金钟坝02.docx
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金钟坝02.docx
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金钟坝02
金钟混凝土面板堆石坝施工和质量(H=97.5m)
大坝为钢筋混凝土面板堆石坝、坝顶长399.261m,最大坝高97.5m,总填筑量183.2万m3。
1.大坝基础开挖
坝基开挖包括堆石体基础开挖和趾板基础开挖。
坝基岩性为流纹质熔结凝灰岩,设计要求开挖至强风化体,即清除覆盖及土状全风化岩体。
堆石体基础岸坡采用反铲自上而下挖除,岸坡局部浮碴和植被随着坝体填筑的升高,采用人工剥离,局部陡坎用小砲进行开挖,河床基坑主要是清理石碴、卵石,局部施以爆破。
量水堰基础开挖至新鲜基岩。
趾板基础自上而下采用手风钻钻孔分层梯段爆破,上部采用松动爆破,边坡采用手风钻钻孔光面爆破,建基面底板采取预留1.5m保护层开挖。
对软弱、破碎岩体最后留一层20cm人工撬挖层。
对地质条件差、节理裂隙发育处,采用短孔距、少药量的光面爆破。
基础开挖按照设计要求和水工建筑物岩石基开挖施工技术规范进行和检查,趾板基础、边坡开挖型体、尺寸控制较好,大部份开挖至弱风化岩体,上部开挖至强风化、全风化。
趾板建基面基本平顺,边坡稳定,无欠挖。
地质缺陷处已按设计和监理要求处理,挖至合格基岩面,部份回填混凝土。
基础开挖经参建各方组成的验收小组验收合格。
坝基开挖共讨7个单元,单元质量评定,全部合格,其中5个单元(坝基开挖3个单元)优良。
2.趾板基础灌浆质量
趾板基础灌浆包括固结灌浆和帷幕灌浆
(1)固结灌浆
为了截断地下水活动和增强上部岩层的灌浆效果,在趾板范围内进行固结灌浆,在帷幕灌浆上游设一排深孔固结灌浆,孔深10m,孔距2m;在帷幕灌浆下游设一排固结灌浆,孔深5m,孔距3m。
灌浆压力以不抬动基岩为原则,Ⅰ序孔灌浆压力为0.2~0.6MPa,Ⅱ序孔灌浆压力为0.3~0.7MPa。
固结灌浆按照设计要求和水工建筑物水泥灌浆施工技术规范进行施工和检查。
固结灌浆在帷幕灌浆前进行,先下游,后上游,各分两序,各孔分2~3段,在趾板盖重下自上而下灌注,灌浆水泥为P032.5R普通硅酸盐水泥。
不同序和不同段的灌浆压力如上所述。
水灰比为2,1,0.8,0.5:
1四个比级。
共完成固结灌浆孔376个,总进尺2495m。
经监理指定的20个检查孔(总孔数的5.3%)单点法压水试验,检查孔平均透水率1.47Lu,最大透水率3.68Lu,满足小于5Lu的设计要求。
(2)帷幕灌浆
沿趾板中线设一排帷幕灌浆,灌浆深度和范围按岩石的单位吸水率小于3Lu或1/3倍坝高双控制,孔深10~32m,孔距1.5~2.0m,迂到断层破碎带,漏浆严重处适当加深、加密。
左岸帷幕与溢洪道帷幕相连、右岸帷幕与高趾板帷幕相连。
帷幕灌浆按三序、分段进行。
灌浆压力以不抬动基岩为原则,Ⅰ序孔灌浆压力为0.6~2.5MPa,Ⅱ序孔灌浆压力为0.8~2.5MPa。
Ⅲ序孔灌浆压力为1.0~2.5MPa。
帷幕灌浆按照设计要求和水工建筑物水泥灌浆施工技术规范进行施工和检查。
帷幕灌浆分三序,自上而下分段,孔内循环灌注。
水泥为P042.5R普通硅酸盐水泥。
不同序、不同段灌浆压力如上所述。
水灰比为3,2,1,0.8,0.5:
1五个比级。
趾板基础帷幕灌浆共255孔,总进尺5551.19m,总注灰量86141.32kg,平均单耗15.64kg/m。
Ⅰ序孔平均单耗23.07kg/m,Ⅱ序孔平均单耗16.84kg/m,Ⅲ序孔平均单耗11.38kg/m。
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔平均注入率分别递减32.43%、27.01%、50.68%,递减规律明显。
经监理指定的26个检查孔(总孔数的10.2%)单点法压水试验,检查孔的平均透水率0.6Lu,最大透水率0.88Lu,满足小于3Lu的设计要求。
3.趾板基础锚筋施工质量
趾板设置基础锚筋与基岩连接,锚筋间距1.2m,梅花型布置,锚筋直径25mm,长5m。
锚筋孔采用手风钻钻孔,锚筋采取后插法安装。
经施工自检和监理终检,孔深孔径符合设计要求。
锚筋的拉拔力共检测9组,拉拔力均大于20t设计值。
4.趾板混凝土施工质量
为减少开挖,趾板型式为斜趾板,200m高程以上趾板宽度为5m,厚度0.5m,200m高程以下趾板宽度为6m,厚度0.6m,趾板不设伸缩缝,每隔25~30m设一条后浇(Ⅱ序)带,后浇带与面板垂直缝错开。
趾权混凝土强度等级为C25,抗渗标号为W8,抗冻标号为F50。
趾板采用单层双向配筋,钢筋置于趾板表层。
横向钢筋为φ22@200,纵向钢筋为φ25@200。
(1)趾板混凝土原材料及配合比
趾板混凝土的原材料水泥为福建大田岩城牌普通硅酸盐P.032.5、P.042.5水泥,钢筋为福建三明闽光牌钢筋,粉煤灰为福州华能电厂Ⅱ级粉煤灰,减水剂为福建CSP-2和SP-4高效缓凝剂,引气剂为河北DH9引气剂,止水材料为华东院生产的。
外来材料除随附出厂质量检验合格证外,经一定数量,大坝溢洪道工程水泥20组,粉煤灰11组、钢筋母材71组,钢筋焊接接头93组,外加剂4组的抽样检验全部合格。
砂石料为自行轧制的人工砂石料,趾板部份和面板用细骨料为外购天然砂。
经一定数量,大坝溢洪道工程用砂20~36组,碎石45~69组抽样检验,细度,超逊径、含泥量等均符合规范要求。
趾板混凝土配合比如下表
砼等级
水泥
kg/m3
粉煤灰
kg/m3
砂
kg/m3
砂率
%
水
kg/m3
水灰比
石(mm)kg/m3
AEA
kg/m3
外加剂kg/m3
EC-ADH9
5~20
20~40
40~80
C25WBF50
Ⅰ序
298
65
573
33
150
0.41
349
465
349
5.08
0.0327
C30WBF50
Ⅱ序
391
70
589
34
148
0.38
503
615
35
7.78
0.0331
C15回填
231
58
615
33
155
0.53
375
500
375
3.48
(2)趾板混凝土施工工艺质量
趾板混凝土先浇河床段再浇岸坡段,岸坡段采取自下而上逐块浇筑。
混凝土由左岸下游的的拌合站集中拌制,4m3搅拌运输车运输,卸入集料斗、溜槽入仓。
侧模采用标准组合钢模板,攘角用木模板,混凝土表面及时进行人工修整、压平和抹面,在混凝土初凝时进行第二次压平抹面并采用真空脱水法进行表面处理,浇筑后6~18小时内开始养护,采用一层塑料薄膜覆盖,再覆盖一层无纺布保温,保湿养护,养护时间不少于28天,表面保持润湿至蓄水前。
趾板混凝土脱模后对止水采用上下层方木夹紧保护,还采用挡柴铺盖保护,防止滚石对趾板的损坏。
钢筋接头Ⅰ级钢在现场绑扎,Ⅱ级钢采用双面焊接。
趾板混凝土浇筑后不定期进行检查,趾板外型较为光洁、平整,止水部位混凝土浇筑密实,止水得到妥善保护,未遭损坏。
趾板混凝土共69个单元,单元质量评定全部合格,其中66个单元优良,优良率95.65%。
(3)趾板混凝土强度检测
趾板混凝土每台班机口取样抗压试件1组。
C25Ⅰ序混凝土1683.831m3,取样24组,抗压强度平均值31.9MPa,最小值26.4MPa,最大值39.0MPa;C30Ⅱ序混凝土79.09m3,取样8组,抗压强度平均值36.7MPa;高趾板C20混凝土2647.79m3,取样19组,抗压强度平均值26.8MPa;基础回填C15混凝土582.21m3,取样7组,抗压强度平均值20.2MPa,C25、C30混凝土抗渗抗冻试件各取4组和1组,抗渗、抗冻性能均满足W8、F50的设计要求。
经检测趾板混凝土抗压强度,抗渗、抗冻性能均满足设计要求。
(4)趾板混凝土裂缝及处理
截至2010年3月在混凝土趾板上共发现12条裂缝,其形状如下表列。
序
号
裂缝部位
高程
(m)
裂缝长度
(cm)
裂缝宽度
(mm)
测区位置
裂缝深度
(mm)
备注
1
右岸趾板
178
160
0.32
靠外侧
111.3
趾板边裂缝
0.24
裂缝中间
90.6
2
右岸趾板
208.3
148
0.28
靠外侧
179.0
趾板边裂缝
3
右岸趾板
208.9
228
0.40
靠外侧
88.8
趾板边裂缝
0.28
裂缝中间
83.6
4
右岸趾板
209.5
133
0.22
裂缝中间
/
趾板边裂缝
5
右岸趾板
223
顶300左右两
侧斜向下延伸
1.32
靠面板侧
>500
左右贯通
0.82
裂缝中间
325
0.90
靠外侧
>500
1.10
靠外侧
>500
6
左岸趾板
217
168
0.28
/
/
趾板边裂缝
7
左岸趾板
215.6
450
0.22
裂缝中间
234
左右贯通
0.28
斜面
239
8
左岸趾板
207.9
315
0.26
裂缝中间
189
趾板中至边
9
左岸趾板
198
400
0.18
裂缝中间
155
斜间
0.30
裂缝中间
10
左岸趾板
191.9
246
0.14
裂缝中间
155
中至折角
11
左岸趾板
184.0
327
0.12
裂缝中间
174
趾板中至边
12
左岸趾板
182.0
310
0.16
裂缝中间
69
趾板中至边
0.22
本工程趾板混凝土裂缝数量不算多,但有如下特点:
(1)裂缝宽度比较大,大部分裂缝已大于0.2mm;
(2)裂缝深度比较大、深度大于75mm的有10条;(3)裂缝在侧边明显显露;(4)大部份裂缝尚未左右连通。
185m高程以下裂缝已在坝前粘土铺盖填筑前进行封闭处理。
185m高程以上裂缝将在下闸蓄水前进行封闭处理。
处理的方法有两种:
(1)对于缝宽小于0.2mm,,采用表面粘贴SR复合盖板并用扁铁和膨胀螺栓固定压实;
(2)缝宽大于或等于0.2mm的上下游不连通的裂缝宽裂缝,沿缝凿出40(宽)×30(深)mm的V型槽,嵌SR填料,粘贴SR复合盖板,并用扁铁和膨胀螺栓固定压实(3)缝宽大于或等于0.2mm的上下游连通的宽裂缝,沿缝凿出40(宽)×30(深)mm的V型槽,嵌SR填料,粘贴SR复合盖板,并用扁铁和膨胀螺栓固定压实,边缘用封边剂作封边处理。
裂缝封闭处理方法基本可行,要确保SR复合盖板粘贴牢固,侧边显露的裂缝也应进行封闭。
5.大坝填筑质量
钢筋混凝土面板堆石坝坝高97.5m,总填筑量183.2万m3,从上游至下游依次是:
180m高程以下粉质粘土铺盖,混凝土趾板和面板,混凝土挤压边墙,垫层料、过渡料、主堆石、次堆石,下游砌石护坡,下游量水堰。
(1)坝体填筑设计标准和要求
根据坝料各区的功能,各分区坝料的技术要求如下表:
坝料
Dmax
(mm)
D<5mm
(%)
D<0.1mm
(%)
干密度
(g/cm3)
孔隙率
(%)
渗透系数
(cm/s)
垫层料
80
35~45%
4~7%
≥2.15
<18
1×10-2~5×10-4
过渡料
400
<5%
≥2.13
≤19
1×10-4
主堆石
800
<5%
≥2.10
≤21
/
次堆石
1200
<5%
≥2.05
≤23
/
(2)堆石料爆破碾压试验
大坝填筑前在2#石料场进行2次爆破试验,爆破所得石料,粒径颗份较好,符合设计要求。
在施工中将以下爆破参数控制堆石料开采。
主、次堆石料爆破孔采用梅花型布孔,开挖梯段高宜控制在15m左右,孔距6m,排距4m,炸药单耗0.4kg/m3。
过渡料石料爆破孔采用梅花型布孔,开挖梯段高宜控制在9m左右,孔距4m,排距3m,炸药单耗0.65kg/m3。
利用2#石料场开采的主、次堆石料、过渡料进行碾压试验,同时利用d<80mm人工轧石料和35%天然砂进行垫层料的碾压试验。
根据试验结果确定大坝填筑的施工参数如下表列。
坝料
铺料厚度
(mm)
碾压机具
碾压遍数
(遍)
振动碾
行走速度
(km/n)
洒水量
%
主堆石料
800
YZ26C强碾
8
1.5
10~15
次堆石料
1200
YZ26C强碾
8
1.5
10~15
垫层料(距挤压边墙75mm)
400
YZ26C强碾
6
1.5
4~7
垫层料(距挤压边墙10cm)
400
BOMG-BW75S-2
8
1.5
4~7
过渡料
400
YZ26C强碾
6
1.5
10~15
(3)大坝填筑工艺和质量
大坝填筑采用重型自卸汽车上坝,振动碾振动碾压的常规施工工艺,不同点是在垫层料前加设一道挤压边墙。
挤压边墙施工工艺见下6.1.6节。
垫层料水平宽度3m,分层厚40cm,采用20t自卸汽车上坝直接卸料,用反铲铺平,用YZ26C振动碾弱振碾压6遍,行走速度控制在1.5km/n左右,洒水量控制在6~10%。
垫层区边缘40cm内与周边缝附近采用1t平板振动碾碾压,在周边缝和挤压边墙附近采用小型BOMG-BW75S-2振动碾碾压。
过渡料层水平宽度3m,分层厚40cm采用后退法进料。
主堆石料分层厚80cm,次堆石料分层厚120cm,采用进占法进料。
坝料采用推土机平仓,26t振动碾强振碾压,碾压平行坝轴线方向进行,采用进退错距法,错距25cm,碾压8遍,行走速度1.5km/n,洒水量10~15%。
坝体填筑按照每一分层为一单元进行质量评定。
评定结果如下:
单元工程名称
单元总数
已验单元数
合格率(%)
优良单元数
优良率
质量评定等级
主堆石
147
147
100
120
81.6
次堆石
51
51
100
38
74.5
垫层料
239
239
100
209
81.5
过渡料
239
239
100
213
89.1
(4)大坝填筑质量检测
各料区根据规范要求和规定的频次进行试坑抽验结果如下表。
料区
工程量
m3
设计标准
检测
组数
干密度g/cm3
规范和技术条款规定
的抽验项目和频次
最大值
最小值
平均值
小区料
3500
干密度≥2.15
12
2.2
2.15
2.17
密度、颗粒级配
1次/(1500-3000)m3
孔隙率≤18
12
17.9
16.6
17
垫层料
63252
干密度≥2.15
89
2.25
2.19
2.21
密度、颗粒级配
1次/(1500-3000)m3
孔隙率≤18
89
17.9
15.6
16.6
渗透系数
1×10-2~5×10-4
2
9.3×10-3
7.3×10-3
8.3×10-3
过渡料
83336
干密度≥2.13
18
2.25
2.19
2.21
密度、颗粒级配
1次/(3000-6000)m3
孔隙率≤19
18
18.3
16
17.0
渗透系数
1×10-1
2
4.94×10-2
3.9×10-2
4.42×10
主堆石
1235875
干密度≥2.10
28
2.33
2.15
2.23
密度、颗粒级配
1次/(10000-100000)m3
孔隙率≤21
28
19.1
17
18
次堆石
413624
干密度≥2.05
8
2.15
2.14
2.14
孔隙率≤23
8
21.8
18.2
20.2
6.混凝土挤压边墙施工质量
混凝土挤压边墙设在垫层料前对垫层料进行保护和为面板提供一个平整的支承平台,挤压边墙的混凝土为一种低强度、低弹模,渗透系数接近垫层料渗透系的,坍落度为零的干硬性混凝土,主要技术指标为:
28天抗压强度不超过5MPa且2~4小时的抗压强度不因附近垫层料振动碾压而坍塌;弹模宜控制≤7000MPa;密度2~2.25t/m3,渗透系数1×10-2~5×10-4。
挤压边墙混凝土配合比如下表。
项目
砂率
%
水灰比
W/C
每m3材料用量kg/m3
备注
水
水泥
粉煤灰
河砂
碎石
挤压边墙混凝土
50
1.33
120
50
40
968
968
挤压边墙施工前进行工艺性试验,并按工艺性试验结果组织施工。
挤压边墙混凝土用750L搅拌机拌合,装载机运料,人工铲入挤压机的料斗,用BTY边墙挤压机现场挤压成型。
面板施工前,对挤压边墙外观进行全面检查和挤压边墙脱空检查,挤压边墙成型较好,无明显错台,外观平顺,由于坝体沉陷,局部出现凹陷,但尺寸不大,经设计、监理同意不作处理,直接用面板混凝土充填。
挤压边墙脱空检查挖了4个洞,未发现有脱空现象。
挤压边墙混凝土强度检测结果如下表。
部位
强度
等级
抽样
组数
抗压强度MPa
标准差
MPa
离差系数CV
合格率
%
平均值
最小值
最大值
挤压边墙
C≤5
56
3.5
3.1
3.9
0.18
0.051
100
弹模检测,最大值6068MPa,最小值4097MPa,结果满足小于7000MPa的设计要求。
7.下游砌石护坡施工质量
砌石护坡滞后于次堆石区砌筑,随着坝体升高逐层砌筑,砌石料从次堆石料选取大于50cm的块石。
为保证砌石表面美观,选块石比较平整的一面作为坡面,有突出部份用手锤敲打平。
坡面的平整度主要以测量放点配以大样,样间拉线控制。
下游砌石护坡共9个单元,单元质量评定全部合格,其中优良单元7个,优良率77.6%。
8.钢筋混凝土面板施工质量
大坝钢筋混凝土面板为变厚度结构,自顶部30cm厚向下至底部62cm渐变。
设单层双向钢筋,布设在面板中部,周边缝有加强钢筋。
面板共划分为46块,其中中部受压块17块,宽度12m,两边受拉块29块,宽度6.0m,面板最大斜长163.96m。
混凝土总浇筑量1.5万m3。
面板混凝土的强度等级为C25W10F100。
面板分两期施工,分界线为206m高程,一期面板在2009年3月26日至2009年5月16日施工,共13块,最大滑模长度96.06m。
二期面板在2009年10月10日至2010年1月27日施工,共46块,最大滑模长度67.09m。
(1)面板混凝土原材料及配合比
面板混凝土外来原材料钢筋、水泥、粉煤灰、外加剂等的货源及抽检情况,同趾板混凝土的原材料。
面板混凝土的粗骨料为人工轧制碎石,砂为外购天然砂,抽检情况同趾板混凝土的骨料。
经抽检全部合格,符合规范要求。
面板混凝土采用的配合比如下表。
强度等级
减水剂
水胶比
砂率
%
每m3材料用量kg/m3
水泥
粉煤灰
砂
碎石
DH9
高效
减水剂
水
5-20
20-40
C25W10F100
CSP2
0.37
35
249
112
615
543
663
0.0183
5.31
123
SP-4
0.366
35
254
106
621
540
661
0.0254
6.78
124
(2)面板混凝土施工工艺质量
面板混凝土采用无轨滑模,跳仓浇筑。
混凝土由右坝头拌合站集中拌制,左岸下游拌合站作备用,采用农用车运输,卸入相应面板顶的集料斗,通过溜槽入仓。
钢筋接头采用单面焊接、止水铜片采用专用工具在坝顶连续压制一次成型。
混凝土浇筑出模后利用滑模尾部平台,人工进行二次压光,初凝后用无纺布覆盖并始洒水养护,蓄水前保持面板长流水养护。
面板混凝土浇筑共分59个单元进行单元质量评定,全部合格,其中56个单元优良,优良率95%。
(3)面板混凝土强度检测
面板混凝土抗压强度检测每台班在机口取一组试件,共抽检127组,抗压强度实测值,平均38.5Mpa,最小32.4Mpa,最大42.1Mpa,标准差2.13Mpa。
抗渗检测取样37组,抗冻检测取样11组均大于W10和F100。
各项试验检测结果均符合设计要求。
(4)面板混凝土裂缝及处理
截止2010年3月底,在面板上共检查出16条裂缝,包括在上游粉质粘土铺盖填筑前检查180m高程以下9条裂缝和2010年3月检查出7条裂缝。
16条裂缝性态和分布如下表列。
序号
部位
高程
(m)
裂缝长
(cm)
裂缝宽
(mm)
裂缝深度
(mm)
测区位置
备注
1
左4左侧
169.19
140
0.27 0.29
249 124
裂缝中间
2
左4右侧
169.19
100
0.14 0.24
140
裂缝中间
3
左4右侧
174.37
370
0.26 0.2
241 181
裂缝中间内侧
4
左4右侧
171.83
230
0.26 0.22
222 216
裂缝中间内侧
5
左4右侧
169.35
240
0.14 0.08
114
裂缝中间
6
左4右侧
166.22
505
0.20 0.18
223 127
裂缝中间内侧
7
右2
154.5
105
0.16
138
裂缝中间
8
右2
211.8
1200
0.15
9
右2
207.1
600
0.1
10
右3
216.8
1100
0.15
11
右3
211.7
700
0.17
12
右4
214.4
900
0.1
13
左3
222.8
600
0.1
14
左3
208.8
1200
0.2
15
左6
210.4
900
0.15
16
左8
212.1
700
0.1
根据上表检查记录,现已发现的裂缝数量不算多,前期发现的180m高程以下7条裂缝普遍比较宽,大部分大于0.2mm,深度比较大114~249mm,后期发现210m高程以上的9条裂缝。
目前宽度高小于0.2mm,深度可能还比较小,两期发现的裂缝未见有左右连通的现象。
施工单位采取以下封闭处理办法:
(1)对于缝宽小于0.2mm,,采用表面粘贴SR复合盖板并用扁铁和膨胀螺栓固定压实;
(2)缝宽大于或等于0.2mm的上下游不连通的裂缝宽裂缝,沿缝凿出40(宽)×30(深)mm的V型槽,嵌SR填料,粘贴SR复合盖板,并用扁铁和膨胀螺栓固定压实(3)缝宽大于或等于0.2mm的上下游连通的宽裂缝,沿缝凿出40(宽)×30(深)mm的V型槽,嵌SR填料,粘贴SR复合盖板,并用扁铁和膨胀螺栓固定压实,边缘用封边剂作封边处理。
在上游粉质粘土铺盖填筑已按上述办法封闭处理的180m高程以下7条裂缝、在下闸蓄水前处理完工已发现的其他裂缝。
上述处理办法尚属可行,但必须确保SR盖板粘贴牢固,侧面也需封闭。
180m高程以上的裂缝可能还在发展,表面无用于裂缝自愈的粉质粘土覆盖,更需注意封闭质量。
9.面板接缝止水施工质量
面板接缝包括面板块间的A(张性)、B(压性)型垂直缝,面板与趾板接合的C型周边缝,靠C型周
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