三峽船閘地下輸水廊道第一分流口混凝土修復(fù)施工

三峽永久船閘輸水閥門作為船閘閘室的供水工作門,其結(jié)構(gòu)尺寸和單位重量均為已建和在建水利樞紐工程中最大的,再加上船閘的高水頭、高流速和復(fù)雜的工作環(huán)境,在閥門工作運(yùn)行過程中,極易使水流產(chǎn)生空化現(xiàn)象,最終導(dǎo)致閥門的損壞,造成質(zhì)量安全事故。為此,在閥門的設(shè)計(jì)和施工過程中,采用和借鑒了以往的工作經(jīng)驗(yàn),通過大量試驗(yàn),更新、優(yōu)化了設(shè)計(jì)和施工方案,取得良好效果,可供類似輸水閥門的設(shè)計(jì)和施工借鑒。

三峽船閘輸水系統(tǒng)的中隔墩斜井邊頂拱段混凝土襯砌采用滑模施工,對滑模施工的程序,每一步的細(xì)節(jié)及施工管理作了介紹。

三峽雙線船閘地下輸水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜,由平、斜、豎隧洞和豎井錯(cuò)落相貫構(gòu)成了龐大的地下洞室群,施工歷時(shí)4a共完成混凝土澆筑59.18萬m3。確?；炷临|(zhì)量優(yōu)良對雙線船閘的正常運(yùn)行有至關(guān)重要的作用,為更好地檢查混凝土的內(nèi)部澆筑質(zhì)量,采取了混凝土無損檢測的措施,并結(jié)合檢測結(jié)果進(jìn)行鉆孔取芯檢查。

一、概述 三峽永久船閘是兩雙線、平行、連續(xù)布置的五級(jí)特大型船閘,分南、北線,南北兩線閘室中心線相距94m,每線船閘主體段由6個(gè)閘首、5個(gè)閘室組成,共設(shè)12套輸水閥門.水頭40m以上靜水開啟,動(dòng)水關(guān)閉.由于閥門處工作條件惡劣,設(shè)計(jì)部門對閥門結(jié)構(gòu)型式曾做過多種比較和水工模型試驗(yàn),最后選用了結(jié)構(gòu)較輕、啟閉力小、氣蝕小、水流條件平穩(wěn)的反向弧形閥門形式.閥門在高速水流(>20m/s)中工作,與高速水流有關(guān)的空蝕、振動(dòng)、沖刷等水力學(xué)問題,都對閥門安全運(yùn)行有著極大的影響.特別是安裝閥門周邊的止水裝置,其封水性能的優(yōu)劣將嚴(yán)重影響到上述水力學(xué)特性,所以水封安裝好壞尤為重要.

由于受結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝、施工環(huán)境等方面的影響,水工混凝土施工質(zhì)量缺陷難以完全避免。對三峽永久船閘混凝土表面缺陷、裂縫、止水滲漏、混凝土內(nèi)部質(zhì)量等問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析,針對各種缺陷成因,分別采用不同措施進(jìn)行了修補(bǔ),修補(bǔ)完成后,以不同的方式進(jìn)行了檢查。檢查結(jié)果表明混凝土質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。自2003年三峽工程船閘試運(yùn)行以來,運(yùn)行情況良好,各項(xiàng)監(jiān)測指標(biāo)均在正常范圍。2007年7月,三峽工程船閘通過了國務(wù)院三峽通航驗(yàn)收委員會(huì)主持的通航驗(yàn)收。

三峽工程雙線五級(jí)船閘開挖采用了綜合控制爆破技術(shù),施工中嚴(yán)格控制超挖和爆破震動(dòng),確保閘槽直立墻和高邊坡的穩(wěn)定。本文闡述了船閘閘槽開挖的爆破方案及施工方法,重點(diǎn)論述了影響爆破效果的諸因素及對策;并以全過程大量監(jiān)測數(shù)據(jù)表明,在距爆區(qū)10m處質(zhì)點(diǎn)振速控制在10cm/s以下,巖壁面成型較好,邊坡超挖控制在20cm以內(nèi),殘留的半孔率80%以上,閘槽開挖爆破施工質(zhì)量優(yōu)良。

三峽船閘是三峽樞紐工程中任務(wù)最艱巨、最富挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目之一,是武警水電部隊(duì)在三峽承建的主要施工項(xiàng)目。船閘施工技術(shù)難題的研究和解決,促進(jìn)了水電施工技術(shù)的發(fā)展,特別是在高強(qiáng)度土石方開挖、深槽直立邊坡成型開挖、陡高巖體邊坡加固、薄壁襯砌墻鋼筋混凝土澆筑、特大型高精度人字門安裝等施工技術(shù)方面,取得了突破性的新發(fā)展。

主要介紹了三峽永久船閘地下輸水系統(tǒng)工程中,結(jié)構(gòu)襯砌混凝土的缺陷成因和主要修補(bǔ)方法。

三峽永久船閘地下輸水系統(tǒng)混凝土缺陷處理 陳石春,劉文,楊瑞蓮 (中國水利水電第十四工程局有限公司曲靖分公司,云南曲靖655000) 摘要:主要介紹了三峽永久船閘地下輸水系統(tǒng)工程中,結(jié)構(gòu)襯砌混凝土的缺陷成因和主要修補(bǔ)方法。 關(guān)鍵詞:地下輸水系統(tǒng);結(jié)構(gòu)混凝土;缺陷處理 中圖分類號(hào):tv554文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:b文章編號(hào):1006-3951(2009)增刊-0059-03 1概述 三峽工程永久船閘地下輸水系統(tǒng)工程,結(jié)構(gòu)體 型復(fù)雜,混凝土工程量大,過流面技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高,難度 大,工期緊。施工中受諸多因素影響,難免會(huì)產(chǎn)生一 定的混凝土缺陷,針對混凝土施工過程中常見的蜂 窩、麻面、凸凹錯(cuò)臺(tái)、外形走樣、表面磨損、空蝕(亦稱 氣蝕)坑洞、露筋等混凝土施工缺陷問題,必須采取 切實(shí)可行的修補(bǔ)處理措施,以確?；炷凉こ痰?/p>

三峽永久船閘下游泄水箱涵位于基礎(chǔ)強(qiáng)約束區(qū),底板的允許最高溫度為26℃,設(shè)計(jì)建議5~9月份不施工,但為滿足控制性工期要求,夏季澆筑箱涵混凝土已不可避免。為達(dá)到滿足箱涵混凝土澆筑允許的最高溫度,必須采取切實(shí)有效的溫控措施。主要介紹了通過采用優(yōu)化施工配合比、預(yù)冷混凝土、初期通水冷卻、及時(shí)覆蓋保溫被和流水養(yǎng)護(hù)等溫控措施,對混凝土施工的全過程進(jìn)行控制,現(xiàn)場溫控取得了一定的效果,破堰進(jìn)水驗(yàn)收前現(xiàn)場檢查未出現(xiàn)裂縫。

三峽船閘正式實(shí)施五級(jí)運(yùn)行

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針對三峽船閘混凝土結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工工序繁多、技術(shù)要求高、質(zhì)量要求嚴(yán)等特點(diǎn),在施工中對模板、溫控、混凝土澆筑等重點(diǎn)技術(shù)進(jìn)行了認(rèn)真研究,引進(jìn)、研制和推廣應(yīng)用了許多新材料、新技術(shù)、新工藝,為解決三峽船閘混凝土施工的技術(shù)難題起到了關(guān)鍵作用,也為今后的類似工程施工提供了寶貴經(jīng)驗(yàn).

三峽永久船閘是目前世界上最大的通航建筑物,地下輸水系統(tǒng)隧洞體形結(jié)構(gòu)復(fù)雜,工程量浩大,施工質(zhì)量要求高。承擔(dān)此工程的三聯(lián)總公司以全新的運(yùn)營模式,科學(xué)化的管理圓滿完成了工程建設(shè),取得了良好的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)合工程概況,介紹了上閘首結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),闡述了上閘首左邊墩輸水廊道的施工情況,并對混凝土澆筑拆模后出現(xiàn)的裂紋情況、原因以及控制措施進(jìn)行了分析論述,最后總結(jié)出預(yù)防大體積混凝土產(chǎn)生裂紋的措施,以供類似工程參考。

三峽船閘混凝土結(jié)構(gòu)復(fù)雜,技術(shù)要求高,施工難度大,混凝土垂直運(yùn)輸布置困難,特別是閘室薄壁襯砌墻澆筑方案復(fù)雜,同時(shí)閘室混凝土基本為強(qiáng)約束區(qū)和約束區(qū),溫控防裂要求高;閘首超大人字門安裝噸位大,技術(shù)難度大、精度要求高。武警水電部隊(duì)在施工中精心設(shè)計(jì)、精心施工,混凝土澆筑通過優(yōu)化門塔機(jī)布置,采用了閘室襯砌墻單側(cè)滑模和滑框倒模技術(shù),以及綜合溫控防裂技術(shù),并取得成功,人字門安裝采取測量控制優(yōu)化、安裝位置優(yōu)化,以及制定合理的吊裝和焊接技術(shù)方案,確保了安裝質(zhì)量和進(jìn)度。

針對三峽永久船閘輸水系統(tǒng)南坡豎井?dāng)?shù)量多、體形復(fù)雜、施工條件差、干擾大、交通困難、工期緊等特點(diǎn),施工中采用了三種非常規(guī)混凝土模板(滑框翻模、自升式筒模、懸臂模板),對它們的構(gòu)造及施工注意事項(xiàng)進(jìn)行了論述,并比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。

針對船閘閘室襯砌墻的高直立、薄壁、倉內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工序交叉作業(yè)干擾大、工期緊且“觀瞻性”質(zhì)量要求高、安全隱患多等特點(diǎn),成功研制并實(shí)施了“單側(cè)分離式滑模”和“單側(cè)滑框倒?！笔┕ぜ夹g(shù)。實(shí)踐證明,它具有速度快、安全性好、能保證混凝土“內(nèi)實(shí)外光”等優(yōu)點(diǎn),填補(bǔ)了國內(nèi)單側(cè)滑模技術(shù)空白,均獲得了國家新型實(shí)用專利。

針對三峽船閘五閘室泄水運(yùn)行中存在的問題,通過數(shù)模計(jì)算分析和原型調(diào)試研究,在維持現(xiàn)有運(yùn)行方式大體不變的條件下,采用實(shí)時(shí)監(jiān)測到的箱涵出口與下游引航道水位差,確定與之相適應(yīng)的動(dòng)水關(guān)閥小開度控制閥門運(yùn)行的方法,較好地解決了六閘首閥門枯水期不能正常關(guān)至小開度從而造成閘室超泄偏大和汛期樞紐下泄流量較大時(shí)人字門不能按程序正常開啟的問題,給出了適應(yīng)于不同下泄流量下的六閘首閥門動(dòng)水關(guān)閉參數(shù),可保證在通航流量范圍內(nèi),五閘室泄水時(shí)均無須動(dòng)用輔閥,提高了通航效率。

分析了三峽船閘輸水系統(tǒng)閥門井段的閥門井、主廊道等孔口結(jié)構(gòu)，在內(nèi)水和外水壓力作用下的實(shí)驗(yàn)研究成果。實(shí)驗(yàn)證明，內(nèi)水壓下閥門井部分的應(yīng)力較大；而在外水壓下，閥門井部分的邊墻應(yīng)力更大。并指出，若是高邊坡一側(cè)的單輸水系統(tǒng)方案，則輸水廊道墻在外水壓下的應(yīng)力，將可能達(dá)到嚴(yán)重的程度。

三峽永久船閘混凝土結(jié)構(gòu)復(fù)雜,施工強(qiáng)度高,所處地區(qū)氣候環(huán)境變化比較大。為適應(yīng)工期要求,混凝土采用全年連續(xù)施工,因而溫控技術(shù)要求比較高。為保證混凝土施工質(zhì)量,減少裂縫的出現(xiàn),施工過程中分不同季節(jié)、不同時(shí)段采取了相應(yīng)的溫控措施,取得了良好的效果

三峽永久船閘第1閘首疊梁門為目前國內(nèi)規(guī)模最大的疊梁門,具有支承跨度大,設(shè)計(jì)水頭高,結(jié)構(gòu)尺寸龐大的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)中針對主梁截面型式、翼板板厚的選擇、吊耳結(jié)構(gòu)以及行走支承材料的選定等技術(shù)難點(diǎn),進(jìn)行了方案比較及優(yōu)化,最終確定了既滿足規(guī)范要求、保證承載能力,又能節(jié)省工程量的疊梁門結(jié)構(gòu)型式,并選用了較新型的高強(qiáng)黃銅自潤滑支承材料。對設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)問題作了較詳盡的闡述。