一、工程概述
鯉魚塘水庫工程位于重慶市開縣境內,地處長江三峽區段小江流域的二級支流桃溪河上游。壩址距三溪口1.5km,距萬州區和重慶市的公路里程分別為122km和464km.鯉魚塘水庫的開發任務是以農業灌溉和城鎮供水為主,兼有發電等綜合利用效益,并為灌區內安置三峽水庫移民提供有利條件。鯉魚塘水庫壩址控制流域面積235.8km2,占桃溪河流域592.3km2的40%;壩址多年平均的流量5.60m3/s,多年平均徑流量1.77億m3;水庫正常蓄水位450.00m,死水位405.00m,總庫容為億1.024億m3,調節庫容0.8286億m3,庫容系數0.466,屬多年調節水庫。工程分樞紐和灌區兩大部分,樞紐包括大壩、溢洪道、排沙放空洞、引水隧洞和壩后電站;灌區包括總干渠、跌水電站、東河分干渠、南河分干渠、6條支渠等。
工程規模為Ⅱ等大(2)型。樞紐壩址選在小黑灘,壩型為混凝土面板堆石壩。樞紐采用右岸岸邊開敞式溢洪道,河床混凝土面板堆石壩、左岸排沙放空洞、引水隧洞和壩后地面電站廠房的總體布置方案。灌區工程設計灌溉總面積24.28萬畝;為解決新縣城的用水問題,水庫向新縣城駟馬和白鶴兩水廠供水,規模分別為12萬t/d和4萬t/d;壩后電站和跌水電站裝機分別為6MW和9MW,多年平均發電量分別為2022萬km.h和2959萬km.h.
樞紐工程攔河壩為鋼筋混凝土面板堆石壩,設計壩頂高程453.8m,最低建基面高程350.0m,最大壩高103.8m,壩頂長度243m,寬8m,是重慶市首座100m級鋼筋混凝土面板堆石壩。堆石壩體分區為:面板、墊層區、過渡區、主堆石區、次堆石區、排水反濾區、拋石區、大塊石護砌。大壩墊層外原設計采用C20噴混凝土護坡,后經業主、設計、監理、施工四方有關人員對國內在建工程的關于墊層護坡進行考察,并參照水布埡工程的擠壓式混凝土邊墻施工技術,經討論,決定采用。
二、擠壓式混凝土邊墻的優點
邊墻擠壓斷面為不對稱梯形,以鉸接的方式使邊墻適應墊層區的變形,防止其底部因碾壓不達標而形成空腔,有效控制對面板的不利影響。墻身高度為40cm,上游坡比為1:1.4,與面板坡比一致,頂部寬度為12cm,底部寬度為70cm,內側坡比為8:1,主要結合邊墻與墊層間的接縫情況,保證在碾壓過后達到設計標準。該技術與傳統工藝相比存在許多優點。
1、提高了大壩施工進度。邊墻擠壓式施工速度可達40~80m/h,在邊墻成型后2~3小時即可進行墊層料的鋪筑、碾壓,兩者銜接緊密、順暢,幾乎可同步上升。
2、由于擠壓式邊墻在上游坡面的限制作用,墊層料不需要超填,以水平碾壓替代了斜坡碾壓,既提高了施工的安全性又保證了墊層料的施工質量。
3、邊墻擠壓技術簡化了工序、設備和機具,擠壓機操作簡單,施工方便、快捷。
4、擠壓邊墻在上游壩面形成了一個規則、平整、壓實的坡面,而且坡面整潔美觀。
5、提供了一個可抵卸沖刷的坡面,提高了度汛安全性,避免施工洪水對墊層料的沖刷,省掉了上游壩面的恢復工作,這對大型工程特別是導流標準較高的工程及南方多雨地區修建混凝土面板堆石高壩是十分有利。
三、施工配合比設計
擠壓邊墻混凝土各項指標是考慮擠壓邊墻的施工需要,因此邊墻混凝土總的原則是低強度、低彈模、適當的滲透性,并易于成型,方便施工。本工程邊墻混凝土設計標號為<C5強度,在借鑒公伯峽面板堆石壩及水布埡面板堆石壩邊墻混凝土的成果,結合工程所在地區的砂石骨料狀況,經多次現場配比試驗,配合比見下表:
擠壓邊墻混凝土配合比 | |||||
材料名稱 | 水泥 | 砂 | 小石 | 中石 | 水 |
每m3用量(kg) | 73.5 | 690 | 640.7 | 640.7 | 105 |
質量比 | 1 | 9.39 | 8.72 | 8.72 | 0.7 |
說明:1、外加劑為重慶遠吉外加劑廠,品名為液態速凝劑,推薦摻加量為水泥質量的4%;2、配合比以干料計,各種材料符合規范要求,如材料發生變化應通知試驗室更改配合比。 |
四、施工工藝過程
1、施工程序
在每填筑一層墊層料之前,將下層(已填筑)墊層料碾壓整平,測量定位畫線后用邊墻擠壓機擠壓出一條高40cm的低強度、低彈性模量、半透水的混凝土墻,待其達到一定強度后(一般2小時左右),在其下游側按設計要求鋪填墊層料,攤鋪平整,振動碾靜碾4遍,再動碾8遍,靠近邊墻部位40cm內采用小型振動碾進行碾壓,防止因激振力過高而破壞邊墻。
2、邊墻混凝土擠壓施工
⑴平整施工場地
墊層表面的平整度直接影響著擠壓邊墻成型后的外觀尺寸,因此,必須提供一個平整的施工作業成績面便于擠壓機行走作業。施工時,應將前一層擠壓邊墻和墊層料填筑后的高差和平整度進行檢查,如果存在高差及凹凸,則應用人工修補、找平并碾壓密實。
⑵測量放線
在邊墻施工前,根據邊墻擠壓機的寬度,在其內側放一根平行于壩軸線的細線,用以指導擠壓機的行進方向,使成型的擠壓墻平直,位置準確,每5米左右用鋼釘將細線固定在墊層料表面。
⑶擠壓機就位與定向
擠壓機在吊裝前,先檢查其各部件是否連接牢固,確認發動機及其它構件運行狀況是否良好,熄火停機以備吊裝,吊裝可采用反鏟。
將邊墻擠壓機吊裝到指定起點,就位是應盡量滿足前進的直線方向,利用水準儀對擠壓機進行機身調節,使機身處于水平狀態,并使外墻板與已成型邊墻外坡面重合。及時進行高度校核,保證邊墻高度。
⑷混凝土拌和及入倉
直接在攪拌樓拌和后,用20t自卸汽車運至工地現場,再由反鏟挖料入倉。
⑸成墻施工
混凝土成型是依靠成型密實的混凝土邊墻為支撐向前移動的,因此施工時,由專人控制擠壓機的行走方向,擠壓機水平行走控制在±20mm,確保其擠壓邊墻的直線滿足要求。并讓邊墻擠壓機保持一定的速度,一般為40m/h.邊墻擠壓成型后,對出現的缺陷,如每層邊墻的接坡間出現明顯的臺階、邊墻跨塌、平整度超標、位置及外形尺寸誤差過大、成型混凝土缺陷等,應立即對其采用人工修補處理。
⑹混凝土邊墻兩端與趾板接口處理
由于擠壓機體本身占有一定長度,成墻不能與兩端混凝土趾板連接,應人工立模澆筑混凝土(使用的混凝土材料與邊墻混凝土相同),人工用打夯機夯實,使擠壓墻兩端與趾板連接,基本不留空隙。
⑺墊層料填筑碾壓
由于在邊墻混凝土里加了速凝劑,因此每層邊墻施工結束2~3小后,就進行墊層料施工,墊層料分一次鋪填,每層40cm,采用18t自行式振動碾,先靜碾4遍后,再動碾8遍,靠近邊墻部位40cm內采用小型振動碾進行碾壓,防止因激振力過高而破壞邊墻。
⑻擠壓邊墻迎水坡面處理
將坡面浮碴及松散混凝土洗凈,進行澆筑面板混凝土前,應采取措施對表面進行保護。