分析水下工程技术在水电大坝中的应用

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　　摘要：水下混凝土施工技术在水电大坝施工中的作用是至关重要的。水下工程特别是水电大坝，为了减少环境的不良作用，保证在浇筑过程中的质量达标，对于混凝土的稳定性要求很高。本文将先对水下混凝土施工技术做一梳理，然后用案例来说明其在大坝工程中的应用。
　　关键词：水下混凝土；施工技术；水电大坝
　　中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：
　　
　　Abstract: the construction of underwater concrete technology in dam construction of the role is essential. Underwater engineering especially hydroelectric dam, in order to reduce the adverse effect on environment, to ensure quality standards in the pouring process, the concrete requirements of the stability of high. This paper will be the first underwater concrete construction technology as a whole, and then use the case to illustrate the application of the dam engineering.
　　Keywords: underwater concrete; construction technology; hydroelectric dam
　　
　　[中图分类号] TV93 [文献标识码]A[文章编号]
　　传统水下混凝土浇灌是在水电大坝的施工中必不可少的一项技术，在施工的过程中其主要通过良好的防水设备和防水措施，进行灌注，随着科技的不断进步，水下不分散混凝土等也在不断的推广应用中，水下不分散混凝土的主要特点是通过外加剂的作用增强混凝土拌合物的抗水性。目前在很多大型的水电施工工程中，这两种技术是同时使用的。在水下施工，主要的目的是通过混凝土的浇灌形成水下混凝土建筑物，这是目前重要的施工方式之一，所以本文将在下面简单讨论下这种技术以及其水电工程的应用。
　　水下混凝土施工技术
　　水下混凝土施工技术主要分为五种
　　装袋叠置法
　　该法是将坍落度主50―70MM的混凝土拌合物灌入透水的的纤维编织袋中，然后把它摆放到所需的位置去。其中混凝土的装量应该为编织袋的三分之二。所有的纤维编织袋在水下像砖砌墙一样叠加，必要时，用短钢筋插接加固。这种方法虽然传统，但是非常的有效，主要是在围堤的时候使用。
　　开底吊桶法
　　开底吊桶法主要是通过使混凝土拌合物与环境水接触始终在同一个表面。吊桶中的混凝土顶部用帆布防水布覆盖，底部则沿水下地面打开，以便使混凝土在在不收扰动的情况下灌注。这个方法只是在小型的工程中使用。与这种方法类似的是在水电工程中最长用的夯击法和振捣法。
　　泵压法
　　泵压法利用的是混凝土输送泵作为输送工具，将拌合好的混凝土输送浇灌。这种水底混凝土浇灌方法可以完成强度相当高的混凝土施工，不过这种办法要求泵管的混凝土出口端要埋入混凝土中恰好的位置，一般情况下这种深度是30――40CM，深度最深也不超过1M。深度浅了或者深了都会留下潜在的危险。而且在此过程中要始终保持混凝土的流动状态，否则泵压的作用会引起混凝土周围的流动失控。该法施工作业的面积较大，在水下作业时，可由潜水员用柔性软管与金属泵管移动浇筑。泵压法的要求的施工水深不要超过15M。
　　掺加絮凝剂法
　　掺加絮凝剂法主要是通过专用的混凝土絮凝剂，制作出一种具有特殊粘度的水下不分散混凝土，它可以在水下短距离自由下落过程总抵抗住水的冲刷，不需要采取其他额外的手段，达到自然的效果，这种施工方法的好处是缩短了工期，减轻了施工对环境的污染。掺加絮凝剂法在抗压强30――35兆帕的特性范围内施工造价是普通施工方法的0.5倍和1倍。近年来在水电大坝建设中，这种方法和泵压法结合的方式是越来越普遍。主要是因为二者能同时保证混凝土在灌注过程中和灌注以后都免受水的影响。其在大型重点工程中使用的多。
　　垂直导管法
　　垂直导管法是通过密封性良好的金属管进行高坍度的水下灌注混凝土施工。在刚开始灌注时，导管中的混凝土前面必须放置一个软球，水下混凝土靠自身流动性将软球顶出后向四周摊开。该方法的优点在于设备简单，灌注速度快，性能较好，不受水深和仓面大小的限制。另外，在此基础上，发展了柔性导管法和液压阀法等，其主要特点是柔性导管在水压作用下能自动闭合，从而方便导管的提升，并且可以避免管内空气造成的管内反水问题。
　　水下混凝土技术在水电大坝中的应用
　　水下混凝土施工技术在水电大坝工程中，属于大体积水下混凝土施工应用，为了更加直观的说明，笔者就以三门峡水利枢纽工程为例。
　　三门峡水利枢纽工程2号泄洪排沙洞出口，因为地势和底层的问题，在泄洪口前面冲刷出了淘刷坑，危险将影响整个泄洪涵洞的安全性，因此采取了水下混凝土施工技术进行加固。由于黄河泥沙较大，地形复杂，因此在施工前做了详细的施工加固方案，对水下立模也做了多方计算和论证。根据要求，最后采用了整体模版沉笼方式，下部采用沙袋填平，板缝用小沙袋填补并采用油毡封缝，模板采用拉筋固定牢靠。
　　采用合理的水下混凝土浇灌方式，就是剩下来主要的问题，也是工程的主要难度所在。在上文中介绍了水下混凝土浇灌的五种技术，其中泵压法具有浇筑强度大、开塞点少、埋深较大的特点，适合水电大坝这种大体积水下混凝土浇筑，因此本工程采用了这种施工方式后，取得了成功的经验。
　　泵压法需要满足的技术条件是首先要有较好的流动性，其次是要有叫小的泌水性，再者就是要有较好的流动性保持能力。在施工安排中为了保持所有的措施都是有效的，从水泥拌合和泵管都是采用了两套的应急方案。在浇筑的过程中为了保证混凝土拌合物能顺畅通过导管向下流注，确保混凝土拌合物在浇筑体内均匀扩散，必须保证导管底部混凝土柱有足够的压力，由于工程的复杂性，现场施工泵压不够，最后通过拉高混凝土泵的工作压力来满足对超压力的需求。在浇筑过程中，为了控制混凝土面上升速度，施工过程中混凝土的浇筑强度，应满足缴入仓面之内的混凝土能扩散到导管作用半径最远处的要求，在施工中加入了外加剂，延长了混凝土拌和流动性保持时间。并且，对浇筑之后的工程主体出现的裂缝进行接触式灌浆。
　　
　　参考资料：
　　[1] 迟培云． 现代混凝土技[M]． 上海： 同济大学出版社， 2009.
　　[2] 王建伟．大体积水下混凝土施工技术应用[J]．水利水电技术，2010. (2)

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