáng)度高，難度大、技術(shù)復(fù)雜，且為背水一戰(zhàn)，使其成為三峽工程建設(shè)中重大技術(shù)難題之一。圍堰基礎(chǔ)覆蓋層為沖積粉細(xì)砂和砂礫石層，厚度715m，最厚22m，上部為葛洲壩水庫蓄水后的淤砂層，厚610m，最厚16m，下部為砂礫石層厚310m?；鶐r為閃云斜長花崗巖。參照葛洲壩工程大江上、下游圍堰的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，其圍堰型式采用兩側(cè)石渣塊石堤及中部風(fēng)化砂堰體、混凝土防滲墻上接土工合成材料防滲心墻結(jié)構(gòu)。位于河床深槽部位堰體中部設(shè)置雙排混凝土防滲墻，兩墻中心間距6m，墻厚1m，墻頂高程73m，上接土工合成材料至高程86.2m，防滲墻底嵌入弱風(fēng)化巖體1m，對墻體底部透水巖體進(jìn)行防滲帷幕灌漿處理(見圖2)。圍堰基礎(chǔ)淤砂層屬中密狀態(tài)的細(xì)砂，設(shè)計(jì)采取綜合措施處理：(1)在堰體背水坡腳平拋砂礫石料，加載提高淤砂強(qiáng)度，同時(shí)兼作過渡反濾料，以利堰基滲透穩(wěn)定，防止在滲流作用下淤砂流失；在堰體迎水坡腳范圍平拋石渣料，加載提高淤砂強(qiáng)度，并可防止淤砂液化。(2)限制基坑抽水下降速度不超過1.0m/d，隨背水側(cè)堰坡腳范圍淤砂層出露，及時(shí)挖除淤砂并立即做好反濾、圍封及蓋重。(3)嚴(yán)格控制混凝土防滲墻施工質(zhì)量，防止墻體存在施工缺陷形成集中漏水通道而引起堰基淤砂滲透破壞。三峽工程二期上游圍堰堰頂高程88.5m，堰體中部69m高程以上風(fēng)化砂為干地填筑分層碾壓施工，以下為水下拋填的風(fēng)化砂，采用振沖加密措施。施工中采用75KW和全液壓驅(qū)動(dòng)變頻150kW大功率振沖器，振沖孔孔距為2.02.5m，最大振沖深度達(dá)30m。經(jīng)振沖加密后，水下拋填的風(fēng)化砂干密度可達(dá)1.8t/m3，變形模量提高40%100%。堰體中部40m高程以下為水下平拋砂礫石料，干密度可達(dá)1.95t/m3，以上綜合措施可提高深水拋填堰體料的密實(shí)度，有利于減小堰體及防滲墻體變形。鑒于堰體深水拋填風(fēng)化砂料的密實(shí)度較低，且堰基存在淤砂層，致使堰體變形及防滲墻體的撓度較大。為適應(yīng)防滲墻體的較大變形和減小墻體應(yīng)力，設(shè)計(jì)上對防滲墻體材料進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究，選用強(qiáng)度較高、且具有較好柔韌性能的柔(塑)性材料，柔性材料由水泥、膨潤土、風(fēng)化砂組成，塑性混凝土由水泥、膨潤土、砂、粒徑0.52cm小石組成。圍堰防滲墻創(chuàng)造性地采用風(fēng)化砂、花崗巖石屑與水泥、膨潤土組成的柔(塑)性墻體材料修建的高達(dá)74m二期上游圍堰基礎(chǔ)地質(zhì)條件復(fù)雜，防滲墻造孔成槽難度很大。中國三峽總公司引進(jìn)國外液壓抓斗、液壓銑槽機(jī)等先進(jìn)設(shè)備。施工單位采用優(yōu)質(zhì)泥漿固壁，對嚴(yán)重漏失地層采用預(yù)灌濃漿、槽內(nèi)投置堵漏材料、分層沖擊堵漏效果較好。通過施工試驗(yàn)，選用“兩鉆一抓(銑)”、“二鉆三抓(銑)”、“銑、抓、鉆、爆、砸”成槽工藝，適應(yīng)圍堰地層復(fù)雜和工期緊迫的特點(diǎn)，充分發(fā)揮多種機(jī)械設(shè)備特點(diǎn)，并取得成功。圍堰防滲墻底透水巖體帷幕灌漿采用墻體內(nèi)預(yù)埋管成孔，最大埋管深度達(dá)73m，預(yù)埋鋼管管徑114mm，鋼管采用鋼筋網(wǎng)架固定，孔口及底部和每隔913m設(shè)一固定框架。預(yù)埋灌漿管合格率高達(dá)99%。以上均成功地解決了復(fù)三峽工程二期上游圍堰建成后經(jīng)過4年的運(yùn)行考驗(yàn)，堰體及防滲墻變形值均小于計(jì)算值，圍堰滲水量僅為10L/s4混凝土高葛洲壩工程混凝土總量1042萬m3，主體建筑物多屬墩板梁柱結(jié)構(gòu)，且孔洞多，過流面積大，混凝土標(biāo)號高，其溫度控制及預(yù)防裂縫技術(shù)復(fù)雜。混凝土的砂石骨料采用大型采砂船挖掘河床砂卵石經(jīng)人工篩分制備。天然砂石骨料年開采能力達(dá)350萬m3。配備8座混凝土拌和樓，設(shè)備月生產(chǎn)混凝土能力35.3萬m3。混凝土施工采用門塔機(jī)吊罐入倉澆筑，拌和樓出料以準(zhǔn)軌火車運(yùn)輸(配3m3及6m3立罐)為主，其次是汽車運(yùn)輸轉(zhuǎn)入3m3臥罐，主要采用起重能力為20t的SDTQ1800/60型高架門機(jī)及10t門機(jī)、塔機(jī)澆筑混凝土。年最高澆筑強(qiáng)度達(dá)203萬m3，月最高澆筑強(qiáng)度達(dá)24.5萬m3。居國內(nèi)水利水電工程領(lǐng)先水平?；炷猎牧鲜褂冒l(fā)熱量低的大壩中熱525號水泥及低熱425號水泥，摻用木質(zhì)素磺酸鈣等外加劑，減少水泥用量。鑒于天然砂石骨料中含有堿性骨料，采用分別控制中熱水泥和低熱水泥含堿量為0.6%及1.0%，以確保混凝土不會(huì)產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)?；炷辽a(chǎn)系統(tǒng)中設(shè)置制冷樓，通過皮帶機(jī)保溫預(yù)冷廊道，向運(yùn)送拌和樓的粗骨料先噴灑了34冷水；在拌和樓冷卻倉面通-14-15冷風(fēng)，并加適量片冰拌和，使拌和樓生產(chǎn)的混凝土出機(jī)口溫度降為7，該技術(shù)我國首次成功應(yīng)用。葛洲壩工程夏季采用7預(yù)冷混凝土，其溫控防裂還采用了限制澆筑層厚度，埋設(shè)水管通冷水降溫，倉面流水養(yǎng)護(hù)，加強(qiáng)氣溫驟降時(shí)的混凝土面保溫等綜合溫控三峽工程混凝土總量達(dá)2794萬m3，初步設(shè)計(jì)年最高澆筑強(qiáng)度410萬m3，月最高澆筑強(qiáng)度46萬m3，均為當(dāng)今世界之最。主體建筑物孔洞多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壩塊尺寸大，設(shè)計(jì)允許大壩基礎(chǔ)混凝土最高溫度較嚴(yán)，混凝土溫控防裂難度大。混凝土的粗骨料采用主體建筑物基礎(chǔ)開挖的微風(fēng)化及新鮮的花崗石加工成碎石骨料，混凝土生產(chǎn)布置4個(gè)拌和系統(tǒng)，共設(shè)9座混凝土拌和樓，設(shè)備月生產(chǎn)混凝土能力88.2萬m3，月生產(chǎn)低溫混凝土60.2萬m3。大壩混凝土施工選用以塔帶機(jī)為主并輔以大型門塔機(jī)澆筑方案，從常規(guī)的門塔機(jī)吊罐入倉澆筑改為混凝土從拌和樓出機(jī)口用膠帶機(jī)輸送經(jīng)塔帶機(jī)直接入倉澆筑。大壩混凝土澆筑設(shè)備布有6臺(tái)塔帶機(jī)，4臺(tái)胎帶機(jī)、2臺(tái)MQ2000型門機(jī)，1臺(tái)K-1800型塔機(jī)、2臺(tái)25t擺塔式纜索起重機(jī)?；炷潦┕?chuàng)年最高澆筑強(qiáng)度542.85萬m3，月最高澆筑強(qiáng)度55.35萬m3，創(chuàng)造了世界水利水電工程混凝土澆筑最高強(qiáng)度。三峽工程在總結(jié)葛洲壩工程生產(chǎn)7預(yù)冷混凝土實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，首創(chuàng)在混凝土拌和系統(tǒng)采用二次風(fēng)冷骨料新技術(shù)。制冷系統(tǒng)裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)77049kW。為當(dāng)今世界規(guī)模最大的低三峽工程混凝土優(yōu)選原材料：使用具有微膨脹性質(zhì)的中熱525號水泥，要求水泥熟料中的MgO含量控制在3.5%5.0%范圍，使混凝土具有微膨脹性，以部分補(bǔ)償混凝土降溫階段體積收縮；限制中熱水泥熟料中堿含量小于0.5%，中熱水泥的堿含量小于0.6%，選用減水率18%以上的高效減水劑，以降低混凝土用水量；選用混凝土摻引氣劑，以提高其抗凍標(biāo)號；使用I級粉煤灰，降低混凝土用水量，改善混凝土性能。優(yōu)化混凝土配合比，減小水膠比，在滿足混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)前提下，加大粉煤灰摻量；人工骨料混凝土總堿量小于2.5kg/m3，天然骨料混凝土總堿量小于2.0kg/m3，以確保大壩混凝土不會(huì)產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)。大壩混凝土溫度控制采用綜合措施：優(yōu)化混凝土配合比，提高其抗裂性能；控制壩塊混凝土最高溫度，混凝土配合比中減少水泥用量，高溫季節(jié)澆筑低溫混凝土，并