东固浆砌石拱坝主要施工技术与质量控制

来源:用户上传      作者: 徐昌寿

　　【摘要】 该文主要介绍浆砌石拱坝的主要施工技术和大坝的施工质量控制问题，为同类工程提供参考。
　　【关键词】 浆砌石拱坝 施工技术 质量控制
　　
　　一 工程概况
　　
　　东固水库电站位于福建省德化县境内，坝址以上流域面积126平方公里，总库容5400万立方米，为年调节水库，拦河坝为抛物线双曲浆砌石薄拱坝，坝壳为M10砂浆砌条石，坝腹为C15混凝土砌块石，最大坝高86.5米，坝顶高程412.0米，坝顶宽3.0米，坝顶弧长228米，弦长189米，宽高比为0.16168。坝址河谷呈不对称“V”型。坝顶布置挑流消能溢流堰，设5孔8×4.5米弧型钢闸门。
　　大坝总方量为8.1万立方米，工程于1999年11月开工，2002年5月底完工。
　　
　　二 主要施工技术与方法
　　
　　1.采用大型塔机运输上坝材料
　　由于东固大坝位于深山峡谷，不具备开挖多条上坝公路的条件。大坝水平拱圈和悬臂梁的表面曲线的曲率都较大，因此坝体的水平面投影面积较大，若采用吊空索道至少要四条，且前期四条吊空索道无法同时工作，将限制大坝的施工强度。为此选用大型塔式起重机，配备一台3T架空索道配合吊运。塔机布置在坝体下游363米高程处（离下游坝面约20米），以最大限度控制大坝仓面面积。塔机型号为：SGM-H3/36B ，主要特性为：塔身高度51.7米，吊臂长度60米，最大幅度起重量3.6T，最小幅度起重量12T，电动机功率73.9千瓦。
　　
　　2.选用条石砌筑坝壳，毛块石砌筑坝体
　　东固大坝根据设计要求，坝壳砌筑采用条石，因坝区附近没有可供开采的条石材料，条石外购，采用人工砌筑，条石长度约1米，水泥砂浆标号为100#，勾缝深度不小于8厘米。
　　在大坝下游约1公里处，有一片花岗斑岩，岩石完整，少裂隙，临空好，可开采比重较大的大块毛块石。块石用挖掘机装车，由8～12吨的自卸汽车运输至塔机附近的中转料场。大中毛块石用钢丝绳绑扎后冲洗吊运入仓。根据砌筑点的变化和塔机的起吊能力，块石体积控制在0.8～1.2立方米左右。坝体采用C15细骨料砼，骨料采用二级配，掺粉煤灰，和易性好，可提高块石间砼的密实度。砌筑施工采用层厚1.0～1.5米，要求毛石新鲜，无风化皮。砌筑仓面打毛、清扫、冲洗干净后，先铺设一层砼，再排放大毛石，要求立砌，大面侧立或朝上，允许毛石间点线接触，不允许面接触，留足三角缝，竖缝宽度最小控制在0.1米。在砼浇筑中分二层浇筑。第一层浇筑高度约0.4至0.6米，然后在凹处补中石，再次浇筑砼，同时在空档处补小石，边振捣边填小石，使片石与砼粘结良好，提高含石率。对砌筑层面做到大平小不平，大石尖突出层面，插入上层面控制在0.20米。
　　
　　
　　3.精确放样，确保拱坝外形轮廓
　　东固双曲浆砌石拱坝，具有外形美观、体型合理，但大坝的水平和垂直轮廓均为曲线，在施工中必须精确放样，本工程采用弧距法，即将拱坝水平拱圈的上下游曲线按2米的弧长分成各等分点，然后根据给定高程利用曲线方程推算出该高程上各弧线点的坐标，用全站仪逐点进行精确放样。坝壳条石砌筑时依据放样出的坐标结合该点的倒悬度对下一层的面石进行砌筑，尔后依次砌筑上一层，依此类推。东固大坝采用此法，方法简便、放样精确，取得良好效果。
　　
　　4.确保勾缝质量，增强坝体防渗能力
　　在坝壳施工中，预备好木条，即长1.0米、厚2.0厘米、宽4.0厘米（用于水平缝）和长0.6米、厚3.0厘米、宽6.0厘米（用于竖缝）。在施工时，铺好水泥砂浆后，在条石就位时，用上述规格木条夹在两条石间，作为坝体预留控制缝。在“留缝”进行深勾缝时，分两次进行，以避免深部勾缝不紧密，并反复多次压紧抹平，保证勾缝质量。
　　
　　5.提高含石率，减少水泥用量
　　（1）选择合理的砼配合比，采用最大容重法确定合理的砂率，以尽量减少水泥用量。
　　（2）采用高掺粉煤灰工艺。按胶凝材料的30%掺用粉煤灰，既改善了混凝土的和易性，调节了凝结时间，降低了水化热，又节约了水泥，降低了成本。
　　（3）提高砌体含石率。一是加大每块块石的重量，大块石用塔吊吊运入仓，含石率达50%左右；二是增加每层砌体的厚度，每层厚度达1.0米以上，由于砌体厚度的增加，砼垫层的的数量相应减少。东固大坝采用大型塔机，取用的石料粒径一般达1米左右，在采用竖砌工艺的情况下，明显减少砼缝的数量，增加了单位体积的石料比例，东固大坝砌石体综合含石率达49.09%，见上表：
　　
　　三 质量控制
　　
　　1.高度重视混凝土振捣的密实性
　　(1)尽可能改善混凝土的和易性。在施工中，由专职技术员负责拌和站，认真检查混凝土各种拌和料的配合量，严格控制混凝土的坍落度，为混凝土振捣密实提供有利条件。
　　
　　（2）认真抓好分层下料、分层振捣的工序。施工中把分层下料分层振捣作为现场施工的一个重点来抓。
　　
　　2.认真做好坝腹砌筑的密实性检查
　　东固大坝块石采用的石料为细粒质花岗斑岩，完整性、坚硬性较好，经压水试验分析，块石的吸水率q≤1Lu，由于含石率的提高，砌体的抗渗性也得到提高。东固大坝每砌筑3米进行一次压水试验，100m2布置3个孔，每增加100 m2加布1个孔，检查坝体的密实性，并对坝体进行补强灌浆。
　　
　　3.认真处理好拱坝砌筑中的施工缝
　　⑴适当加大每层的砌筑高度,尽量减少水平施工缝。
　　⑵组成专门人员处理施工缝。
　　⑶避免形成顺水流方向的横向通缝。
　　⑷对水平的施工冷缝进行认真的处理。
　　
　　4.注意拱坝的夏季施工
　　当最高气温超过28℃时,停止坝体砌筑,并由专人负责对坝面进行洒水养护，保持仓面湿润。
　　
　　四 结语
　　
　　福建省的砌石拱坝设计体型日趋多样化，并向新颖、轻、高和薄的方向发展，对石料的强度要求从严，形状要求从宽，腹石砌筑从卧砌发展为竖砌，不要求单块自稳，石料之间允许点接触，层高0.8～1.5米，强调坝体的密实性和含石率,每升高3米进行一次压水试验,检查砌体的透水性并进行补强灌浆,可大大提高坝体自身的防渗能力。浆砌石拱坝具有“就地取材、节约三材，坝顶可以泄流，施工期可以过水和施工操作简单易于掌握、施工期 安排灵活”等优点，适合于在石料丰富的山区推广。

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