水电站混凝土面板堆石坝冬季施工措施.doc
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1、目录一、概述1二、冬季施工范围- 2 -三、混凝土冬季施工保温措施- 2 -拌合楼骨料保温- 2 -拌合楼混凝土生产- 3 -运输保温- 5 -入仓保温- 6 -仓号保温- 8 -永久外露面临时保温- 11 -挤压墙冬季保温措施- 12 -拆模时间控制- 14 -混凝土冬季施工综合防裂措施- 14 -四、抽排水管路及水泵的保温措施- 15 -五、洞室施工冬季保温措施- 15 -六、冬季大坝填筑施工措施- 15 -冬季施工强度及料场规划- 15 -料场试验- 17 -大坝填筑冬季施工措施- 18 -C1料场开采冬季施工措施- 18 -七、冬季保温经济分析- 19 -八、气温观测措施- 20 -九
2、、质量控制及安全文明施工措施- 20 -(一)质量管理组织机构- 20 -(二)冬季施工混凝土质量保证措施- 21 -(三)冬季施工大坝填筑质量保证措施- 22 -(四)安全文明施工保证措施- 23 -十、冬季施工设备维护与保养- 24 -十一、主要保温材料- 24 -十二、质量目标- 26 -一、概述XX电站处于大通河流域地处内陆高原,周围高山环抱,属内陆高寒气候区,气候严寒,冬长暑短,上游地区终年积雪。日照时间长,太阳辐射强,日照时数在2200小时以上,年太阳辐射总量在130.7154.0Kcal/cm2之间。气温垂直分布明显,昼夜温差大,平均气温0.5,且随海拔升高而递减,递减率约为0.
3、050.07/100m。降雨时间主要集中在69月,降水量占全年降水量的70以上。与工程区气象关系中较密切的气象站主要为门源站。门源站位于门源县浩门镇,海拔高程2850.0m。根据门源站19611990年共30年的气象统计资料,门源站的多年平均气温0.48,多年平均最高气温9.2,多年平均最低气温6.6,多年平均无霜期51天,多年平均降水量525.0mm,多年平均蒸发量1137.4mm,历年最大冻土层深度大于2m。综合上述气候条件可知XX水电站冬季施工尤为复杂且异常的艰难。因此,在冬季施工中我单位根据XX地区的气候条件及我单位目前承担的各项施工,并结合我单位近几年在高寒地区冬季施工的相关经验,特
4、编制XX水电站混凝土面板堆石坝工程冬季施工措施报告,以指导本年度大坝填筑、趾板混凝土浇筑、挤压墙混凝土施工及抽排水等工程的冬季施工。门源气象站气象要素统计表项 目单位月 份年一二三四五六七八九十十一十二平均气温-13.4-9.5-3.62.46.89.711.811.17.11.7-6.3-12.10.48极端最高气温8.213.618.224.625.626.927.527.725.422.512.57.627.7极端最低气温-34.1-31.5-25.9-19.1-10.7-8.7-1.8-5.9-8.0-19.0-30.3-30.8-34.1平均最高气温9.2平均最低气温-6.6降水量m
5、m1.73.916.0 31.862.179.7107.4107.679.429.15.40.9525.0 蒸发量mm34.450.686.5124.6156.4153.3146.4138.198.074.541.733.11137.4相对湿度%46475458616774757569604961平均风速m/s1.52.02.42.42.42.11.71.71.71.61.51.51.9最大风速m/s17.020.018.020.020.020.021.019.019.016.019.022.022.0 最多风向NWEEEEEEEEENWNE最大积雪深度mm761915144049131081
6、9最大冻土深度cm19820020020020020041147126200备 注蒸发量为直径20cm蒸发皿观测资料。19611990年气象要素统计。二、冬季施工范围根据施工总进度计划安排,大坝EL3124高程以下、及EL3104.8高程以下区的填筑、左右岸EL3130高程以下趾板混凝土浇筑、EL3104.8挤压墙混凝土、高程以下基坑抽排水以及左、右岸灌浆洞将在本年度冬季进行施工。因此,为保证施工质量及本年度的工程计划,必须对以上部位在冬季施工时的措施予以加强。三、混凝土冬季施工保温措施 拌合楼骨料保温 拌合楼保温总体状况本年度EL3130高程以下趾板混凝土浇筑方量为4119m3,根据2010
7、年度单位对拌合楼保温的经验得出,大骨料仓在冬季内的保温效果不明显,且保温难度也非常大,因此,本年度我部将加大对小骨料仓的保温,小骨料仓的保温方式为,在两个小骨料仓内各布置一台锅炉,同时配备10组暖气,每组暖气片为15块,同时,在料斗内紧贴料斗内侧布置两路暖气管路,彩钢棚采用内贴双层2cmEPE卷材的方式进行保温,为有效利用锅炉产生的能效,在施工过程中将锅炉直接放置于小骨料仓内,并以活动门的方式对小骨料仓内进行全封闭式保温。同时,为保证能够按时拌制所需趾板混凝土,在浇筑完毕前必须对小骨料仓进行储料,对骨料进行提前预热,预热方式按上述方法执行。 混凝土强度分析根据对趾板混凝土最大仓号混凝土浇筑方量
8、的统计得出,平趾板浇筑时最大混凝土需用量为116.5m3,而拌合楼两个小骨料仓的储料量为96m3,即单个小骨料仓的储料量能够拌制40.8m3的混凝土,共计拌制81.6m3混凝土,因浇筑一罐9m3料大约需要花40分钟的时间,期间浇筑的时间足够预热后续的骨料。因此,在拌制过程中对小骨料仓的储料要进行不间断的补料,这样不仅可以满足所需混凝土的拌制需求,而且还可以提前对骨料进行预热。通过以上方式可以看出本年度骨料的保温主要集中在小骨料仓进行保温,大骨料仓不再进行另行保温。拌合楼混凝土生产根据我单位在XX地区冬季施工的经验,进入冬季施工后,须对混凝土进行加热水、预热骨料拌合,使混凝土保温的出机口温度坝保
9、证在8以上,入仓浇筑温度保证在5以上。骨料预热主要在小骨料仓内进行,并在浇筑24小时前储备好所需骨料用量,预热方式见第条骨料保温内容。 拌合楼用水分析在混凝土拌制过程中在浇筑前必须对拌制混凝土用水进行加热,拌合用水主要由拌合厂现有的50m3水箱供给,根据趾板混凝土配合比可知,趾板每方混凝土用水量为135kg,因此,拌制一个仓号混凝土需要用水135kg*116.5m3=15727.5kg即15.73m3,根据以上数据可知,拌合楼现有的供水水箱完全满足趾板浇筑时的用水量,只需在冬季施工时保证其水温即可。 拌合楼水箱升温方式水箱加热采用18组3KW电热棒进行加热,混凝土拌制水温不得超过60,根据测算
10、基本5小时左右就能将水箱水温加热至55。待加热至55后,根据实际情况关停部分电热棒,只留少部分电热棒进行加热,以保证水箱水温处于平衡状态。同时,为防止在气温急促下降过程中产生较大的热传递,要求在水箱周边采用橡塑海绵对此进行保温,顶部采用EPE卷材和1.5寸钢管做支撑进行防护,以减少蒸发量,减缓水温下降幅度。同时,对水温加强监测,以保证混凝土的拌制质量。 低温季节混凝土拌和后的理论温度按下式计算:TK=0.84(mcTc+msTs+mgTg)+4.2TW(mW-msws-mgwg)+Cb(wsmsTs+wgmgTg)-qJ(wsms+wgmg)/4.2mw+0.84(mc+ms+mg) (a)
11、式中: TK混凝土出机口温度;mW、mc、ms、mg水、水泥、砂、石的重量,kg;TW、Tc、Ts、Tg水、水泥、砂、石的温度,;ws、wg砂、石的含水量,%;Cb水的比热容,当Ts及Tg0时, Cb=4.2kJ/(kg.);当Ts及Tg0时, Cb=2.1kJ/(kg.);qJ骨料中冰的熔解热,当Ts及Tg0时, qJ=0, 当Ts及Tg0时, qJ=335 kJ/(kg.);0.84、4.2分别是水泥、砂、石的比热容和水的比热熔, kJ/(kg.). 对以上参数,取ws =3%, wg=0.5%;各种原材料的重量WS、WG、WC和WW通过选定二种典型强度等级的混凝土按其相应的试验配合比进行
12、选取;本工程温控计算中,取砂加热后的温度为2。粗骨料加热后的温度为4。水泥温度按XX现场试验检测数据为准。热水拌和:采用热水拌和是低温期提高混凝土出机口温度的主要措施,本工程温控计算时取用拌和水温为55。低温季节混凝土出机口温度计算结果统计表 表1典型混凝土强度等级时 间10月11月12月1月2月3月C30F300W12,级配砂温度222222石温度444444水温555555555555出机温度11.6111.6111.6111.6111.6111.61C30F300W12,级配泵送砂温度222222石温度444444水温555555555555出机温度12.612.612.612.612.
13、612.6运输保温混凝土从拌合站的出机口到浇筑仓面,搅拌罐采用帆布及橡塑保温海绵封闭保温,减少倒运次数,避免混凝土受冻和减少热量损失。在运输过程中尽量缩短运输时间,做到不随意停车,施工现场不压车,减少混凝土在运输过程中的热量损失。低温季节混凝土运输过程中温度缺失值与运输工具、运输时间、外界气温等有关,可用下面经验公式计算:TU=a(T0-Ta)t (b) 式中: TU混凝土运输过程中的温度缺失,;T0混凝土开始运输时的温度,;Ta外界气温;a容器系数;t运输时间,h.对以上参数, 混凝土开始运输时的温度T0同出机口温度(10.6112.6),外界气温Ta为当地白天平均温度取-18;容器系数a按
14、混凝土施工手册取a=0.13;运输时间t按2km计算,设计要求搅拌车时速为20min,纯运输时间t1约需10min,HBT60泵入仓时间约需20min,即t=30min=0.5h;则:TU=a(T0-Ta)t=0.13(T0-Ta)0.5低温季节混凝土运输过程中温度损失统计表 表2典型混凝土强度等级时 间10月11月12月1月2月3月C30F300W12,级配Tu1.921.921.921.921.921.92C30F300W12,级配泵送Tu1.991.991.991.991.991.99入仓保温混凝土入仓方法与整个工程施工设备条件有关,但尽可能地考虑混凝土冬季施工特殊性,选择混凝土入仓设备
15、时照顾到冬季施工的方便性,在混凝土入仓时少倒运,最好能一次性入仓,混凝土入仓能做到连续性,加快供料,缩短时间,这样可以减少混凝土温度损失,避免表层受冻。由于本工程采用泵送入仓,所以为了减少混凝土栽卸料过程中的温度损失,在搅拌罐卸料口安装滑动式保温盖布,保温盖布在混凝土卸料完成后,用加工好的钢筋拉钩将其拉盖,混凝土搅拌罐四周用橡塑海绵保温,以确保混凝土入仓温度不低于+5C。同时混凝土泵管采用聚苯乙烯泡沫套管外包油毡进行保温,以减少在输送过程中混凝土热量的散失。混凝土浇筑过程中的温度缺失Tj=0.17(Tp-TC)t (c)式中 Tj混凝土浇筑过程中的温度缺失,; Tp混凝土入仓温度,; TC外界
16、或暖棚内气温,; t-平仓振捣到表面覆盖时间,h.入仓温度Tp=混凝土开始运输时的温度-运输温度缺失=T0-TU;暖棚气温采用5;平仓振捣到表面覆盖的时间t取3h,则浇筑过程中的温度缺失计算结果见表3。平仓振捣按30cm一个层进行计算,共计需要浇筑混凝土31.5m3(仓号面积为7m15m=105m2),因运输和浇筑共需要1.75小时,加上振捣和仓号的覆盖的时间至少需要3个小时才能完成一层的浇筑,因此,平仓振捣到表面覆盖的时间t取3h。浇筑过程中的温度缺失计算结果统计表 表3 典型混凝土强度等级时 间TPTCtTjC30F300W12,级配10月9.685.032.3911月9.685.032.
17、3912月9.685.032.391月9.685.032.392月9.685.032.393月9.685.032.39C30F300W12,级配泵送10月10.615.032.8611月10.615.032.8612月10.615.032.861月10.615.032.862月10.615.032.863月10.615.032.86凝土浇筑温度TP=T0-Tn (d)式中: TP混凝土浇筑温度,;T0混凝土开始运输时的温度,;Tn混凝土施工过程温度总缺失,.低温期混凝土浇筑温度计算结果统计表 表4典型混凝土强度等级时间T0TnTqC30F300W12,级配10月11.614.317.2911月
18、11.614.317.2912月11.614.317.291月11.614.317.292月11.614.317.293月11.614.317.29C30F300W12,级配泵送10月12.64.857.7511月12.64.857.7512月12.64.857.751月12.64.857.752月12.64.857.753月12.64.857.75从计算结果可知,低温期混凝土在出机口温度符合温控标准时,各月混凝土浇筑温度均能满足允许浇筑最低温度要求即为7.297.75。仓号保温混凝土面板堆石坝趾板混凝土浇筑时采用暖棚法进行保温施工。基础面采用人工清理,仓号采用高压风枪,避免用水冲洗,具体保温
19、措施如下所示: 暖棚法施工及供热计算当日平均气温在10时,为使仓面温度、基础温度或老混凝土表面温度达到规范要求,同时为减少浇筑过程中预热混凝土的热量损失,拟采用1.5寸钢管和5cm保温被进行固定式暖棚的搭设。暖棚法施工工艺流程立模(保温模板)搭设暖棚煤炉安放清理基岩或老混凝土面浇筑混凝土供热养护覆盖保温材料保护拆棚。 施工方法固定式暖棚主要包括钢管框架、外围帆布、暖棚侧面和顶面的保温被,暖棚的安装及拆移采用人工进行,钢管支撑架采用钢管卡进行连接,暖棚立柱及顶部支撑均采用1.5寸钢管搭设,且在施工过程中进行等间距架设,端部或纵横结合部位采用钢管卡进行固定连接,暖棚支撑结构搭设完毕后在其表面覆盖帆
20、布进行全面的围闭,然后在暖棚顶面和四个侧面上覆盖5cm保温被进行封闭,保温被按30cm的间距进行搭接,为防止风速过大将保温被掀起,在其上面用型钢按一定的间距进行压重,底部采用块石或碎石土进行压重。混凝土进料口结合现场实际情况在暖棚侧面开一个11m的开口,以利于进料,同时对进料口必须进行有效的封闭处理,以免形成孔洞造成暖棚内的气温下降。混凝土面板堆石坝平趾板暖棚搭设最大长度不超过15m,每次根据跳仓原则搭设两组暖棚,暖棚在搭设过程中要充分考虑施工上的空间,暖棚空间过小给施工带来很多不方便,空间过大会加大热量损失,因此,结合现场实际平趾板浇筑过程中暖棚规格采用15m(长)7m(宽)3m(高),连接
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