浅谈浆砌石重力拱坝砌石施工技术

  摘要:本文以陕西省重点工程----洋县卡房子水利枢纽浆砌石重力拱坝施工为原型,简要阐述了砌石施工的关键技术与质量评定,希望对同类工程有一定的参考价值。

  关键词:浆砌石,施工技术,方案,工艺,建议

  1工程概况

  洋县卡房子水库工程是一项以灌溉为主,兼有发电、水产养殖、人畜饮水等综合效益的中型三等水利工程;水库以上控制流域面积310k㎡,坝址位于秦岭南麓腹地、汉江支流酉水河上游;多年平均降水量1016.6mm,平均气温14.5℃,极端最高气温38.7℃,极端最低气温-10.1℃;工程由浆砌石重力拱坝(溢流段和非溢流段)、泄洪底孔、输水洞和发电洞、发电厂房等构成;坝址基岩为中生代燕山期侵入花岗岩,细粒结构;局部夹有石英云母片岩及混杂花岗岩;坝址内有一定规模的断层F3和F4,F3为横空两岸坝肩的陡倾角张性断层,F4在右岸坝肩出露沿河床拐至左坝肩上游侧,为中倾角张性断层;建成后可灌溉面积15.8万亩,坝后引水发电装机12000KW;最大坝高76m(为国内同类型坝高之最),坝顶最大中心角105°,坝顶长310.62m,最大坝底宽33.3m,设计库容2755万立方。

  2浆砌石施工技术

  2.1工程主体简介

  大坝枢纽主体----浆砌石重力拱坝分为11个坝段;其中7、8、9坝段为溢流段,溢流堰顶部设6孔平板闸门及工作桥;其余坝段为非溢流坝段,坝顶宽5m;主体浆砌石总量为266521.9立方,防渗面板混凝土量为78515.2立方;坝体内设灌浆排水廊道及观测交通廊道,并设泄洪底孔和发电输水洞等构造物。

  2.2施工方案

  大坝砌筑施工方案为:根据施工技术规范,在垫层混凝土上,以坝段为独立施工面进行砌筑;块石砌筑及料石砌筑的先后顺序根据所在施工面进行合理确定(块石、料石的质量和形状要求后面有具体说明);对有建筑物部位,预留出相应的工作面;建筑物上方需要砌筑部位,等混凝土达到一定龄期后,再进行砌石。

  2.3砌筑程序

  坝体砌石分为料石和块石砌筑两部分:料石为砂浆砌石,块石为细石混凝土砌石;通常先砌筑坝前和左右坝缝及坝内建筑物周边的料石,后砌筑块石,然后是坝后料石。

  2.4砌筑方法

  砌筑采用铺浆法:即先铺浆,后摆放石料;一次连续砌筑3层,总体高度以1.2—1.3米为宜,一般不超过1.5米;每层留阶梯状水平施工缝,施工缝宽度为1米;每个坝段分块分层砌筑,从而提高施工效率(见下图)  

  2.4.1料石砌筑

  料石要求长50cm,宽25cm以上,高30cm;坝前、左右坝缝及坝段内建筑物周边、坝后料石砌筑,要求“丁”石错缝,按照坝下游面设计坡度,用坡尺挂设立线,每4米一条,然后挂好水平线,再与相邻的1.5-2m宽度的块石砌筑同时进行。

  2.4.2块石砌筑

  块石要求厚度大于20cm,坡度均匀,至少有两个基本平行面,单块重30—150kg;坝段内实行分块分层砌筑;分块的大小由细石混凝土初凝时间及现场劳动力的效率决定;分块面积通常为20—30平方,分块劳力以10—15人为宜。

  2.5砌筑工艺

  坝体浆砌石工艺如下:基础(层面凿毛)处理----铺浆----振捣----安放石料----竖缝灌浆----振捣----竖缝灌浆----振捣----养护----质检

  2.5.1基础层面处理

  在垫层混凝土或原砌石层面上,先清除石渣或杂物,开始人工凿毛,再用高压水枪冲洗干净;监理验收合格后,进入下一道程序。

  2.5.2铺浆

  块石铺浆用细石混凝土,厚度8----10cm,面积比石料安放超宽1m左右,铺匀后用振捣器振捣密实;料石铺浆使用纯砂浆材料,厚度1.5----2cm。

  2.5.3石料安放

  把冲洗干净、湿润的石料安放在浆面上;块石要大面朝下,竖向缝宽8----10cm;料石竖向缝宽2----3cm。

  2.5.4竖缝灌浆

  块石缝隙先用细石混凝土填入一半高度,用插入式振捣器沿缝振捣密实,然后填嵌小块石,再用细石混凝土填满缝隙,用灰刀或钢筋棒插捣密实或采用振捣器振捣;料石由于缝隙较小,砂浆填入保证密实即可。

  2.5.5养护

  对已经砌好的实体,在胶结材料初凝后,进行洒水养护,同时覆盖草帘等保护表面湿润;养护根据季节和环境,周期为7----21天。

  2.5.6质检

  质量检测常用的方法有:使用压水试验,检测其密实度、吸水率等;提取试件检测密实度、抗压强度等等。

  3质量控制

  3.1石料控制

  砌筑石料在运至工作面前,必须岩面新鲜清洁,并规格合乎规范要求,块石还得敲除软弱边角。

  3.2胶结材料合乎规范

  胶结材料(主要是砂浆和细石混凝土)必须拌合均匀,砂浆的坍落度控制在4----6cm范围内,细石混凝土的坍落度控制在5----8cm范围内;同时为了提高胶结性能,满足筑体防渗、抗裂、抗冻等技术要求,必须适量添加引气剂、减水剂、粉煤灰等外加剂。

  3.3砌筑合乎规定

  砌筑面要求平整、稳定、密实、错缝、严禁扰动等。

  平整即在同一整体层面,相邻块石均匀,安放基本水平;

  稳定即安放过程振动敲击石块,使其自身平稳;

  密实即缝隙填料饱满密实,严禁石块直接接触;

  错缝即相邻石块要错缝砌筑,不允许有径向通缝;一个层面与一个层面之间,最后形成梯装台阶,台阶宽度30cm左右;

  严禁扰动即胶结材料初凝未达到强度要求时(2.5mp),严禁扰动;强度未达到7.5mp以前,运输车辆等严禁在砌体面上通行等。

  4结束语

  浆砌石重力拱坝一般坝址位置狭窄,坝肩陡峭,人力建设周期很长;加之大坝主体工程工序繁多,检测琐细;需求石料体积大、重量大;需求人工劳动力巨大;而且人力物力需求频率很高;因此,应努力把握施工关键技术,合理确定施工方案,正确配置、协调现场施工资源,高效安全生产,积极有效的缩短建设周期,使其尽早发挥经济与社会效益。

  参考文献

  中国电力出版社《水工混凝土施工规范》

  中国电力出版社《水利水电工程施工手册》