水電站大壩導流施工技術探究

時間:2022-04-11 10:11:24

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水電站大壩導流施工技術探究

近年來,水利水電工程的建設規模不斷增加,在農業灌溉、水力發電、防洪抗旱等方面發揮了重要價值。在水利水電工程施工中,導流工程對整個工程的安全性和價值性都產生了直接影響。作為整個大壩工程施工的重點和難點,對于導流施工也必須引起施工單位的高度重視,通過提前開展地質勘查、嚴格規范工程設計以及強化技術監管控制等綜合措施,從源頭上保證導流施工質量。

1水電站大壩施工導流

某水電站大壩導流洞全長106m,布置在大壩右岸,洞徑2.4m×4.4m,最初從下游往上游施工,后來由于開挖施工進度不符合工期要求,在下游開挖到30m時,經監理、業主同意將導流洞洞徑改為2.4m×3.0m,并增加施工隊伍從上下游同時施工。上游圍堰距導流洞進口約2.5m,考慮到現場施工道路及原材料的獲取方式,最終決定用漿砌石及混凝土混合的形式。水面以下采用現澆混凝土,水面以上采取漿砌石混凝土芯墻方式,并在水面以下約0.8m處設置兩個直徑0.4m的導流底孔,待導流洞貫通后再用圓木進行封堵。圍堰基礎開挖采用60挖機,混凝土澆筑用石子采用進口隧洞開挖棄渣,砂和水泥采用外購。

2壩基土石方開挖施工

2.1土方及砂卵石的開挖

現場土方開挖可以使用大型的推土機、挖掘機進行,兩側靠近山坡的位置可以人工完成開挖。對于挖掘出來的土方及砂石,應當視現場情況,確定堆放位置。部分工程中后期可能需要使用土方,可以將這些挖掘出來的土方重新利用。對于常水位以上的土方,應當先挖掘兩岸拱槽土石方,并進行加固后再繼續使用機械開挖下部的砂卵石;對于常水位以下的土方,需要先建設圍堰。圍堰建成后使用水泵將內部水分完全排干,然后繼續開挖直到滿足施工要求。

2.2石方開挖

開挖過程中如果遇到堅硬巖石,建議使用風鉆鑿空,然后通過爆破方式,創造石方開挖條件。炮孔的布設位置需要科學選擇,同時對于炮孔直徑、深度等,也都需要根據現場施工情況進行精確計算,以保證爆破效果最優化。完成爆破后,使用挖掘機將石渣清理干凈。

3混凝土澆筑施工

3.1基面清理

為了保證混凝土澆筑效果,在實施大壩導流工程前,需要做好基面清理工作。利用挖掘機、壓路機等機械設備,將基面整理平整,同時將清理出來的碎石、泥土等,堆放在制定位置。基面清理一方面能夠提高混凝土與水壩基礎結合的牢固性,提高承載能力,另一方面則能夠優化防滲性能,避免了基面結合處的滲漏問題。如果是在原水電站大壩上重新進行施工,同樣需要做好新舊混凝土結合面的清理工作。如果壩體采用標準鋼模板作為基礎架構,則需要提前制定設計方案,對鋼模板的規格和布設方案進行明確。同時,還要對現場施工所用物料的質量、強度、剛度等進行相應檢測,確保所用物料完全符合水電站大壩導流施工要求。

3.2搭建腳手架

為了加快現場施工進度,需要在施工現場搭建臨時腳手架。腳手架使用Φ15圓形鋼管進行搭建,對于鋼管相接位置,可以根據情況采用鋼絲綁扎或是焊接的方式進行固定。搭建完鋼架構后,在平面上平鋪膠合板或竹板,方便現場施工人員行走,保障高空作業安全。

3.3下放鋼筋籠

考慮到水電站大壩導流施工環境的特殊性,所用鋼筋籠一般選擇“提前預制,現場安裝”的方式。鋼筋籠所用的鋼筋材料,在附近的預制廠提前焊接完成,運輸到施工現場后,可以由施工人員現場完成安裝,既可以加快施工進度,又能夠節約物料,避免浪費。完成此步驟后,還要盡快開展模板安裝工作。現場施工人員要注意做好模板質量檢查,由于很多模板都是反復拆除使用,不可避免會存在缺裂、孔洞或表面粘附一些混凝土的情況。在安裝模板前,都應當做好嚴格質量檢查,如果存在問題需要盡快處理,不能處理的要禁止使用,為下一步混凝土澆筑成型提供必要的保障。

3.4砼澆筑

鋼架搭設完畢且模板安裝完成后,可以澆筑制備好的混凝土。在水電站大壩導流現場施工中,混凝土的來源可以分為兩種:其一是在現場施工空間較為寬松的情況下,可以考慮施工單位自制混凝土,這種方式的優點是現用現配,可以最大限度的保證混凝土的使用性能;其二是在一些場地相對狹小的施工場地,不滿足現場制備混凝土條件,需要通過就近的拌合站,將制備好的混凝土運輸到水電站施工現場。這種方式的優點是保證了混凝土制備過程的規范性。無論是選擇哪種混凝土供給方式,澆筑時都要嚴格進行技術控制。例如按照分塊澆筑模式,每個模塊澆筑后及時進行振搗,可以提高混凝土的密實度。還有就是為了防止大體積混凝土的裂縫問題,也需要控制每層的攤鋪厚度,一般混凝土澆筑厚度控制在35cm-45cm之間,具體數值可以根據水電站大壩導流施工方案來確定。

3.5養護

混凝土澆筑完成后,養護工作需要立即跟進。由于水電站大壩導流施工中所用混凝土較多,需要重點防范大體積混凝土的裂縫問題。大體積混凝土水化熱不能及時消散,溫度升高后導致混凝土內外溫度差擴大,干燥程度、縮脹程度均不一致,進而形成了裂縫,對水電站大壩導流效果以及工程質量也會造成影響。養護工作的具體內容,要根據現場環境來確定,例如黑龍江地區10月份至次年4月份溫度較低,如果這一時間段內進行施工,需要考慮低溫帶來的混凝土水分結冰進而導致混凝土開裂的問題,養護工作應當以鋪設草墊或塑料薄膜的方式進行混凝土保溫。

3.6拆模及后續養護

混凝土養護一段時間后,施工人員可以隨機選取基礎位置,并對混凝土樣品的各項性能、參數等進行分析,確定各項指標均達到要求后,進行拆模。拆模時,要注意按照由外向內的原則,先將外側的保護模板、支撐模板等拆下,然后在拆除與混凝土直接貼合的模板。拆除時要注意避免強行拆除導致混凝土受損。將拆下來的模板放置在制定位置,由施工人員清理干凈后重新入庫保存。拆除模板后仍然需要繼續一段時間的養護。

4導流施工中其他新技術的運用

近年來,相關技術的發展與應用,也為水電站大壩導流施工提供了便利,并且在優化工程質量、加快施工進度等方面帶來了實實在在的效益。例如,使用壩體迎面新型防滲材料,相比于傳統的混凝土防滲壩面,除了具備更強的防滲效果外,在抗老化性能、耐高(低)溫性能方面,也有突出優勢。此外,還有一些新材料、新工藝也不斷的應用到水電站大壩導流工程中,其中較為新穎的有:

4.1混凝土小孔徑圓形孔洞可拆卸模板新材料、新工藝在大壩壩體排水孔成型上的應用。該模板選用新型PVC管材加工成可拆卸的模板,改變了延用幾十年的鋼管或木拔管成型施工工藝,不僅大大降低了壩體排水孔施工成本,而且施工操作簡便、可靠,有極大的推廣應用價值。

4.2為保證導流底孔底板高流速區混凝土面的平整度,在進行導流底孔施工時,把公路施工中的滾筒收倉抹面技術應用到底板抹面施工中,不僅提高了工效,而且保證了導流底孔底板過流面的施工質量。

5結束語

在不同的水利工程以及不同的地質環境下,導流施工的方式方法和技術要點也存在較大差異。為了切實優化導流施工質量,同時也是進一步提高水電站大壩工程的穩定性,要求施工單位根據現場勘查結果和施工方案設計,確定最佳的導流施工技術。同時,還要在施工過程中采取嚴格的技術控制措施,尤其是基面清理、混凝土澆筑、拆模及養護等,確保導流工程高質量、高效率完成,并在水電站使用過程中發揮應有的作用。

參考文獻

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[3]史有富,王福運,馮吉新等.豐滿水電站重建工程大壩施工導流設計[J].水利水電技術,2016,47(6):29-32.

作者:李海鵬 單位:木蘭縣白楊木水庫管理處

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