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所屬欄目:水力論文 發布日期:2010-12-11 08:40 熱度:
摘要:隨著經濟的不斷發展,科學家對工程大壩中的一些方法、技術進行了革新和優化,不僅達到設計施工中的工程要求,還節省了資金,有效提高了工作效率。
關鍵詞:大壩施工,新方法,新技術
隨著世界經濟的快速發展,能源問題日益突出,隨著不可再生能源的不斷消耗,科學家正在不斷尋找新的能源,水能就是其中的一種,且為可再生的二次能源,發展前景巨大。大壩就是將水能轉化為電能的構筑物,大壩建造過程十分復雜,需要多方面的技術。
1大壩施工的新技術
1.1混凝土原材料及配合比優化
混凝土原材料采用具有微膨脹性能的中熱525#硅酸鹽水泥;選用品質優良的高效減水劑;在混凝土中將Ⅰ級粉煤灰作為功能材料摻用;采用縮小水膠比加大粉煤灰摻量的技術路線;限制原材料的堿含量和混凝土總堿量,滿足了三峽混凝土耐久性的特殊要求。混凝土配合比先進。用花崗巖人工骨料的大壩四級配混凝土在塔帶機為主的運輸澆筑方式情況下,其用水量僅為90kg/m3左右,并能滿足高性能大壩混凝土的要求。
1.1.1變態混凝土的運用
變態混凝土是我國創造的碾壓混凝土細部結構施工新技術,并于1989年在巖灘碾壓混凝土圍堰施工中首次應用。變態混凝土的機理是:在碾壓混凝土攤鋪表面上噴灑水泥漿,使該處的碾壓混凝土變成具有坍落度的常態混凝土,用插入式振搗器振搗,使之密實,主要用于貼近模板等不便于碾壓的部位。在江埡大壩施工中,設計允許變態混凝土的應用范圍是“模板、電梯井、埋設件等周邊混凝土”。
用變態混凝土取代常態混凝土的好處:(1)拌和樓不必變換混凝土品種,可提高拌和樓的生產率;(2)不必另外安排運輸工具,可提高運輸生產率;(3)用變態混凝土代替常態混凝土,能做到全面同步上升,脫模后可獲得混凝土表面光潔的效果,保證了施工質量,簡化了施工工藝,減免了施工干擾,加快了碾壓混凝土施工速度。1998年江埡大壩的外國咨詢專家Forbes先生將變態混凝土技術引進到澳大利亞的Cadiangullong大壩上,這是國外首次應用我國創造的變態混凝土技術。
1.1.2瀝青混凝土的應用
瀝青混凝土具有良好的抗滲性能和優異的變形能力,在水利水電工程中越來越多的用于土石壩、渠道、運河、蓄能電站上下水庫等的防滲體,有著良好的應用前景。因此,瀝青混凝土防滲技術應用于大型水工建筑物,是近20年發展起來的新技術,碾壓式瀝青混凝土心墻高土石壩的設計和施工經驗在國內尚比較缺乏,但在三峽大壩的建造當中運用了此技術,
1.2土石方施工新技術
1.2.1基坑開挖快速施工
在減少基坑排水影響、優化保護層開挖、盡量多布置工作面和提高各個工作面的施工強度等原則下,采用了快速施工方法:①結合基坑一次性排水,采用泥漿泵抽吸葛洲壩工程蓄水后淤積的粉細砂,減少陸上開挖工程量;②利用一期縱向土石圍堰作臨時擋水埂,減少基坑積水水位的影響,在基坑抽水前和抽水過程中進行18-23號泄洪壩段基礎開挖;③合理布置施工道路,形成多臺階、多工作面同時進行開挖作業,提高土石方開挖強度;④合理使用鉆爆設備,獲得較好的爆破效果,提高挖掘設備的效率;⑤采用水平預裂的施工方法加快保護層開挖施工進度;⑥采用機械為主、人工為輔的施工方法進行清基交面,提高清基交面的速度。
1.2.2大規模水平預裂技術
三峽工程二期基坑開挖具有鉆爆規模大,開挖強度高,地質條件復雜,建基面開挖質量要求高的特點,采用傳統的保護層分層爆破開挖法已不能滿足建基面基礎開挖工期和質量要求。因此,三峽二期主體工程建基面保護層開挖大規模采用了水平預裂爆破輔以垂直淺孔梯段爆破法。
1.3全過程綜合溫控技術
在廣泛分析國內外工程已采取單項或多項溫控措施現狀的基礎上,實施全過程、全方位、高標準、大容量的綜合溫控技術,以確保混凝土施工質量。尤其是高溫季節塔帶機快速高強度澆筑壩體約束區混凝土,在國內外為首次,沒有可借鑒的施工經驗及有關計算分析方法確定混凝土運輸過程中溫度回升率。對此,建立新的計算模型采用差分法求解,解決了混凝土溫度回升計算的難題。三峽工程各建筑物孔洞多,結構復雜,混凝土溫控防裂難度大,更增加了研究的難度。壩區氣溫驟降頻繁,混凝土表面防裂難度大。所采用的大柱狀塊溫差標準及綜合溫控防裂措施的規模和難度,均超過國內外其它己建和在建工程的水平。
1.4金屬結構安裝新技術
1.4.1壓力鋼管全位置自動焊接技術
在吸取了國外同類焊機成功經驗的基礎上,針對水電站壓力鋼管現場施工特點,葛洲壩集團自行研制了全位置自動焊機,成功開發了焊槍擺幅自適應坡口寬度和自動跟蹤等重要功能。焊機整體設計合理、工作穩定可靠、結構緊湊輕便。例如在三峽二期工程11-14號壓力鋼管縱縫焊接施工中成功應用了全位置自動化焊接技術。該工藝焊縫外觀成型整齊美觀,無損檢測一次合格率達到99%以上,焊接質量明顯優于傳統的手工電弧焊。
1.4.2永久船閘人字門安裝技術
人字門安裝在底樞、枕座埋件安裝及二期混凝土澆筑后進行,葛洲壩集團在施工過程中成功解決了背拉桿張拉、支墊塊安裝、門葉徑向跳動調節、氣溫對安裝影響等技術難題。這一安裝實踐,為我國人字閘門設計及安裝提供了豐富的參考資料和寶貴經驗。
1.5模板技術
快速立模是混凝土快速施工得以實現的關鍵所在,大壩混凝土施工根據不同部位的特點選取了相應的模板,如三峽工程大壩混凝土澆筑主要采用多卡模板。多卡模板是一種三角形背支撐結構的大型懸臂模板,具有零配件標準化,組裝、運輸方便快捷,配合倉面吊使用立模、拆模快速等優點。在三峽大壩壩體上下游面、壩體內部縱橫縫及大部分泄水孔表面主要采用多卡模板,同時還把多卡模板支撐系統與三夾裝飾板、木膠合板、竹膠面板、保麗板及芬蘭板結合應用于進水口曲面、泄水孔表面和攔污柵表面等特殊部位;在豎井、孔洞等部位使用自主設計制造的整體提升模板、異型大模板、定型模板等;在過流面混凝土澆筑中使用自主研制的專利產品“混凝土橋式振動抹平機”。先進的模板技術不僅提高了工效、降低了工人勞動強度、改善了作業環境,而且保證了混凝土澆筑的外觀質量;另外,在孔洞部位使用了自行設計制造的異型大模板、定型模板;在過流面混凝土澆筑中,使用自行研發制造的專利產品“橋式混凝土振動抹平機”。先進的模板技術不但提高了工效、降低了工人勞動強度、改善了作業環境,還使混凝土澆筑的外觀質量有了保障。
1.6大壩施工的截流
國內外水利水電工程河道截流方法可歸納為兩類,戧堤法截流、無戧堤法截流。河道截流應用最多的是戧堤截流,戧堤法可歸納為立堵和平堵兩種截流方式。進入20世紀70年代以來,隨著大型土石方施工機械的發展,大流量河道截流方法擴展很快,雙戧堤截流、寬戧堤截流、三戧堤截流等截流方法的成功使用,使截流流量突破10000.0m3/s,落差超過8.0m。
1.6.1大河大江截流技術
大河大江截流是水利工程施工中的關鍵項目,有一定風險,需周密計劃、充分準備,要有足夠的拋投強度和現場統一指揮。中國至今為止截流規模最大的是長江葛洲壩水利樞紐于1981年1月進行的大江截流,截流流量4800m3/s,最大落差3.23m,最大流速7m/s,日最大拋投強度7.2萬m3,截流歷時36小時23分。
通過對截流施工程序的優化,提出了滿足設計通航要求的最佳施工方案,保證了大江截流期間長江航運的正常暢通。三峽工程大江截流成功,表明我國深水截流技術已達到國際先進水平,其中深動水中平拋墊底,堤頭坍塌機理研究,以及截流過程中確保航運通暢等主要試驗研究成果已達到國際領先水平。大江截流施工在許多方面反映了當今世界上截流施工的最高水平,為以后水利水電站大壩截流提供寶貴的經驗和技術。
國內外水利水電大流量截流參數表
2結語
水力工程大壩的建設不僅耗資巨大,而且可能會破壞當地的生態環境,因此在大壩施工當中,運用一些新技術,新的工藝,不僅能節省施工本身的造價,而且通過實驗、施工積累經驗,并提高施工過程的工作效率;可能避免生態環境的破壞,其意義非常重大。
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文章標題:淺談工程大壩施工新技術
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