水电站大坝导流施工技术探究

时间:2022-04-11 10:11:24

摘要:在水电站大坝建设中,导流施工是重要的组成部分。相比于水电站坝体施工,导流工程具有施工强度高、温控要求严、技术难度大等特点,加上受到水电站施工现场特殊环境的影响,科学选择导流施工方案以及对各个施工环节技术要点进行严格控制,就成为关系到水电站大坝导流施工质量的重要因素。本文首先就导流施工方式和坝基土方石开挖进行了简要概述,随后就具体的施工技术要点以及近年来新技术在导流工程中的运用展开了简要分析。

水电站大坝导流施工技术探究

近年来,水利水电工程的建设规模不断增加,在农业灌溉、水力发电、防洪抗旱等方面发挥了重要价值。在水利水电工程施工中,导流工程对整个工程的安全性和价值性都产生了直接影响。作为整个大坝工程施工的重点和难点,对于导流施工也必须引起施工单位的高度重视,通过提前开展地质勘查、严格规范工程设计以及强化技术监管控制等综合措施,从源头上保证导流施工质量。

1水电站大坝施工导流

某水电站大坝导流洞全长106m,布置在大坝右岸,洞径2.4m×4.4m,最初从下游往上游施工,后来由于开挖施工进度不符合工期要求,在下游开挖到30m时,经监理、业主同意将导流洞洞径改为2.4m×3.0m,并增加施工队伍从上下游同时施工。上游围堰距导流洞进口约2.5m,考虑到现场施工道路及原材料的获取方式,最终决定用浆砌石及混凝土混合的形式。水面以下采用现浇混凝土,水面以上采取浆砌石混凝土芯墙方式,并在水面以下约0.8m处设置两个直径0.4m的导流底孔,待导流洞贯通后再用圆木进行封堵。围堰基础开挖采用60挖机,混凝土浇筑用石子采用进口隧洞开挖弃渣,砂和水泥采用外购。

2坝基土石方开挖施工

2.1土方及砂卵石的开挖

现场土方开挖可以使用大型的推土机、挖掘机进行,两侧靠近山坡的位置可以人工完成开挖。对于挖掘出来的土方及砂石,应当视现场情况,确定堆放位置。部分工程中后期可能需要使用土方,可以将这些挖掘出来的土方重新利用。对于常水位以上的土方,应当先挖掘两岸拱槽土石方,并进行加固后再继续使用机械开挖下部的砂卵石;对于常水位以下的土方,需要先建设围堰。围堰建成后使用水泵将内部水分完全排干,然后继续开挖直到满足施工要求。

2.2石方开挖

开挖过程中如果遇到坚硬岩石,建议使用风钻凿空,然后通过爆破方式,创造石方开挖条件。炮孔的布设位置需要科学选择,同时对于炮孔直径、深度等,也都需要根据现场施工情况进行精确计算,以保证爆破效果最优化。完成爆破后,使用挖掘机将石渣清理干净。

3混凝土浇筑施工

3.1基面清理

为了保证混凝土浇筑效果,在实施大坝导流工程前,需要做好基面清理工作。利用挖掘机、压路机等机械设备,将基面整理平整,同时将清理出来的碎石、泥土等,堆放在制定位置。基面清理一方面能够提高混凝土与水坝基础结合的牢固性,提高承载能力,另一方面则能够优化防渗性能,避免了基面结合处的渗漏问题。如果是在原水电站大坝上重新进行施工,同样需要做好新旧混凝土结合面的清理工作。如果坝体采用标准钢模板作为基础架构,则需要提前制定设计方案,对钢模板的规格和布设方案进行明确。同时,还要对现场施工所用物料的质量、强度、刚度等进行相应检测,确保所用物料完全符合水电站大坝导流施工要求。

3.2搭建脚手架

为了加快现场施工进度,需要在施工现场搭建临时脚手架。脚手架使用Φ15圆形钢管进行搭建,对于钢管相接位置,可以根据情况采用钢丝绑扎或是焊接的方式进行固定。搭建完钢架构后,在平面上平铺胶合板或竹板,方便现场施工人员行走,保障高空作业安全。

3.3下放钢筋笼

考虑到水电站大坝导流施工环境的特殊性,所用钢筋笼一般选择“提前预制,现场安装”的方式。钢筋笼所用的钢筋材料,在附近的预制厂提前焊接完成,运输到施工现场后,可以由施工人员现场完成安装,既可以加快施工进度,又能够节约物料,避免浪费。完成此步骤后,还要尽快开展模板安装工作。现场施工人员要注意做好模板质量检查,由于很多模板都是反复拆除使用,不可避免会存在缺裂、孔洞或表面粘附一些混凝土的情况。在安装模板前,都应当做好严格质量检查,如果存在问题需要尽快处理,不能处理的要禁止使用,为下一步混凝土浇筑成型提供必要的保障。

3.4砼浇筑

钢架搭设完毕且模板安装完成后,可以浇筑制备好的混凝土。在水电站大坝导流现场施工中,混凝土的来源可以分为两种:其一是在现场施工空间较为宽松的情况下,可以考虑施工单位自制混凝土,这种方式的优点是现用现配,可以最大限度的保证混凝土的使用性能;其二是在一些场地相对狭小的施工场地,不满足现场制备混凝土条件,需要通过就近的拌合站,将制备好的混凝土运输到水电站施工现场。这种方式的优点是保证了混凝土制备过程的规范性。无论是选择哪种混凝土供给方式,浇筑时都要严格进行技术控制。例如按照分块浇筑模式,每个模块浇筑后及时进行振捣,可以提高混凝土的密实度。还有就是为了防止大体积混凝土的裂缝问题,也需要控制每层的摊铺厚度,一般混凝土浇筑厚度控制在35cm-45cm之间,具体数值可以根据水电站大坝导流施工方案来确定。

3.5养护

混凝土浇筑完成后,养护工作需要立即跟进。由于水电站大坝导流施工中所用混凝土较多,需要重点防范大体积混凝土的裂缝问题。大体积混凝土水化热不能及时消散,温度升高后导致混凝土内外温度差扩大,干燥程度、缩胀程度均不一致,进而形成了裂缝,对水电站大坝导流效果以及工程质量也会造成影响。养护工作的具体内容,要根据现场环境来确定,例如黑龙江地区10月份至次年4月份温度较低,如果这一时间段内进行施工,需要考虑低温带来的混凝土水分结冰进而导致混凝土开裂的问题,养护工作应当以铺设草垫或塑料薄膜的方式进行混凝土保温。

3.6拆模及后续养护

混凝土养护一段时间后,施工人员可以随机选取基础位置,并对混凝土样品的各项性能、参数等进行分析,确定各项指标均达到要求后,进行拆模。拆模时,要注意按照由外向内的原则,先将外侧的保护模板、支撑模板等拆下,然后在拆除与混凝土直接贴合的模板。拆除时要注意避免强行拆除导致混凝土受损。将拆下来的模板放置在制定位置,由施工人员清理干净后重新入库保存。拆除模板后仍然需要继续一段时间的养护。

4导流施工中其他新技术的运用

近年来,相关技术的发展与应用,也为水电站大坝导流施工提供了便利,并且在优化工程质量、加快施工进度等方面带来了实实在在的效益。例如,使用坝体迎面新型防渗材料,相比于传统的混凝土防渗坝面,除了具备更强的防渗效果外,在抗老化性能、耐高(低)温性能方面,也有突出优势。此外,还有一些新材料、新工艺也不断的应用到水电站大坝导流工程中,其中较为新颖的有:

4.1混凝土小孔径圆形孔洞可拆卸模板新材料、新工艺在大坝坝体排水孔成型上的应用。该模板选用新型PVC管材加工成可拆卸的模板,改变了延用几十年的钢管或木拔管成型施工工艺,不仅大大降低了坝体排水孔施工成本,而且施工操作简便、可靠,有极大的推广应用价值。

4.2为保证导流底孔底板高流速区混凝土面的平整度,在进行导流底孔施工时,把公路施工中的滚筒收仓抹面技术应用到底板抹面施工中,不仅提高了工效,而且保证了导流底孔底板过流面的施工质量。

5结束语

在不同的水利工程以及不同的地质环境下,导流施工的方式方法和技术要点也存在较大差异。为了切实优化导流施工质量,同时也是进一步提高水电站大坝工程的稳定性,要求施工单位根据现场勘查结果和施工方案设计,确定最佳的导流施工技术。同时,还要在施工过程中采取严格的技术控制措施,尤其是基面清理、混凝土浇筑、拆模及养护等,确保导流工程高质量、高效率完成,并在水电站使用过程中发挥应有的作用。

参考文献

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[2]罗长青.新型“拍门”施工技术在水电站蓄水应急抢险时的探讨与应用[J].建筑技术开发,2017,44(24):35-36.

[3]史有富,王福运,冯吉新等.丰满水电站重建工程大坝施工导流设计[J].水利水电技术,2016,47(6):29-32.

作者:李海鹏 单位:木兰县白杨木水库管理处

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