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大倒懸度雙曲砌石拱壩的施工技術(shù)與施工質(zhì)量控制

2011-04-14 04:23:52陳能鄉(xiāng)
水利技術(shù)監(jiān)督 2011年6期
關(guān)鍵詞:條石雙曲砌石

陳能鄉(xiāng)

(福建省尤溪縣水利局,福建尤溪 365100)

1 工程概況

福建尤溪縣南溪水庫系高州溪流域的龍頭水庫,屬中型三等工程,永久性主要水工建筑物為三級建筑物。工程以灌溉為主、兼有發(fā)電防洪、養(yǎng)殖和旅游等綜合利用效益,水庫具有不完全多年調(diào)節(jié)能力。水庫庫容為1280萬m3,灌溉農(nóng)田8600畝,調(diào)節(jié)電站裝機容量13.6 MW。大壩為M10沙漿砌條石拱細石混凝土砌腹石,最大壩高 39.8m。底厚9.4m,頂厚2.5 m,拱壩弧長128.62 m。工程1997年立項并于當年動工,2000年3月封堵蓄水。

南溪水庫是一座以灌溉為主、發(fā)電和增加下游梯級電能的綜合利用的中型水庫,屬三等工程,壩址以上集雨面積41.4km2,水庫總庫容1280萬m3。

其中大倒懸度雙曲砌石拱壩,壩頂高程828.50m,最大壩高 39.8m,頂拱厚度 2.5m,底拱厚度9.4m,厚度比0.242,壩體采用100#二級配混凝土砌塊石,上下游拱面均采用100#水泥砂漿砌條石并深勾縫。

右岸重力墩墩底高程 806.75m,墩頂高程829.40m,高22.65m,墩頂寬8m,長22m。重力墩和山體的連接采用均質(zhì)土壩刺墻連接。

左岸重力墩沿各層拱切線布置,墩底高程810.50m,高19.5m,墩頂寬4.5m,長32.5m。由于Ⅴ形和右岸山脊地形限制,雙曲拱壩左岸1/3壩高處最大倒懸度達 0.425,施工時采用 Ф12鋼筋網(wǎng)200×200加砌300×300×800條石。

2 施工中的主要問題及解決措施

(1)左、右岸重力墩底高程的確定。由于南溪水庫工程地質(zhì)復雜,特別是左右岸均無較好的基巖出露,兩岸覆蓋層較厚,左岸厚達10m左右。

通過12個鉆孔與240m左右的水平地質(zhì)探洞探井分析確定,左、右岸重力墩底高程分別定為806m與816m。

(2)拱壩設計。在施工中由于壩體倒懸度較大,對施工造成一定難度。在高程 808.00m至 813.00m的這一壩高段的壩體外形兩岸形成突變點。

經(jīng)設計單位復核后認為應力未超過壩體的使用應力標準。兩岸壩體倒懸度局部偏大,岸邊與重力墩接觸點最大倒懸度達0.425,采用Ф8@40的鋼筋網(wǎng)在每層腹石砌筑面上設置。

另拱壩頂交通橋當?shù)厝罕娨笮惺罐r(nóng)用車,橋面寬度從原來設計的2.0m拓寬至2.5m。原設計拱壩為變半徑變中心角的等截面圓弧拱,后變更設計為三圓心變厚雙曲砌石拱壩。

(3)拱壩基礎開挖。因河床局部建基面受綠泥石風化的影響,比原設計建基面降低1.8m。

右岸重力墩基礎地質(zhì)條件較完整,比原設計建基面提高0.5~2.37m。左岸重力墩局部基礎風化較深,比原設計建基面降低0.6~2.5m。均用C15混凝土回填,并對兩岸重力壩端處上下游各增加一排固結(jié)灌漿處理。

3 大倒懸度條石砌筑及其質(zhì)量控制

3.1 大倒懸度條石砌筑工藝

該工程受V型地形限制,根據(jù)三心變厚雙曲拱壩的平面布置,在雙曲拱壩左岸1/3壩高處最大倒懸度達 0.425。因此,在施工中采用 Ф12鋼筋網(wǎng)200×200加砌300×300×800條石進行施工。條石砌筑質(zhì)量主要受砂漿和灰縫影響,而灰縫又受條石尺寸和條石砌筑工藝的影響。因此,必須選擇一定規(guī)格尺寸的條石,否則造成灰縫大小不一,給條石勾縫帶來困難,從而影響防滲效果。

該工程中倒懸度較大,施工難度較大,對大倒懸度條石砌筑工藝的要求較高。這是因為壩體不同部位、不同高程的倒懸度不同,所以在條石砌筑時除應滿足平面和高程要求外,還應保持水平和豎直灰縫大小基本一致,且應滿足設計和規(guī)范要求。

勾縫太窄不便施工操作,砂漿太寬易脫落。施工過程中,條石座漿后,應對其進行反復敲打或擠壓,以保證底部砂漿密實度、灰縫大小達到設計要求。在座漿初凝前應完成豎縫灌漿,并反復插搗,直到返漿。上層條石砌筑也應在豎縫砂漿初凝前座漿,否則應清除條石表面多余砂漿,待豎縫砂漿強度達到規(guī)定強度后再砌上層條石[2]。

倒懸度不大于0.3時,采用傾斜安砌法施工,大于0.3時將每 面石挑出3~6cm后仍按傾斜法安砌。大倒懸度壩段施工時應采用必要的臨時支撐,避免下游面產(chǎn)生拉應力,保證施工安全。

該工程大倒懸度壩段做法是在每層腹石砌筑面上設置Ф8@40的鋼筋網(wǎng),鋼筋網(wǎng)分片制作,并以點焊固定。在腹石砌筑鋪漿時,應將預先就位的鋼筋網(wǎng)墊起。

當鋪漿為二級配混凝土時,其厚度應達到100cm。其他施工要求與普通鋼筋混凝土構(gòu)件相同[3]。拱圈條石長度不小于 80 cm,條石按施工水平層的不同高度和倒懸度進行編號開采并修整,條石按編號就位座漿,使各層拱圈保持在同水平施工。同時在兩岸上游側(cè)及時回填粘土,最大限度的避免下游面產(chǎn)生拉應力。

3.2 條石砌筑質(zhì)量控制措施

3.2.1 原材料質(zhì)量控制

選用新鮮、堅硬、無剝落層、無裂縫石料。塊石為厚度大于20cm、長寬各為厚度的2倍以上,上、下兩面大致平行、無尖角、無薄邊的石塊,條石應呈長條形,表面凹凸不超過30mm。石料砌筑前用壓力水沖洗潔凈,保持濕潤狀態(tài)。

水泥、砂碎石骨料按規(guī)定要求分期分批抽樣檢測,不合格品堅決拒用。其他材料在取得可靠合格證明后才采購進場。有保質(zhì)期限材料在保質(zhì)期內(nèi)使用。

3.2.2 膠凝材料質(zhì)量控制

水泥砂漿配合比由有資質(zhì)試驗室預先試驗提供,現(xiàn)場采用電子計量器精確稱重。水泥砂漿定期在拌和機口出料時間的始末各取一個試樣,測定其濕容重,其前后差值每立方米不得大于35kg。同一標號砂漿試件的數(shù)量,28天齡期的每200m3砌體取成型試件一組3個。

3.2.3 施工工藝質(zhì)量控制

將砌筑面浮漿、殘渣及其他雜物徹底清理,工作面沖洗干凈并保持濕潤。保證足夠的鋪漿厚度,攤鋪水泥砂漿應保證面石有一定的下沉幅度。

石塊安砌壩腹采用立砌,石料務求自身穩(wěn)定,塊石之間留有足夠間隙,防止面線接觸。同層砌體大致砌平,力求縮小相鄰石塊高差,以利上下層座漿結(jié)合緊密及相互錯縫;塊石面邊緣砌縫應順直、整齊、牢固,外露面應選用較整齊的石塊[4]。

3.2.4 條石質(zhì)量檢查及評定

條石日常砌筑過程中,嚴格按有關(guān)規(guī)范、規(guī)程及設計要求施工?,F(xiàn)場質(zhì)檢人員、施工技術(shù)人員定時或不定時隨機撬石或做插釬灌水檢查,發(fā)現(xiàn)不符合要求的堅決進行返工。主要檢查內(nèi)容如下:

(1)漿砌條石砌體質(zhì)量檢查應包括:外觀檢查:砌體砌筑面的平整度和勾縫質(zhì)量、石塊嵌擠的緊密度、縫隙砂漿的飽滿度、沉降縫貫通情況等的外觀質(zhì)量檢查[5]。

(2)塊石砌筑的尺寸和位置的允許偏差檢查:其檢查方法按GB 50203-98表6.1.6的規(guī)定執(zhí)行。

(3)干砌塊石砌體質(zhì)量檢查應包括外觀檢查:砌體砌筑面的平整度和勾縫質(zhì)量、石塊嵌擠的緊密度、縫隙砂漿的飽滿度、沉降縫貫通情況等的外觀質(zhì)量檢查。

4 結(jié) 語

大倒懸度雙曲砌石拱壩是一種變圓心和變半徑的壩體,在平面上彎成拱形,且懸臂梁為彎曲形,在壩高的 1/3~1/5 處向上游凸出形成雙向彎曲的殼體[1]。

雙曲拱壩具有水平拱和豎直拱的雙重作用,可減小梁的彎矩,增大梁軸力增,改善壩體應力狀態(tài),使材料得到充分利用,節(jié)約材料。

雙曲砌石拱壩具有穩(wěn)定性好、抗震性能強、承載力大、體積小、造價低、運行可靠及施工技術(shù)容易掌握等優(yōu)點,因此,雙曲砌石拱壩在我國得到了廣泛的應用。

南溪水庫2000年3月蓄水運行,10年來工程運行正常,并顯示了設計的合理。

[1]鄭惠文.漿砌石雙曲拱壩施工技術(shù)[J].山西建筑,2004,(03)

[2]王峰山,熊俐群.東留電站漿砌石壩防滲施工[J].小水電,2000,(12)

[3]吳留松.大坡度拱壩施工初探[J].水利科技,1999,(03)

[4]崔 雷,周平記.漿砌石雙曲拱壩施工技術(shù)及質(zhì)量控制[J].水利水電技術(shù),2004,(05)

[5]韓宏祥.漿砌石雙曲拱壩施工方法及質(zhì)量控制技術(shù)探討[J].陜西水利,2010,(05)

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