大坝基础缺陷问题的设计与施工研究 本文关键词：大坝，缺陷，施工，基础，研究
大坝基础缺陷问题的设计与施工研究 本文简介：摘要：构皮滩水电站位于贵州省余庆县构皮滩镇上游1.5km的乌江上,构皮滩水电站属I等工程,由大坝、泄洪建筑物、电站厂房等组成。拦河大坝为混凝土双曲拱坝,坝顶高程640.50m,河床建基面高程410.00m,最大坝高230.5m。大坝坝基存在溶洞、探洞等缺陷,大坝混凝土浇筑前进行处理完成。 关键词：
大坝基础缺陷问题的设计与施工研究 本文内容：
摘要：构皮滩水电站位于贵州省余庆县构皮滩镇上游1.5km的乌江上, 构皮滩水电站属I等工程, 由大坝、泄洪建筑物、电站厂房等组成。拦河大坝为混凝土双曲拱坝, 坝顶高程640.50m, 河床建基面高程410.00m, 最大坝高230.5m。大坝坝基存在溶洞、探洞等缺陷, 大坝混凝土浇筑前进行处理完成。
关键词：坝基设计; 坝基缺陷; 大坝施工;
1 设计依据
(1) 《关于提交构皮滩水电站大坝坝基层间错动等地质缺陷深层处理施工技术要求》。
(2) 国家及水利部现行标准和规程规范。
《水工混凝土施工规范》 (DL/T5144-2001) 、《混凝土拱坝设计设计规范 (试行) 》 (SD145-85) 、《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》 (DL/T5148-2001) 。
2 设计指标
2.1 混凝土设计指标
回填混凝土设计标号为C20, 抗渗标号为W8, 抗冻标号为F100, 限制最大水胶比0.55, 28d极限拉伸值不小于0.85×10-4。
2.2 混凝土原材料设计指标
(1) 胶凝材料回填混凝土胶凝材料采用PO42.5的热中水泥, 水泥质量符合国标“GB200-2003”中的各项指标要求。可掺入20%质量良好的粉煤灰。
(2) 砂石骨料回填混凝土骨料选用二级配的人工生产砂石骨料, 由于采用泵送, 骨料超径严格控制, 碎石最大粒径不超过输送管管径的1/3。
(3) 外加剂混凝土中可掺入适量符合有关规定的具有减水、缓凝、引气效果的复合型高效外加剂, 可掺入适量膨胀剂。
(4) 拌和用水必须新鲜、洁净、无污染, 符合饮用水标准。
3 混凝土置换、回填施工
3.1 勘探平洞、置换洞井及施工支洞混凝土回填
勘探平洞及置换洞井混凝土回填采用洞室之间平行作业, 洞室内分段回填, 分段长度及段数见表1。
表1 勘探平洞及置换洞井分段 下载原表
表1 勘探平洞及置换洞井分段
3.1.1 模板安装
置换洞井、勘探平洞和施工支洞采用钢模板拼装, 钢管排架支撑。按《水工混凝土施工规范》 (DL/5144-2001) 的有关规定施工。
3.1.2 铺筑砂浆
在泵送混凝土之前, 应先在输送管内通水泥砂浆, 浸润输送管。在基岩面先均匀铺上2～3cm水泥砂浆, 一次铺设的砂浆水灰比应与混凝土浇筑强度相适应。
3.1.3 混凝土回填振捣
勘探平洞及置换洞井都采用自下而上, 由里向外进行回填, 用泵送混凝土入仓, 人工平仓振捣, 入仓混凝土应随浇、随平仓、随振捣。每层铺料厚度为30～50cm, 用插入式振捣器振捣密实。
3.1.4 预埋管
在混凝土浇筑时预埋各灌浆管, 预埋时管件位置要找准确。
3.1.5 模板的拆除
混凝土浇筑封仓后, 拆模时间应按设计要求及有关规范执行。在混凝土强度达到5MPa, 且混凝土强度达到表面及棱角不因拆模而损坏时, 方可拆模。采用人工由上至下进行拆模。
3.1.6 混凝土养护
各洞混凝土浇筑完成后12-18h开始喷洒水养护, 保证混凝土的湿度大于90%, 养护时间不小于14d。
3.2 溶洞混凝土回填
溶洞进行分层回填, 分层厚度为3～4m, 根据溶洞规模确定分层厚度, 用泵送混凝土直接入仓, 人工平仓振捣, 入仓混凝土应随浇、随平仓、随振捣。每层铺料厚度为30～50cm, 用插入式振捣器振捣密实。
在泵送混凝土之前, 应先在输送管内通水泥砂浆, 浸润输送管。在基岩面先均匀铺上2～3cm水泥砂浆, 一次铺设的砂浆水灰比应与混凝土浇筑强度相适应。
各浇筑层的结合面, 用人工打毛或高压水冲毛, 微露石子, 再用水冲洗干净。为了便于将施工弃水排除, 再每浇筑层面预留一积水坑 (长×宽×高=1.0×0.5×0.3m) , 将施工弃水引入积水坑后, 用3kW潜水泵抽排出洞外。
4 灌浆施工
4.1 制浆
4.1.1 制浆材料的称量
制浆材料必须称量, 水泥等固相材料应采用重量称量法, 称量仪器要经过校正合格后方能使用。
4.1.2 浆液搅拌
各类浆液必须搅拌均匀, 测定浆液密度和粘滞度等参数, 并作好记录。
纯水泥浆液的搅拌时间:使用普通搅拌机时, 应不少于3min, 使用高速搅拌机应不小于30s。浆液在使用前应过筛, 从开始制备至用完的时间宜小于4h。
拌制细水泥浆液和稳定浆液, 应加入减水剂和采用转速大于1200r/min高速搅拌机, 搅拌时间通过实验确定。细水泥浆液的搅拌, 从制备后宜在2h内用完。
4.1.3 浆液水灰比
灌浆的浆液水灰比为0.5:1, 浆液中加膨胀剂铝粉, 其掺量为水泥用量的0.1‰。空隙大的部位应灌注水泥砂浆, 掺砂量不得大于水泥重量的200%。
4.2 钻孔
4.2.1 孔位布置
每个灌区灌浆系统由进浆主管 (准40) 、进浆支管、排气主管 (准25) 及止浆带组成, 在各洞型的顶拱范围内布孔, 梅花型布置两排, 孔距1m。在混凝土浇筑时预埋, 进浆主管和排气管布置在较高部位, 距离岩面3cm左右。管道采用改性聚炳烯硬质塑料管, 管路系统耐压值不低于0.6MPa、三通、弯头等采用厂方标准件;止浆带采用654型塑料止水片。
4.2.2 钻孔
采用手风钻钻孔, 从预埋管内钻孔进入基岩, 主进浆口和排气孔深入基岩50cm, 其余深入基岩10cm, 同时测记混凝土厚度和空腔尺寸。
4.3 灌浆
灌浆分区引管进行, 每2～4个混凝土浇筑段为一灌区, 灌区长度控制在15～20m。各灌区分序加密进行灌浆, 待灌浆分区内的Ⅰ序孔全部开孔后才开始灌浆, 从较低的部位向较高的部位推近, 先灌Ⅰ序孔, 再灌Ⅱ序孔, Ⅰ序孔结束后, 至少2d以上才能开始灌注Ⅱ序孔。
灌浆压为控制在0.3～0.4MPa (排气管口压力) , 对于局部围岩破碎的部位按监理工程师的指示, 适当提高灌浆压力。
灌浆时间, 在灌浆区内最后一段混凝土龄期大于5-7d后才能进行灌浆。
4.4 结束标准和封孔
4.4.1 结束标准
当回浆管排除0.5:1的浓浆、且达到设计压力值, 停止吸浆时, 持续20min, 灌浆即可结束。若回浆管出浆不畅或灌浆过程中被阻塞, 在顺灌结束后, 立即对排气管进行倒灌, 结束标准同上。
4.4.2 封孔
当灌浆作业结束后, 排除孔内积水和污物, 采用水泥砂浆将钻孔封填密实, 孔口压抹齐平。
5 结束语
针对大坝基础存在的缺陷, 对其中的溶洞裂隙、勘探洞进行开挖, 混凝土置换, 灌浆加固处理。坝基的整体性、稳定性得到提高, 满足大坝基础承载力及变形稳定要求。通过运行期监测, 坝基缺陷处理达到设计要求。
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