一种高混凝土重力坝混合筑坝方法及一种高混凝土重力坝

摘要

本发明涉及一种高度超过70米的高混凝土重力坝混合筑坝方法及高混凝土重力坝，对部分必须采用常态混凝土浇注的坝块采用常态混凝土进行浇注，而对其余不是必须采用常态混凝土浇筑、而且需加快施工进度的坝块采用碾压混凝土进行浇注；对坝块间的纵缝利用常规灌浆系统进行灌浆；利用重复灌浆系统对再次张开的纵缝进行多次灌浆。采用该筑坝方法筑成的高混凝土重力坝，部分坝块为常态混凝土浇筑的常态混凝土坝块，而其余坝块为碾压混凝土浇筑的碾压混凝土坝块。本发明将部分坝块调整为碾压混凝土坝，满足了加快施工进度的现场要求；本发明采取的缝面灌浆处理措施，消除了由于各坝块采用的混凝土性能不同，水化热不同步导致的坝块之间纵缝张开的风险。

说明书

技术领域

本发明涉及一种高度超过70米的高混凝土重力坝混合筑坝方法及由该中混合筑坝方法筑成的高混凝土重力坝。

背景技术

混凝土重力坝一般分为常态混凝土坝、碾压混凝土坝。

一般情况下，坝高较小的常态混凝土坝，大坝底宽较小，坝体温度应力较低，大坝产生裂缝的风险较小，故通常不分纵缝，通仓浇筑。

高常态混凝土坝，大坝底宽较大，如通仓浇注，坝体温度应力较高，现场温控防裂的压力较大，大坝产生裂缝的风险较高，故通常设置纵缝把坝体分为几个直立的“柱状块”，又称为“坝块”，如图1所示，各坝块22一般采用常态混凝土进行浇筑，纵缝21一般采用键槽缝，并设置常规灌浆系统，然后对坝块之间的纵缝利用常规灌浆系统进行灌浆，使大坝形成整体，常规灌浆系统只能一次性使用。在碾压混凝土拱坝及部分混凝土重力坝中，为避免后期坝块之间的纵缝张开，还会在碾压混凝土拱坝的横缝内或混凝土重力坝的纵缝内设置重复灌浆系统，常规灌浆系统和重复灌浆系统如图2所示，常规灌浆系统包括成回路的进浆管1、常规灌浆系统回浆管2、常规灌浆系统备用进浆管3、常规灌浆系统备用回浆管4等，重复灌浆系统包括重复灌浆系统进浆管5、重复灌浆系统回浆管6、重复灌浆系统备用进浆管7、重复灌浆系统备用回浆管8，重复灌浆系统进浆管5还设有重复灌浆系统进浆支管15，并在重复灌浆系统进浆支管15上安装重复灌浆系统出浆盒14。

一般情况下，设置有孔口或结构体型复杂或坝体应力水平较高或配置有较多钢筋的坝块，必须采用常态混凝土。常态混凝土坝由于温控防裂和现场模板承载的要求，一般控制每次浇注层厚2～3m，施工进度比较缓慢，此为常态混凝土坝的一大缺点。

碾压混凝土坝由于采用干硬性筑坝材料，水泥用量较少，现场温控防裂的压力较小，故通常不分纵缝，通仓碾压。考虑到碾压混凝土碾压层面防渗性能较差，很多碾压混凝土坝采用“金包银”的方式，即内部采用碾压混凝土，外部尤其是迎水上游面采用较薄的常态混凝土进行防渗。此种“金包银”方式，碾压混凝土和常态混凝土通常不分纵缝，有些是碾压混凝土和常态混凝土同时浇筑，有些是碾压混凝土上升一定高度后，再紧贴浇筑较薄常态混凝土进行防渗。这种“金包银”方式，由于常态混凝土厚度一般较薄，为1～3m，刚度相对较小，而且碾压混凝土和常态混凝土一般不分纵缝，常态混凝土防渗层和内部大体积碾压混凝土结合良好，故常态混凝土层一般随碾压混凝土的变形而变形，常规情况下大坝整体性较好。

除去这种“金包银”方式外，若每种混凝土浇筑成一个坝块，则很可能由于混凝土特性尤其是变形特性完全不同而导致坝块之间纵缝多次张开，稳定性差。由于坝体施工关系到人民的生命财产安全，故在对混凝土坝设计施工时，不会对不同坝块采用不同的混凝土浇筑方式，而是采用安全性较为稳定的同一种混凝土浇筑的混凝土坝。

另外，碾压混凝土一般升层较高，现场施工大多控制在6m以上，施工进度较快，是现场加快施工进度的有效手段，此为碾压混凝土坝的一大特点。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中分纵缝浇筑的高混凝土重力坝，坝块均采用常态混凝土浇筑而导致的施工进度慢的问题，提出一种高混凝土重力坝混合筑坝方法及高混凝土重力坝，在保证高混凝土重力坝整体结构安全的同时，提高高混凝土重力坝的施工进度。

本发明的技术方案为，一种高混凝土重力坝混合筑坝方法，包括如下步骤：

1）设置纵缝，将坝体分为多个坝块；

2）对部分必须采用常态混凝土浇注的坝块采用常态混凝土进行浇注，而对其余不是必须采用常态混凝土浇筑、而且需加快施工进度的坝块采用碾压混凝土进行浇注；

3）对由碾压混凝土浇注的坝块和由常态混凝土浇注的坝块之间的纵缝，设置常规灌浆系统和重复灌浆系统；

4）对坝块间的纵缝利用常规灌浆系统进行灌浆；

5）利用重复灌浆系统对再次张开的纵缝进行多次灌浆。

对于坝体设置有孔口、结构体型复杂、应力水平较高、配置有较多钢筋等情况必须采用常态混凝土对坝块进行浇注，而其余坝块为加快施工进度，则采用碾压混凝土进行浇注，这样，即能按照需要采用常态混凝土浇筑一些坝块，又能利用碾压混凝土浇筑另外一些坝块以加快施工进度。考虑到各坝块采用不同种类的混凝土，其水化热不同步，混凝土特性尤其是变形特性完全不同而导致坝块之间纵缝多次张开，故坝块之间的纵缝除布置常规灌浆系统，还另外再布置一套重复灌浆系统，重复灌浆系统可以多次重复使用，在坝体纵缝张开后进行多次灌浆，以保证大坝结构的整体性。

本发明的技术方案为，一种高混凝土重力坝，包括坝体，坝体由纵缝分为多个坝块，所述部分坝块为常态混凝土浇筑的常态混凝土坝块，而其余坝块为碾压混凝土浇筑的碾压混凝土坝块。

该高混凝土重力坝采用上述的混合筑坝方法筑成，对部分必须采用常态混凝土浇注的坝块采用常态混凝土进行浇注，而对其余不是必须采用常态混凝土浇筑、而且需加快施工进度的坝块采用碾压混凝土进行浇注，在保证坝体稳定的前提下，可大大加快坝体的施工进度。

相邻的常态混凝土坝块与碾压混凝土坝块之间的纵缝内设置常规灌浆系统和重复灌浆系统。各坝块采用不同种类的混凝土，其水化热不同步，混凝土特性尤其是变形特性完全不同而导致坝块之间纵缝多次张开，故坝块之间的纵缝除布置常规灌浆系统，还另外再布置一套重复灌浆系统，重复灌浆系统可以多次重复使用，在坝体纵缝张开后进行多次灌浆，以保证大坝结构的整体性。

所述重复灌浆系统出浆盒外一侧包覆镀锌铁皮。由于重复灌浆系统出浆盒位于新浇块混凝土和后浇块混凝土之间的缝面上，为保证重复灌浆系统出浆盒不被后期浇筑的混凝土全部浇死，免得出现重复灌浆系统出浆盒全部浇筑在混凝土中间，将来管内浆液撑不开有弹性的套子或盒子，造成重复灌浆系统失效的现象，在重复灌浆系统出浆盒上加盖镀锌铁皮进行保护，这样后期浇筑混凝土就不会和出浆盒接触，保证了重复灌浆系统的有效性。

本发明的一种高混凝土重力坝混合筑坝方法已用于某水电站，该电站大坝坝高162m，大坝原设计采用常态混凝土坝，从上游至下游分为甲、乙、丙3个坝块进行浇筑，坝块之间分纵缝。大坝甲块由于设置孔口，应力较大、配筋较多，必须采用常态混凝土。由于在坝基开挖过程中发现了地质缺陷，地质缺陷处理耽误了直线工期，但工程最终发电时间已经确定，如何加快施工进度，确保按期发电是工程面临的重大技术问题。

使用本发明的一种高混凝土重力坝混合筑坝方法后，大坝甲块由于设置孔口，应力较大、配筋较多，按照原设计方案继续采用常态混凝土，工程进度靠加大现场资源投入，不分昼夜赶工，勉强满足预定工期。而对于大坝乙丙块则创造性的采用碾压混凝土快速上升，在大坝甲块和乙、丙块之间的纵缝上，除一般布置常规灌浆系统外，另外还布置了重复灌浆系统。由于乙、丙块采用碾压混凝土快速上升，和大坝甲块相比，资源投入大大减小，工程进度最终也得到了保障。

大坝浇筑到顶，工程蓄水之前，按照原技术要求，首先利用在坝体纵缝上预埋的常规灌浆系统对大坝纵缝进行灌浆，使坝体形成整体，满足工程蓄水的要求。工程运行一段时间后，由于常态混凝土坝块和碾压混凝土坝块所采用的混凝土性能不同，水化热不同步，经监测发现，坝体纵缝又有一定的张开，对坝体的整体性造成一定的影响。现场又利用在坝体纵缝上预埋的重复灌浆系统对大坝纵缝进行了重复灌浆。现工程运行正常，重复灌浆系统时刻处于待命状态，一旦发现坝体纵缝张开，随时准备对纵缝进行灌浆处理，确保坝体的整体性。

与常规分纵缝、各坝块全部采用常态混凝土浇筑的高混凝土重力坝对比，本发明将部分坝块调整为碾压混凝土坝，满足了加快施工进度的现场要求；本发明采取特殊的缝面灌浆处理措施，消除了由于各坝块采用的混凝土性能不同，水化热不同步导致的坝块之间纵缝张开的重大风险。

附图说明

图1为背景技术中高混凝土重力坝的结构示意图；

图2为常规灌浆系统和重复灌浆系统的示意图；

图3为重复灌浆系统出浆盒的结构示意图；

图4为本发明所述高混凝土重力坝的结构示意图；

在图中：

1——常规灌浆系统进浆管，

2——常规灌浆系统回浆管，

3——常规灌浆系统备用进浆管，

4——常规灌浆系统备用回浆管，

5——重复灌浆系统进浆管，

6——重复灌浆系统回浆管，

7——重复灌浆系统备用进浆管，

8——重复灌浆系统备用回浆管，

9——排气管，

10——备用排气管，

11——灌区止浆片，

12——排气槽，

13——常规灌浆系统拔管体系升降管，

14——重复灌浆系统出浆盒，

15——重复灌浆系统进浆支管，

16——镀锌铁皮，

17——沥青，

18——先浇块，

19——后浇块，

20——坝顶，

21——设置键槽的纵缝，

22——坝块，

23——铁钉，

24——常规混凝土坝块，

25——碾压混凝土坝块。

具体实施方式

一种高混凝土重力坝混合筑坝方法，包括如下步骤：

1）设置纵缝，将坝体分为多个坝块；

2）对部分必须采用常态混凝土浇注的坝块采用常态混凝土进行浇注，而对其余不是必须采用常态混凝土浇筑、而且需加快施工进度的坝块采用碾压混凝土进行浇注；

3）对由碾压混凝土浇注的坝块和由常态混凝土浇注的坝块之间的纵缝，设置常规灌浆系统和重复灌浆系统；

4）对坝块间的纵缝利用常规灌浆系统进行灌浆；

5）利用重复灌浆系统对再次张开的纵缝进行多次灌浆。

如图4所示，一种高混凝土重力坝，采用上述筑坝方法筑成，包括坝体，坝体由纵缝分为多个坝块，部分坝块为常态混凝土浇筑的常态混凝土坝块，而其余坝块为碾压混凝土浇筑的碾压混凝土坝块。相邻的常态混凝土坝块与碾压混凝土坝块之间的纵缝内设置常规灌浆系统和重复灌浆系统。常规灌浆系统和重复灌浆系统的布置如图2所示。如图3所示，先浇块18内预埋铁钉22，间距0.5m，重复灌浆系统进浆支管15上安装重复灌浆系统出浆盒14，重复灌浆系统出浆盒14外包覆镀锌铁皮16，镀锌铁皮16与出浆盒14的连接处采用沥青17封堵，镀锌铁皮16由先浇块18内预埋铁钉23固定在先浇块18的垂直纵缝21上，镀锌铁皮16呈半圆包围式覆盖在重复灌浆系统出浆盒14后浇块19侧。