一种水利水电工程中大坝的施工方法技术

本发明专利技术公开了一种水利水电工程中大坝的施工方法，堆石坝包括上游铺盖区、面板层、垫层、过渡层以及堆石区；面板堆石坝的施工方法包括清理坝肩和基坑、浇筑混凝土形成上游铺盖区和基座，在基座上浇筑堆石区，堆石区由多层碾压混凝土重复浇筑碾压形成；在堆石区上从上游至下游依次填筑面板层、垫层和过渡层。本发明专利技术的面板堆石坝过程中所需石料可以直接从坝基或者坝肩开挖筛选得到，能够因地制宜的取材，节约成本，减少运输能耗，更加环保节能。

A construction method of dam in water conservancy and Hydropower Engineering

【技术实现步骤摘要】
一种水利水电工程中大坝的施工方法
本专利技术涉及工程施工
，具体涉及到一种水利水电工程中大坝的施工方法。
技术介绍
水利水电工程中，大坝主体是重要的施工项目之一。大坝可分为混凝土坝和土石坝两大类；混凝土坝泛指用混凝土浇筑(或碾压)或用预制混凝土块装配而成的坝，土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、碾压等方法堆筑成的挡水坝，当大坝材料以土和砂砾为主时，称土坝、以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝。现有技术中水利水电大坝的主体通常采用大坝施工方法进行建设。1993年，希腊建成世界第一座胶凝砂砾石坝Marathia坝，而这种新型的筑坝技术自20世纪90年代以来在日本得到了快速的发展。这项技术的核心内容是：利用当地天然砂石料中加入适量的水泥直接用于筑坝。这项筑坝技术带来的显著效果是：大幅度降低筑坝成本，环保，施工高效快速。大坝主要由三部分组成：防渗面板、防渗接地结构和堆石坝体。防渗面板是堆石坝的防渗部件，面板通过周边缝与防渗接地结构连接。防渗接地结构主要控制地基和两岸坝基的渗流，减少渗水量。堆石坝体是大坝的主要构件，也是面板的支撑结构，并要安全排泄面板及其接缝的漏水。大坝的施工周期根据工程量而定，一般情况下，现有的水利水电工程中的大坝的高度大多在100米以上，甚至可达300米高度。大坝的单层混凝土的浇筑厚度一般在1米以下，因此在大坝的施工过程中，往往需要一层一层的浇筑碾压混凝土，重复浇筑施工才能够达到所需高度。例如在CN2016102565528的中国专利技术专利申请中，其公开了一种适用水利水电工程的超高堆石坝结构，堆石坝包括碾压块石混凝土底座、堆石坝体和混凝土防渗面板，碾压块石混凝土底座是由多层碾压块石混凝土层通过振动碾压形成的高度为90m-110m的底座，每层碾压块石混凝土层是由下层混凝土、中层块石和上层混凝土通过振动碾压形成，每层碾压块石混凝土层的下层混凝土采用二级配混凝土，混凝土坍落度在70mm～150mm，下层混凝土的砂石料采用施工现场挖的直径为0～5mm、5～20mm、20～40mm的砂石料；上层混凝土采用一级配碾压混凝土，混凝土VC值在1s～5s，上层混凝土的砂石料采用施工现场挖的直径为0～5mm和5～20mm的砂石料；中层块石为施工现场挖的直径为40mm以上的块石或卵石；混凝土防渗面板是在堆砌好的碾压块石混凝土底座与堆石坝体上游采用混凝土浇筑形成的防渗面板。从上述专利技术专利公开的内容可以看出，其底座高度达到100米左右，也是通过多层碾压块石混凝土层通过振动碾压形成的。碾压混凝土是大坝的主要浇筑材料，其碾压混凝土的材料组分、施工工艺等会影响堆石坝主体的结构和性能。例如专利CN108439867A公开了一种采用无缝面板的堆石坝，包括无缝面板，无缝面板由水泥、细砂、二级粉煤灰、聚乙烯醇纤维、防水乳液和减水剂制成，其中每立方米的无缝面板含有550～560kg水泥，460～550kg细砂，650～690kg二级粉煤灰，24～28kg聚乙烯醇纤维，10～12kg防水乳液和20～24kg减水剂。专利CN103253898B公开了一种制备用于大坝的碾压混凝土的方法，其中公开了碾压混凝土的各组分的重量份额分别为：水60份、水泥55份、粉煤灰70份、破碎后的成品河砂500份、粗骨料1400份、缓凝高效减水剂0.876份以及引气剂0.02份；粗骨料包括以下重量比重的组分为小石：中石：大石＝30:40:30。从现有技术中可以看出，大坝往往采用碾压混凝土经过多层重复浇筑施工方法，在施工过程中由于层与层之间的碾压混凝土需要在达到初凝之前进行浇筑，否则如果下层碾压混凝土凝结后再浇筑上层碾压混凝土，将会出现分层现象，使得层间的结合力下降，造成严重的质量问题。为了解决上述问题，现有技术中往往在混凝土中加入适量的缓凝剂，水泥缓凝剂是一种能推迟水泥水化反应，从而延长混凝土的凝结时间，使新拌混凝土较长时间保持塑性，方便浇注，提高施工效率，同时对混凝土后期各项性能不会造成不良影响的外加剂。缓凝剂种类很多，常用的主要有：木质素磺酸盐及其衍生物、低分子量纤维素及其衍生物、羟基羧酸(盐)、有机膦酸(盐)、硼酸(盐)、复合物等。同时为了减少水分的使用，一般在混凝土中还加入了减水剂，减水剂与缓凝剂的复配是常用的技术手段。但是不同的减水剂与缓凝剂复配后对混凝土的性能影响是不相同的，并且当缓凝剂的掺量不同时，对混凝土造成的影响也不相同。例如，缓凝剂对混凝土的耐久性有一定的影响，缓凝剂与聚羧酸系高效减水剂组成复合剂时，对混凝土的抗氯离子渗透性有一定影响。有文献报道，聚羧酸系高效减水剂与不同种类的缓凝剂组合时，氯离子的扩散系数不同，抗渗透性能不同；此外，缓凝剂的掺量不同，同样也会有不同的抗渗透能力，并且在大多数情况下，缓凝剂的用量提高后，抗渗透能力降低，例如。羧酸系高效减水剂与三聚磷酸钠复配时，在0.25％掺量时具有良好的抗渗透能力，在0.45％掺量时抗渗透能力严重下降。抗渗透能力是衡量堆石坝主体耐久性的重要指标之一，当坝体的抗渗透能力降低时，意味着大坝更容易被上游水体浸润，容易使得大坝内部结构强度降低。由于混凝土施工前期水分未干燥，抗渗透能力主要是检测建成后大坝的抗渗透能力。因此，在缓凝剂的合理掺量范围内，如何选用合适的缓凝剂与聚羧酸系高效减水剂组合，可以显著降低混凝土氯离子扩散系数，大大提高其抗渗透性能，同时缓凝剂的剂量不会对抗渗透性能造成影响，是现有技术中需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水利水电工程中大坝的施工方法，在混凝土中加入适当掺量的缓凝剂和减水剂，能够通过缓凝剂和减水剂的复配延长初凝时间，降低混凝土氯离子扩散系数，获得更好的抗渗透性能。同时可以实现在缓凝剂的掺量范围内，缓凝剂的用量对抗渗透性能不造成负面影响。为达上述目的，本专利技术的一个实施例中提供了一种水利水电工程中大坝的施工方法，堆石坝包括上游铺盖区、面板层、垫层、过渡层以及堆石区；大坝的施工方法包括以下步骤：A、清理坝肩和基坑，根据导流渡汛要求，截流前先开挖两岸坝肩部分，截流后开挖河床基坑部分；移出坝肩的覆盖层、基坑的软质土层，清除积水和杂物；将清理、爆破、开挖得到的土方移至渣场筛选出石料；B、在基坑内布置钢筋，浇筑混凝土形成上游铺盖区；在基坑内浇筑富浆胶凝砂砾石混凝土形成基座，并在基座与上游铺盖区之间设置防渗层结构进行防渗处理；C、在基座上浇筑堆石区，堆石区由多层碾压混凝土重复浇筑碾压形成；碾压混凝土的浇筑方法为：C1：首先浇筑下层碾压混凝土并找平，并在下层碾压混凝土初凝之前浇筑上层碾压混凝土；下层碾压混凝土的厚度为20cm～25cm，上层碾压混凝土的厚度为30cm～35cm；上层碾压混凝土浇筑完毕后找平，并在初凝前使用振动碾进行碾压至表面均匀泛浆；重复C1步骤至堆石区的高度达到设计高度；D、在堆石区上从上游至下游依次填筑面板层、垫层和过渡层。本专利技术优化方案之一，富浆胶凝砂砾石混凝土包括水100份～150份、水泥100份～150份、粉煤灰80～150本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水利水电工程中大坝的施工方法，所述堆石坝包括上游铺盖区、面板层、垫层、过渡层以及堆石区；其特征在于，所述大坝的施工方法包括以下步骤：/nA、清理坝肩和基坑，根据导流渡汛要求，截流前先开挖两岸坝肩部分，截流后开挖河床基坑部分；移出坝肩的覆盖层、基坑的软质土层，清除积水和杂物；将清理、爆破、开挖得到的土方移至渣场筛选出石料；/nB、在基坑内布置钢筋，浇筑混凝土形成上游铺盖区；在基坑内浇筑富浆胶凝砂砾石混凝土形成基座，并在基座与上游铺盖区之间设置防渗层结构进行防渗处理；/nC、在基座上浇筑堆石区，堆石区由多层碾压混凝土重复浇筑碾压形成；所述碾压混凝土的浇筑方法为：/nC1：首先浇筑下层碾压混凝土并找平，并在下层碾压混凝土初凝之前浇筑上层碾压混凝土；所述下层碾压混凝土的厚度为20cm～25cm，上层碾压混凝土的厚度为30cm～35cm；上层碾压混凝土浇筑完毕后找平，并在初凝前使用振动碾进行碾压至表面均匀泛浆；重复C1步骤至堆石区的高度达到设计高度；/nD、在堆石区上从上游至下游依次填筑面板层、垫层和过渡层。/n

【技术特征摘要】
20190320 CN 20191021490701.一种水利水电工程中大坝的施工方法，所述堆石坝包括上游铺盖区、面板层、垫层、过渡层以及堆石区；其特征在于，所述大坝的施工方法包括以下步骤：
A、清理坝肩和基坑，根据导流渡汛要求，截流前先开挖两岸坝肩部分，截流后开挖河床基坑部分；移出坝肩的覆盖层、基坑的软质土层，清除积水和杂物；将清理、爆破、开挖得到的土方移至渣场筛选出石料；
B、在基坑内布置钢筋，浇筑混凝土形成上游铺盖区；在基坑内浇筑富浆胶凝砂砾石混凝土形成基座，并在基座与上游铺盖区之间设置防渗层结构进行防渗处理；
C、在基座上浇筑堆石区，堆石区由多层碾压混凝土重复浇筑碾压形成；所述碾压混凝土的浇筑方法为：
C1：首先浇筑下层碾压混凝土并找平，并在下层碾压混凝土初凝之前浇筑上层碾压混凝土；所述下层碾压混凝土的厚度为20cm～25cm，上层碾压混凝土的厚度为30cm～35cm；上层碾压混凝土浇筑完毕后找平，并在初凝前使用振动碾进行碾压至表面均匀泛浆；重复C1步骤至堆石区的高度达到设计高度；
D、在堆石区上从上游至下游依次填筑面板层、垫层和过渡层。


2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述富浆胶凝砂砾石混凝土包括水100份～150份、水泥100份～150份、粉煤灰80～150份、砂800份～1200份、砾石1000份～1500份，骨料粒径为10cm～20cm。


3.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述振动碾的振动压力为300KN～500KN；行走速度为1km/h～2km/h。


4.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述富浆胶凝砂砾石混凝土的强度为C20～C25。


5.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述下层碾压混凝土包括
水100份；水泥70份～80份；二级粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓波，
申请(专利权)人：四川能投建工集团水利水电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51