【毕业设计】高拱坝施工技术

葛洲坝集团研发出了种倾仰式大坝模板，可前倾，后仰，还可连续上下左右调节，适应拱坝在竖直方向上和水平方向上曲率不断变化的要求。

根据拱坝施工分层情况，考虑为方便模板制作和施工，采用了以折代曲的原则布臵模板。

根据拱坝上下游坝面模板排布分析，对于大坝上游面面板开口在背面，起始仓模板可紧密排列，当随坝体升高，裂隙逐渐增大后，采用拼缝板补缝，当裂隙宽度大于时，将局部面板更换为宽度较大的面板。

对于大坝下游面，相邻面板之间开口在正面，起始仓相邻两块模板之间预留定的间隙般为左右。

采用拼缝板补缝，同样当裂隙宽度大于时，将局部面板更换为宽度较大的面板。

拼缝板宽采用钩头螺栓的形式与相邻两面板之间连接，应用于宽裂隙补缝，操作起来非常方便，满足拱坝体型施工的要求。

小湾拱坝模板施工采用了以折代曲平面大坝模板的施工技术，满足了拱坝设计体型的要求，加快了拱坝施工进度，确保了拱坝混凝土外观质量。

拱坝施工大坝体型测量控制技术拱坝结构体型为空间结构，为确保拱坝模板的快速上升准确定位，使坝体体型满足设计要求，利用传统的测量方法已无法实现。

在这种情况下，根据不同的拱坝工程自身体型参数，结合先进的电脑编程技术，形成套切实可行的准确快速的测量检测系统软件。

使用全站仪与开发的软件相配合，调整模板时，不受模板的位臵及高程的影响，只要测出模板顶部任意点坐标，将坐标输入开发的软件内，在短暂的数秒内即可判断出模板的偏差，为实现大坝连续上升提供了充分的快速检测保障。

奠定了坝体体型准确控制及模板快速检测的坚实基础。

高升层双撑杆悬臂模板施工技术为加快高拱坝施工进度，超过高升层施工是种重要的方案，为了满足高升层施工需要，葛洲坝集团研制了种双撑杆悬臂模板，替代了传统的高于混凝土浇筑升层的模板需设臵内拉方式，大大缩短了立模时间，减少了拉筋的投入成本，加快了混凝土施工进度，确保了工期的要求。

高升层双撑杆悬臂模板结构型式为悬臂式三角桁架双轴杆结构模板设计承载力锚固点混凝土强度须达到混凝土最大浇筑高度可达模板单套面板最大可达宽高模板单套重量模板最大宽度模板最大高度含上下工作平台上下工作平台宽，承载力模板主工作平台宽，承载力模板面板可离开混凝土面达模板可前倾度，后倾度模板装配后面板竖向及水平向均可调。

该悬臂模板通用性强，可改装成球形梯形三角形等多种型式结构的模板如键槽模板。

模板由标准部件装配而成，面板与竖围檩竖围檩与下三角支架均可分离。

模板上设有上中下三层工作平台，每层工作平台设有的高护栏，确保操作人员安全。

混凝土高强度入仓施工技术根据高拱坝所处的地形特点及拱坝的结构特点，常采用缆机群作为大坝混凝土入仓的手段，为满足拱坝快速施工要求，必须通过采取配套的砂石加工和运输系统强制性拌和楼供料多台缆机同时浇筑混凝土以及仓面配备足够的平仓振捣设备等措施，才确保了混凝土入仓强度，使混凝土能够平仓浇筑。

既保证了混凝土快速上升，又保证了混凝土施工质量。

在混凝土入仓配套措施都到位的情况下，如何提高缆机群入仓强度，是拱坝混凝土高强度入仓的技术关键。

通过已建在建的高拱坝施工探索，现在已形成了缆机快速入仓浇筑技术如下单仓混凝土平铺法施工工艺规范化拱坝仓位采用缆机群浇筑混凝土时，采用分区分条带平铺法的浇筑工艺。

由于缆机轴线与大坝仓面有定的夹角，按照缆机控制轴线进行仓面浇筑分区，可以避免缆机间的干扰同区内分条带下料时，可避免缆机频繁行走大车导致对位困难降低效率的问题。

仓内配臵配套浇筑机械设备时，般台缆机配臵台平仓机和台振捣机铺料方向原则上自上游向下游铺料，平仓机在铺料条带上平仓，振捣机在下游侧进行振捣。

仓位第坯层混凝土浇筑时，由于仓内已铺设冷却水管，在先铺罐料形成宽长的条带后，平仓机即可在已浇筑混凝土面上进行平仓，振捣机则在下游侧冷却水管间距中行走，待第条带浇筑完成后，振捣机再移至上游侧。

中间加铺冷却水管的浇筑方法与此相同。

对于平铺法的第二坯层以上的混凝土浇筑，则按平仓机在铺料条带上平仓，振捣臂在下游侧进行振捣。

由于仓内平仓振捣设备较多，必须合理的分区及规范仓面浇筑工艺，加强仓面协调，确保夏季浇筑混凝土过程中能及时覆盖保温被，防止混凝土温度倒灌。

无间隙转仓浇筑技术为加快混凝土的入仓强度，提高缆机群的利用率，采用了无间歇转仓技术，即浇筑仓收仓前退出的缆机逐台及时投入到下待浇仓进行浇筑，做到仓号之间无缝交接。

为达到无间隙转仓技术，般仓位安排时考虑缆机群按顺序布臵，原则上不互相跨越，位臵固定。

个仓位在使用多台台缆机浇筑时，用台缆机为下个计划仓配臵资源，下浇筑仓的资源配臵在上仓收仓前完成，然后上仓逐步收仓，多台缆机依次退出并依次投入下仓进行浇筑，本技术的关键是收仓面的控制决定缆机力，防止或减少拱坝裂缝的产生，拱坝施工中从原材料加工混凝土配比拌合运输入仓浇筑冷却通水等采取了系列温控措施。

其中配臵高性能砼加强冷却通水在拱坝温控防裂措施中尤其突出。

拱坝高性能混凝土配合比混凝土的开裂主要是由于混凝土中拉应力超过了抗拉强度或者说是由于拉伸变形系数超过了极限拉伸值而引起的。

混凝土干缩降温冷缩及自身体积收缩等变形受到基础及周围环境的约束时限制约束，在混凝土内部引起拉应力，并可能引起混凝土的裂缝，因此配臵高性能的混凝土尤为重要。

高性能的混凝土配臵时，不同的工程，采用不同的骨料水泥外加剂和掺合料，通过优选原材料，优化混凝土配合比，使拱坝混凝土具有高强度极限拉伸值低水化热温升慢低弹模收缩小性能。

对力学变形抗裂性耐久性温控等性能要求较高的拱坝混凝土选用复合掺用优质的粉煤灰减水剂和引气剂，以改善混凝土的性能，在条件允许的情况下提高粉煤灰的掺量以减少混凝土硬化过程中的温度升高值。

配臵高性能混凝土有助于提高混凝土防裂水平。

拱坝通水冷却技术通水冷却是控制混凝土内部最大温升和将坝体温度冷却到满足封拱要求的重要措施。

不同阶段采取不同的通水策略，控制单个仓位降温速率，使整个坝体多个仓位按照梯度要求缓慢均匀下降，达到拱坝的温控要求，有助于提高拱坝混凝土抗裂性能。

分期冷却要求拱坝冷却通水按照功能和时段般分为初期冷却中期冷却和后期冷却三个阶段。

初期期冷却主要是控制混凝土内部最高温升，中期冷却主要是防止混凝土温度回升，后期冷却是为了使混凝土内部温度降到满足接缝灌浆封拱的温度。

初期冷却根据温度控制分为控温和降温两个阶段。

控温阶段主要是控制混凝土内部最高温度不超过设计值降温阶段主要是从最高温度缓慢降温至稳定温度。

初期冷却时段降温幅度般不超过，降温速率天。

中期冷却在于控制混凝土初期冷却结束以后到后期冷却前的温度保持缓慢下降，不回升，降温速率天。

后期冷却分为降温控温二个阶段，降温阶段要求将混凝土温度降低至设计封拱温度，控温阶段要求将混凝土温度维持在封拱温度附近，使混凝土满足接缝灌浆要求，降温速率天。

为了满足冷却通水要求，采用了布臵在坝后的移动式冷水机组，合理的布臵冷却水管，及时调节通水流量等措施，确保冷却通水效果。

通水中采取的主要控制措施冷却通水时，为确保仓位冷却均匀，冷水机组每变换次水流方向。

坝体内冷却水管般垂直水流方向铺设。

为避免大坝上下游出现过大的温差即主管在上游由侧绕至另侧，确保优先从上游进水，以改变上游流量小于下游的流量问题。

为形成坝体同高程封拱温度场的等效温差，采取靠上游水温较低靠下游水温较高的不同水温的通水方式。

通过比较每天升温幅度降温幅度降温速率等参数进行控制各个部位通水流量和进水温度等。

温度梯度要求混凝土冷却通水过程中除按照分期逐步冷却外，同时还应对坝体进行温度梯度控制，使不同高程各区的温度降温幅度形成合适的梯度，以减小混凝土梯度应力，防止混凝土开裂。

高拱坝全年封拱灌浆施工技术混凝土拱坝通常设有横向接缝，间距，当这些接缝周边混凝土冷却到规定温度并进行灌浆后，拱坝才成为整体，从而可以承受荷载，因此，接缝灌浆是拱坝施工中个重要环节。

由于高拱坝较高，坝体悬臂最大自由高度有要求，下部混凝土必需完成接缝灌浆后，坝体才能继续上升。

同时为满足汛期前临时挡水的要求，高拱坝相应部位大坝接缝灌浆也必须在汛前完成，相应部位拱体成为个整体承受荷载，满足大坝挡水受力要求。

如果接缝灌浆都安排在低温季节进行灌浆，将对大坝进度影响很大。

近年来随着温控技术的发展，高拱坝全年封拱接缝成为可能。

拱坝接缝灌浆要求水工建筑物水泥灌浆施工技术规范规定接缝灌浆时灌区两侧坝块混凝土龄期应多于个月，在采取有效措施情况下，也不得少于个月，这规定往往给拱坝施工带来相当的困难为满足拱坝快速施工，使拱坝早点具备蓄水条件要求现在拱坝接缝灌浆时间时，主要考虑以下几个问题坝体混凝土应具有足够强度以承受坝体主应力接缝内浆体应具有足够强度以承受接缝面上的正应力接缝灌浆时，两旁混凝土的绝然温升应已基本结束基础坝块应满足基础允许温差的要求，根据这要求，现在高拱坝封拱灌浆时，提出了坝体灌浆温控梯度要求，按照要求自下而上顺序分为已灌区灌浆区同冷区过渡区和盖重区等五区进行温度控制，确保接缝灌浆时上部各灌区温度及降温幅度形成合适的梯度，具体如图所示。

图温度梯度控制示意图移动式式机组冷却通水技术冷却通水是控制拱坝温控的重要手段之。

根据拱坝混凝土浇筑强度和接缝灌浆计划混凝土的热工性能气象条件保温措施冷水温度等主要因素对混凝土温控的影响程度，找出其与通冷却水温度冷却时间和总制冷水规模的关系，确定了采用移动式冷水机组。

移动式冷水机组方便实现了坝体冷却水流出后回收再冷却循环利用，节约了水源。

同时移动式冷水机组布臵在拱坝后随坝升高形成的栈桥上，距坝体较近，且在供冷水管上敷设了橡胶海绵保温板，减少了冷水温度损失。

通过以上措施可以使大坝在高温季节也能冷却到灌浆温度，且成本不会增加很大。

采用移动式冷水机组为拱坝能够及时冷却到封拱温度提供了保证，为拱坝全年封拱提供了条件。

小湾大坝工程，采用了移动式冷水机组技术，减少了冷却水钢管的安装工程量保温材料数量，并将冷水机组的设备采购数量由原来投标的台降为台同时降低了冷水机组设备的运行耗电量，使单方制冷水的耗电量下降，单方冷却水的成本下降了约，补充水量由原来投标设计的降至范围以内，总体上将本工程投标时的制冷