对三峡工程碾压混凝土围堰施工方案的探讨

'对三峡工程碾压混凝土围堰施工方案的探讨摘要：三峡三期碾压混凝土围堰因其施工技术要求高、施工强度高、上升速度快、受雨季高温影响大等特点，而倍受国内外专家的广泛关注。设计在简化设计断面、增设上游面防渗喷涂等方面对围堰设计进行了优化。本文主要针对三峡三期围堰的施工特点，探讨提出下部以自卸车直接入仓、上部以皮带机入仓、平仓浇筑、自升式模板和重力式模板组合、分区段组织施工为主的施工方案，可适应围堰高强度、快速施工要求。关键词：三峡三期工程碾压混凝土围堰高强度施工方案1工程概述三期碾压混凝土围堰因其施工技术要求高、施工强度高、上升速度快、受雨季高温彩响人，而倍受国内外专家的广泛关注。能否在5个月时间内，完成90m高的堰体填筑、并立即投入挡水运行，是围堰施工技术的关键。三峡碾压混凝土围堰位于右岸明渠大坝上游，并平行于人坝布置，围堰轴线全长约580m,围堰右侧同口岩尖山坡相接，左侧与己形成的混凝土纵向围垠堰内段相接。三期碾压混凝土围垠为重力式坝型，堰顶高程140m,顶宽8m,最大底宽107m,最人堰高115m,迎水面高程70m以上部分为垂直坡,高程70m以下为1：0.3的边坡,背水面高程130m以上为垂直坡,高程130m至50m(58m)平台间为1：0.75的边坡堰体基本上由碾压混凝土浇筑而成，迎水而4.0m范围内采用加浆变态混凝土，以高程85m为界，以上为三级配，R28150#,S8；以下为三级配,R90150#,S8o堰体设有基础排水廊道、以及高程90m和117.5m垠体排水廊道，围堰基础采用帷幕灌浆防渗，幕后钻设基础排水孔幕。第一阶段开挖浇筑形成高程50m、58m两个基础平台，三期施工将其从第一阶段施工的垠体断面全线修建至堰顶高程140m,围堰轴线线长380m,堰体浇筑最人高度90mo主要工程量,碾压混凝土107.58万n?,帷幕灌浆4140m,堰体和基础排水管(孔)13645m,迎水面防水材料涂刷3.3万m2,围垠拆除塑料药室预埋396个、塑料管1680m等。2三峡三期碾压混凝土围堰施工特点及难点(1)施工工期紧、强度高、上升速度快。要求5个月内完成90m高的堰体浇筑，最大月浇筑强度32万n?以上，平均月浇筑上升高度约24m,最大Fl上升速度要求达到1.0m左右。(2)现场场地狭窄，施工场地、道路布置困难。左侧是混凝土纵向围堰和泄洪坝段、右岸是明渠开挖后形成的高边坡及浇筑到设计高程的堰体。(3)施工期安排在2003年1中旬〜6月上旬，处于春夏多雨、髙温季节，气候因索影响大。 (1)1旳堰示期考虑爆破拆除，堰体内预埋了很多药室、孔洞，质量要求高，工序复杂。无论从工程规模还是从技术难度上而言，木工程在国内乃至世界上同类工程中都是一流的，对碾压混凝土围堰施工前所未有的高要求。3需研究的主要施工技术问题根据三峡碾压混凝土围堰的施工特点和难点，设计单位做了人量研究，简化围堰结构和优化施工方案，有效缓解了施工难度。女口：围堰分期施工，减少示期施工强度和浇筑高度;迎水而4.0m范围内采用加浆变态混凝土，以高程85m为界进行混凝土标号分区,避免了仓面换料，堰体排水孔采用钻孔法在廊道内或堰顶上进行施工，有利于机械化高强度连续作业；下游斜坡而采用重力式预制模板；上游迎水而喷涂防水材料，以增加碾压混凝土高围堰防渗性能，提髙堰体的安全稳定性。要满足碾压混凝土囤垠高强度、快速施工要求，仍需重点对以下儿个问题进行分析研究：一是浇筑方法，是采用“平层法”、还是“斜层法”；二是入仓方式，是自卸车点接入仓，还是皮带机、胎带机或其它入仓方式；三是上游而选用合理结构型式的模板，以适用仓而连续上升作业要求；四是仓而施工组织方案问题，应使仓面众多的机械设备有序高效运行。4施工方案比较4.1碾压混凝土浇筑强度碾压混凝土围堰最大月浇筑强度达31.7万m3,最大日浇筑强度1.42万强度分析见表lo 月份1月2月3月4月5月6月日历天数（天）16*4283130315停工天数（天）32357112混凝土浇筑净工日（天）132252623203月浇筑混凝土量（万m7月）6.42.72931.725.111.41.2最大日浇筑混凝土量（万m7日）0.571.341.311.421.260.980.36髙峰日均施工强度57小时）258670655710630490180月上升高度5/月）121.518.519.2522.75244日平均上升高度5/日）0.900.750.750.751.001.201.20到达高程5）7051.57090112136140累积混凝土量（万nf）6.42.73&169.894.9106.3107.5注：（1）1月份安排10〜12天清基及老混凝土面处理。⑵为右岸高渠部位高程5&0m〜70m混凝土提前浇筑计划安排。8007400图1碾压混凝土围堰浇筑形彖进度图4.2浇筑方法根据围堰施工条件，拟采用超大仓位、薄层平层铺碾法浇筑施工。理由是：（1）碾压混凝土使用缓凝高效减水剂，可满足层间间歇吋间要求。参考目询国内外施工经验，在气温20°C以内时碾压混凝土初凝时间一般可控制在 lOh以上。根据三峡实测气温资料，拟定三期FI习堰碾压混凝土层间允许间歇时间：1〜3月：Wl()h；4、5月：W8h；6月：W6h。超过该时间需对层血•进行处理。根据混凝土拌和物从拌和到碾压完毕的时间控制要求(1〜2h以内)，仓而设计按碾压混凝土层间覆盖时间：1〜3月：8h；4、5月：7h；6月：5h计算。(2)拌和能力可满足高强度要求。右岸高程15()m混凝土拌和系统由两朋4X4.5n?的拌和楼纟F1成，全部负责碾压混凝十•施匸供料；高程84m混凝土拌和系统由两朋4X3.()n?的拌和楼纟fl成，主要负责碾压混凝土施工供料，同时负责少量的右岸人坝和厂房标的供料。两个拌和系统不同组合条件下的生产率见表2。表2不同纟R合条件下右岸拌和系统生产率表组合方案碾压混凝十混凝十铭牌牛产率(m7h)设计生产率代/h(80%铭牌生产率)设计生产率m7h(90%铭牌生产率)常温14C常温14C常温14C150系统2X(4X4.5m3)2X3002X250480400540450150系统2X(4X4.5m:<)84系统IX(4X3.Om3)2X300+1X2002X2504-1X180640544720612150系统2X(4X4.5m3)84系统2X(4X3.Om3)2X300+2X2002X250+2X180800688900774拌和楼在二期工程中最高班产量：4X4.5m3的郑州拌和楼为1824m4X4.5m3的CIFA拌和楼为1741m4X3.0m3的郑州拌和楼为1505m3,按每班6.5h计，分别达到额定生产率的83.7%〜96.47%o考虑到设备老化效率降低因素，以及不变级配、标号的冇利因素，取80%铭牌生产率作为拌和楼设计生产率，并取“150系统2X(4X4.5m3)加84系统IX(4X3.0m3)"作为设计供料组合，选择25cm厚薄层平层浇筑，可满足仓位面积达19000m2的碾压混凝土浇筑要求。对高程58〜70m仓位面积超过19000n?的部位,町利用58m平台首先抽干进行先期施工，将大仓位分成两个仓，也可取“150系统2X(4X4.5n?)加84系统2X(4X3.0n?)”作为供料组合，以此解决仓位过大、拌和系统供料压力大的矛盾。⑶碾压混凝土刀高峰强度达32万川，高峰强度达1.7万n/,平层法碾压混凝土浇筑仓面大，能容纳的机械设备多，层间缝少，冇利于高强度连续施工。而斜层法浇筑仓面小，作业面少，能容纳的机械设备少，每完成一个浇筑仓均需进行层间缝处理，不利于高强度连续施工。4.3入仓手段施工现场冇上下游基坑、右岸高程82.0m石换nJ连接拌和楼取料点道路。自卸车入仓优点是沌工强度高、设备损坏替换快，入仓道路随堰体填筑上升，操作简易、灵活，但汽车在入仓前轮胎需冲洗、脱水，仓面人工及时清除污染物，易保证施 工进度和质量。而胎带机、皮带机可适用自卸车无法肓接入仓的混凝土浇筑层，胎带机、皮带机能肓接完成仓内布料，仓内设备少，缺点是转料次数多，并有少量砂浆损失，且设备损坏修复周期长，易对工期产生不利影响。因碾压混凝土I罚堰工期紧，施工强度高，拟采用以自卸车玄接入仓为主，辅助胎带机、皮带机的入仓方法施工较为可靠，即能修路入仓的采取自卸车肓接入仓，上游设两个道路入仓口交替上升，无法实现自卸车直接入仓的部位采用胎带机、皮带机方式入仓,入仓口设在下游右岸高程82.0m石境。浇筑高程80m以下时，采用自卸车自上下游土石围堰基坑道路直接入仓，自卸车自右岸84m混凝土拌和系统出机口和150m混凝土拌和系统胶带供料线的出料机头接料，入仓道路充分利用上游土石I羽堰形成的基坑，分别在上游左右岸两侧各修一条入仓道路。高程70.0m以下按一期台阶分成两个人仓浇筑，在下游面增加一条临时施工道路，经右侧高程58.()m基坑路至混凝十•受料点。高峰期，少量不足混凝土约5.()ZJ-m3由左岸98.7系统补充供料，自卸车经江峡人道、西陵人桥、西陵人道入仓。浇筑高程8()〜85m时，混凝十•浇筑强度降低，自卸车自I韦I堰下游入仓，入仓道路利用高程82.0m石坝通道，修临时斜坡路随堰体上升抬高至高程85mo浇筑高程85〜l()()m时，混凝土浇筑强度进一步降低，此时修筑入仓道路困难，可由150m混凝土拌和系统胶带供料线的出料机头接转料皮带机直接入仓，两条胶带供料线供料强度可达600m3/ho不足部分由84m混凝土拌和系统补充供料，自卸车接料经停放在石坝通道的85m平台(前期作为道路由82m回填至85m)上的一台胎带机入仓，混凝土入仓供料强度可达180m3/ho入仓示的混凝土由仓而自卸车运输至浇筑点。浇筑高程100-140m时，混凝土浇筑强度低，由15()m混凝土拌和系统两条胶带供料线供料至仓面，仓内由自卸车运输布料。高程85m以下的材料、预制件等，由汽车直接运输至仓内；高程85m以上的材料、预制件等，由布置在已浇5号块堰顶(高程14()m)的丰满门机吊运入仓，仓而由平板车运输。4.4模板为满足平层连续浇筑施工，围堰上游而采用高刚度翻板模板；下游1：0.75的斜坡采用混凝十•预制重力模板；下游13()〜140mH立面采用普通钢模板；岸坡部位采用普通钢木模板；廊道、应力解放孔采用混凝土预制模板。翻升模板由上下两块尺寸为3mx3m(高X宽)的模板通过活动较连接组成，上块承受施匸时混凝土侧压力，下块作为上块支承体，由锚筋和套管螺栓周定在已浇筑的混凝土而上，随着坝体上升互为支承体。模板由面板、横I节I楝，竖I韦I標及工作平台组成。而板采用p3()15纟H合钢板拼装，而板间用u型卡和普通螺栓|古|定，横围为4根1()#槽钢。竖围采用两栩桁架，桁架的上弦由两根10#槽钢组成，其余杆件均采用63mmX63mm角钢, 在竖用上设置两层平台，便于操作。模板用6根22mm的水平钢筋作锚筋，用M36套管螺栓同定。上下模板之间作用力由两根宜径7()mm圆钢加工成花篮螺栓传递。该花篮螺栓能调节上层模板的竖玄倾仰角度。模板安拆翻升采用仓而16(起重机完成；为控制模板变形，安装时，控制模板上部檐口内倾5mm左右；模板间采用u型卡临时加固，提高整体刚度；模板安装和施工过程屮，加强测量监控，及时采取措施纠偏。混凝土预制块模板尺寸(长X宽X髙)200cmXI00cmX60cm,上块与下块有55cm宽的搭接而，上下左右两混凝土预制块可采収砂浆勾缝，以提供模板之间及与碾压混凝土的粘结强度。施工时，在下游高家溪预制场预制示，运至下游坡而，采用16t仓血•起重机安设。安装工艺流程：测量放样t碾压混凝土而人工修整t下一层预制块模板结合面凿毛处理T模板结合而基础验收T结合而基础铺填厚2〜3cm砂浆T预制块川装、调整、就位T预制块之间、预制块与碾压混凝土间镶嵌砂浆T上部碾压混凝土施匸。4.5仓而施匸纟F1织管理一期I羽堰堰体形成明渠高程50.0m>5&()m两个平台，堰体上下游最人宽度达74.0m,进度计划分析拟分仓浇筑，即在58.0m平台露出水血•示先安排浇筑到上游血•变坡高程70.0m,先行施工的堰块是6#〜8#堰段；然示进行高程5().()m平台9#〜15#堰段的施工，浇筑到上游而变坡高程70.0mjTi合并成一个人的浇筑仓，整体均衡上升至堰顶。同一施工仓而按仓而大小和仓而宽度划分成若干个施工区，为便于管理协调，每个施工区设备成套配置，以振动碾为屮心，一般铺填碾压条带长3()〜40m>宽8.()m左右(与|韦|堰轴线平行)，逐条带地进行。平层浇筑时施工分区：明渠58.()m平台6-8#堰段髙程58.()〜7().()m混凝十•浇筑左右方向可各分成2个施工区，明渠50.0m平台9〜15#堰段高程5().()〜7().()m混凝土浇筑左右方向可分成3个施工区，高程7().()〜100.0m混凝十•浇筑左右方向可分成4个施工区，高程100.0m以上混凝十•浇筑可分成3个施工区。多用时段采用斜层浇筑时，I韦I堰仓面以屮心线为界分成左右2个施工区。5结语木文主要针对三峡三期围堰的施工特点，探讨提出下部以自卸车直接入仓、上部以皮带机入仓、平仓浇筑、自升式模板和重力式模板纟fl合、分区段组织施匸为主的施匸方案，可适应I韦I堰高强度、快速施工要求。'