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碾壓砼壩異種混凝土同步澆筑上升施工工法由中國水利水電十六工程局有限公司、中國水利水電第十一工程局有限公司完成的工法01形成原因操作原理質(zhì)量控制工法特點(diǎn)材料設(shè)備安全措施目錄030502040607環(huán)保措施應(yīng)用實(shí)例效益分析榮譽(yù)表彰目錄0908010基本信息《碾壓砼壩異種混凝土同步澆筑上升施工工法》是中國水利水電十六工程局有限公司、中國水利水電第十一工程局有限公司完成的建筑類施工工法,完成人是陳祖榮、周宗斌、吳友旺、宋海波、李曉光。適用在建、擬建的大部分碾壓混凝土重力壩于?!赌雺喉艍萎惙N混凝土同步澆筑上升施工工法》主要的工法特點(diǎn)是常態(tài)混凝土與碾壓混凝土同時(shí)澆筑結(jié)合良好;常態(tài)混凝土與碾壓混凝土同步上升,提前進(jìn)行大壩表孔常態(tài)混凝土澆筑;溢流面常態(tài)混凝土可采用倉面自卸車直接入倉。2011年9月,《碾壓砼壩異種混凝土同步澆筑上升施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部評定為2009-2010年度國家二級工法。形成原因形成原因碾壓混凝土重力壩的溢流壩段通常設(shè)置河床部位(壩體中部)溢流壩段的結(jié)構(gòu)布置及材料分區(qū)特點(diǎn)為:內(nèi)部為大體積的碾壓混凝土,上部為閘室閘墩及表孔弧門等,下游面為溢流面、導(dǎo)墻是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。大壩表孔通常設(shè)計(jì)為一定厚度的鋼筋混凝土,光照大壩壩高200.5米,表孔泄水水頭落差大,故導(dǎo)墻及溢流面的表面50厘米厚設(shè)計(jì)為高強(qiáng)度等級的C40抗沖耐磨混凝土。圖1為貴州光照大壩溢流壩段剖面圖。圖1光照大壩溢流壩段剖面圖中國國內(nèi)水電工程傳統(tǒng)施工方法一般導(dǎo)墻溢流面常態(tài)混凝土與壩體碾壓混凝土分開進(jìn)行澆筑,在碾壓混凝土下游面布置臺階面及插筋,后期打毛進(jìn)行溢流面的常態(tài)混凝土澆筑。隨著水電工程的大量開工,機(jī)械設(shè)備的日益更新,大壩混凝土施工技術(shù)尤其是碾壓混凝土施工技術(shù)的逐漸成熟、推廣,水電站建設(shè)的周期日益縮短,表孔常態(tài)混凝土二期澆筑就成為了制約大壩施工進(jìn)度的一個(gè)瓶頸。中國水利水電第十六工程局、中國水利水電第十一工程局在總結(jié)分析這兩種施工方法利弊及同步澆筑上升施工技術(shù)可行性的基礎(chǔ)上,首次在百色電站大壩上大膽嘗試進(jìn)行導(dǎo)墻溢流面常態(tài)混凝土與壩體碾壓混凝土異種混凝土同步澆筑上升確保了施工質(zhì)量,并在進(jìn)度及經(jīng)濟(jì)效益上取得了顯著效果。隨后,中國水利水電十六工程局承建的貴州光照水電站碾壓混凝土大壩工程福建洪口水電站大壩工程、云南戈蘭灘大壩及新疆喀臘塑克大壩也相繼成功應(yīng)用了該方法進(jìn)行表孔常態(tài)與碾壓混凝土同步澆筑上升。工法特點(diǎn)工法特點(diǎn)《碾壓砼壩異種混凝土同步澆筑上升施工工法》(導(dǎo)墻及溢流面常態(tài)混凝土與碾壓混凝土同步澆筑上升)迎合了碾壓混凝土施工的最大特點(diǎn)與宗旨——快速施工。異種混凝土同步澆筑上升的前提是各類型混凝土入倉強(qiáng)度及澆筑手段的保證,生產(chǎn)安排合理、互相配合、互不制約,施工資源需同時(shí)保證兩種混凝土澆筑的質(zhì)量。異種混凝土同步澆筑上升的特點(diǎn)有如下幾點(diǎn):1.質(zhì)量方面:常態(tài)混凝土與碾壓混凝土同時(shí)澆筑結(jié)合良好,不存在二期結(jié)合面;避免常態(tài)混凝土大面積、大體積澆筑帶來的溫度應(yīng)力裂縫及干縮裂縫的產(chǎn)生。避免了后期混凝土澆筑時(shí)的澆筑倉面狹小、振搗困難、倉面清理困難、入倉手段匱乏等不利狀況,有利于保證混凝土的澆筑質(zhì)量。2.進(jìn)度方面:常態(tài)混凝土與碾壓混凝土同步上升,提前進(jìn)行大壩表孔常態(tài)混凝土澆筑,既降低了常態(tài)混凝土澆筑強(qiáng)度,又節(jié)約了工期。3.效益方面:節(jié)省了溢流面一期臺階面立模、拆模、插筋、變態(tài)混凝土、臺階面人工鑿毛、臺階面的清理及后期常態(tài)混凝土澆筑前的砂漿鋪筑等,入倉手段簡單,經(jīng)濟(jì)效益明顯。異種混凝土澆筑過程中可使部分資源達(dá)到共享,節(jié)約了施工成本。采用同步異種混凝土同步澆筑上升技術(shù),在一定的條件下可以減少溢流面常態(tài)混凝土垂直運(yùn)輸設(shè)備(門機(jī)、塔機(jī)等)的投入或縮減垂直運(yùn)輸設(shè)備的使用時(shí)段。操作原理適用范圍施工工藝工藝原理操作原理適用范圍《碾壓砼壩異種混凝土同步澆筑上升施工工法》適用于在建、擬建的大部分碾壓混凝土重力壩。
工藝原理《碾壓砼壩異種混凝土同步澆筑上升施工工法》的工藝原理敘述如下:異種混凝土同步澆筑上升的主要原理為在碾壓混凝土大倉面、大體積澆筑的工況下,擇時(shí)進(jìn)行導(dǎo)墻溢流面常態(tài)混凝土的澆筑。異種混凝土同步澆筑上升以碾壓混凝土正常澆筑為前提及計(jì)算條件,常態(tài)混凝土的入倉及澆筑強(qiáng)度在保證不初凝的前提下,也要保證異種混凝土搭接處的混凝土能夠跟隨大倉面的整體澆筑速度?;炷翝仓耙L制澆筑要領(lǐng)圖(倉面施工組織設(shè)計(jì)),根據(jù)混凝土拌制能力、運(yùn)輸能力、倉面大小、混凝土初凝時(shí)間、混凝土澆筑方法、澆筑強(qiáng)度、施工難度等綜合因素計(jì)算導(dǎo)墻及溢流面常態(tài)混凝土澆筑強(qiáng)度及開始澆筑的時(shí)間?;炷翝仓耙M(jìn)行現(xiàn)場的技術(shù)交底,澆筑過程中倉面指揮長需根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況(環(huán)境氣候、實(shí)際澆筑強(qiáng)度、資源運(yùn)行情況等)及時(shí)的進(jìn)行現(xiàn)場動(dòng)態(tài)調(diào)整,以“不影響碾壓混凝土正常澆筑速度、搭接處的異種混凝土跟隨大倉面整體澆筑”為最佳原則。碾壓混凝土澆筑根據(jù)倉面特性、混凝土生產(chǎn)能力、資源配置等因素有平層碾壓及斜層碾壓兩種方式。三級配碾壓混凝土的澆筑層厚通常為30厘米。碾壓混凝土澆筑強(qiáng)度以層間間隔時(shí)間及直接鋪筑允許時(shí)間(初凝時(shí)間)為控制指標(biāo)。層間間隔系指從下層混凝土拌合物拌合加水時(shí)起到上層混凝土碾壓完畢為止的歷時(shí);直接鋪筑允許時(shí)間指不經(jīng)任何層面處理直接鋪筑上層碾壓混凝土就能夠滿足層間結(jié)合質(zhì)量要求的最大層間間隔時(shí)間,也就是通常所指的碾壓混凝土初凝時(shí)間。施工工藝《碾壓砼壩異種混凝土同步澆筑上升施工工法》的施工工藝流程及操作要點(diǎn)敘述如下:工藝流程見圖4。圖4導(dǎo)墻溢流面異種混凝土同步澆筑上升施工工藝流程圖1.混凝土配合比光照大壩混凝土采用人工砂石骨料,骨料為灰?guī)r,最大骨料粒徑為80毫米,水泥采用貴州暢達(dá)水泥股份有限公司生產(chǎn)的暢達(dá)牌大壩42.5普通硅酸鹽水泥,粉煤灰為安順火電廠生產(chǎn)的安順Ⅱ級灰,外加劑采用南京瑞迪HLC-NAF緩凝高效減水劑和山西黃河的HJAE-A引氣劑。光照水電站大壩碾壓混凝土配合比見表1~表3。注:外加劑為山西黃河新型化工有限公司生產(chǎn)的HJUNF-2H緩凝高效減水劑、HJAE-A引氣劑和甘肅巨才電力技術(shù)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的HF高強(qiáng)耐磨混凝土外加劑,纖維為廣州市建騰建筑材料有限公司生產(chǎn)的“維鋒"聚丙烯纖維。2.拌合系統(tǒng)及入倉方式根據(jù)施工總進(jìn)度計(jì)劃安排,混凝土高峰月澆筑強(qiáng)度為23.2萬立方米,其中常態(tài)混凝土0.95萬立方米,碾壓混凝土22.25萬米。光照水電站拌合系統(tǒng)分左、右岸布置,左岸布置1號、2號兩座2×4.5立方米強(qiáng)制式攪拌樓,3號一座2×3.0立方米強(qiáng)制式攪拌樓,右岸布置一座4×3.材料設(shè)備材料設(shè)備《碾壓砼壩異種混凝土同步澆筑上升施工工法》所用的材料及設(shè)備明細(xì)如下:1.材料異種混凝土同步澆筑上升較碳壓混凝土單獨(dú)澆筑增加投入的材料主要用于導(dǎo)墻溢流面模板、鋼筋的制安及常態(tài)混凝土拌制及澆筑。2.機(jī)具準(zhǔn)備光照大壩輾壓混凝土與導(dǎo)墻溢流面常態(tài)混凝土同步澆筑上升配置的機(jī)具設(shè)備見表7。參考資料:
質(zhì)量控制質(zhì)量控制《碾壓砼壩異種混凝土同步澆筑上升施工工法》的質(zhì)量控制要求如下:1.質(zhì)量檢查質(zhì)量檢查包括原材料檢查、混凝土拌合質(zhì)量檢查、澆筑質(zhì)量檢查等以及過程控制中的工序間質(zhì)量檢查。常態(tài)混凝土及輾壓混凝土質(zhì)最均按照國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行嚴(yán)格控制,施工過程按設(shè)計(jì)技術(shù)要求及工法進(jìn)行實(shí)施,倉面質(zhì)檢落實(shí)”三檢責(zé)任制”,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。2.檢測記錄檢測記錄是督促施工者重視質(zhì)量的重要手段,也是評定工程質(zhì)量的重要依據(jù)。每個(gè)施工者、質(zhì)檢員和管理人員都要事實(shí)求是地認(rèn)真填寫。做到資料齊全,不漏項(xiàng)。
安全措施安全措施采用《碾壓砼壩異種混凝土同步澆筑上升施工工法》施工時(shí),除應(yīng)執(zhí)行國家、地方的各項(xiàng)安全施工的規(guī)定外,尚應(yīng)遵守注意下列事項(xiàng):1.施工前,應(yīng)建立健全安全生產(chǎn)管理體系,成立以項(xiàng)目經(jīng)理為首的安全管理小組。專職安全員待證上崗,各班組設(shè)置兼職安全員,層層落實(shí)安全責(zé)任制。2.根據(jù)工程的具體特點(diǎn),做好切合實(shí)際的安全技術(shù)書面交底工作,定期與不定期地進(jìn)行安全檢查,經(jīng)常開展安全教育活動(dòng),使全體員工提高自我保護(hù)能力。3.吊裝入倉作業(yè)范酣內(nèi),設(shè)立警戒線,并樹立明顯的警戒標(biāo)志,禁止非工作人員通行;現(xiàn)場所有工作人員必須堅(jiān)守工作崗位,聽從指揮,統(tǒng)一行動(dòng),以確保安全。4.現(xiàn)場用電必須嚴(yán)格執(zhí)行安全用電規(guī)程的有關(guān)規(guī)定,電工需持證上崗。5.嚴(yán)禁超載吊裝,歪拉斜吊;要盡量避免滿負(fù)荷行駛,構(gòu)件擺動(dòng)越大,超負(fù)荷就越多,就可能發(fā)生事故。6.進(jìn)入施工現(xiàn)場必須戴安全帽,高空作業(yè)必須系安全帶,穿防滑鞋。7.做好防暑降溫、防寒保暖和職工勞動(dòng)保護(hù)工作,合理調(diào)整工作時(shí)間,合理發(fā)放勞保用品。環(huán)保措施環(huán)保措施在生產(chǎn)運(yùn)行期間,加強(qiáng)對員工進(jìn)行環(huán)保知識教育,提高員工的環(huán)保意識,并采取有效的措施進(jìn)行環(huán)境保護(hù),建立健全環(huán)境內(nèi)部保護(hù)體系,成立環(huán)境保護(hù)領(lǐng)導(dǎo)小組,搞好施工現(xiàn)場的環(huán)保工作,制定環(huán)境保護(hù)崗位責(zé)任制,《碾壓砼壩異種混凝土同步澆筑上升施工工法》的具體措施如下:廢料處理:生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料,集中清理運(yùn)到指定的位置堆放。保護(hù)河流水質(zhì):生產(chǎn)廢水、生活污水經(jīng)處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后,才能排放??刂茡P(yáng)塵:運(yùn)輸?shù)缆酚脼⑺嚍⑺?,使粉塵減少到最低程度。保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生清潔:在現(xiàn)場設(shè)置移動(dòng)廁所,及時(shí)清除施工區(qū)的垃圾,并運(yùn)到指定的地點(diǎn)堆放和處理;進(jìn)入現(xiàn)場的材料、設(shè)備放置有序,防止任意堆放阻塞工作場地周圍的通道和破壞環(huán)境。嚴(yán)格遵守國家和地方政府有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法令、法規(guī)和合同規(guī)定,對施工活動(dòng)范圍內(nèi)的環(huán)境予以認(rèn)真保護(hù)。教育職工遵守環(huán)境法規(guī),提高環(huán)境意識,并根據(jù)工程環(huán)保的特點(diǎn)制定一系列具體措施加以貫徹落實(shí),自覺接受有關(guān)監(jiān)督、管理部門對施工活動(dòng)的監(jiān)督、指導(dǎo)和管理,積極改進(jìn)施工中存在的環(huán)保問題,提高環(huán)保水平。
效益分析效益分析《碾壓砼壩異種混凝土同步澆筑上升施工工法》的效益分析是:1.技術(shù)比較分析光照大壩導(dǎo)墻溢流面均布置于EL640以上,1號導(dǎo)墻常態(tài)混凝土全部與壩體碾壓混凝土同步澆筑上升,2~3號導(dǎo)墻及溢流面常態(tài)混凝土從L672.4開始與壩體碾壓混凝土同步澆筑上升,4號導(dǎo)墻常態(tài)混凝土從EL654.5開始與壩體碾壓混凝土同步澆筑上升。同步澆筑上升的常態(tài)混凝土質(zhì)量均達(dá)到規(guī)范及設(shè)計(jì)要求,混凝土表面未出現(xiàn)裂縫。預(yù)留臺階后期澆筑的導(dǎo)墻溢流面常態(tài)混凝土倉面狹小,插筋及鋼筋密布,鑿毛、沖洗、澆筑施工難度大。后期澆筑常態(tài)混凝土占用了纜機(jī)、自卸車、模板及澆筑人員等施工資源,給“三枯”下閘蓄水前混凝土施工增加了大量施工工作量。光照大壩異種混凝土同步澆筑上升施工技術(shù)為大壩節(jié)省了近三個(gè)月的工期。2.經(jīng)濟(jì)比較分析不考慮同步澆筑上升在施工進(jìn)度上的有利作用并對施工資源的減少投入、合理利用方面的優(yōu)勢僅對光照大壩表孔與壩體碾壓同步澆筑上升的混凝土對減少臺階面設(shè)置上的減少投入統(tǒng)計(jì)如下:(1)減少臺階面木模板立模:4500平方米×160元/平方米=72萬元;(2)減少臺階面插筋:ф28毫米,ф36毫米,85噸×4800元/平方米=40.應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例《碾壓砼壩異種混凝土同步澆筑上升施工工法》的應(yīng)用實(shí)例如下:一、工程概況光照水電站位于貴州省關(guān)嶺縣和晴隆縣交界的北盤江中游,是北盤江干流的龍頭梯級電站,工程以發(fā)電為主,其次航運(yùn),兼顧灌溉、供水等任務(wù)。工程樞紐由碾壓混凝土重力壩、壩身泄洪表孔、放空底孔、右岸引水系統(tǒng)及地面廠房等組成。電站裝機(jī)容量1040兆瓦(4×260兆瓦),保證出力180.2兆瓦,多年平均發(fā)電量27.54億千瓦時(shí)。水庫正常蓄水位745米,死水位691米,總庫容32.45億立方米,死庫容10.98億立方米,為不完全多年調(diào)節(jié)水庫。大壩壩頂全長410米,壩頂高程750.50米。最大壩高200.5米。光照水電站壩址區(qū)岸坡坡角約45°,地形完整,兩岸地形較為對稱,為典型的“V形橫向河谷,山體雄厚,河谷狹窄。壩址區(qū)山高坡陡、峽谷險(xiǎn)峻,施工道路布置困難。光照水電站大壩工程混凝土約280萬立方米,其中碾壓混凝土約240萬立方米、常態(tài)混凝土約40萬立方米,最高
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