1)葛洲壩二期土石圍堰。該圍堰最大高度50m,最大擋水頭40m,施工水深20多米,圍堰須擋水3a,保證通航發(fā)電安全,因此按半永久工程設(shè)計。傳統(tǒng)的水下拋土圍堰,安全度不夠。經(jīng)過研究,決定采用混凝土防滲墻方案。防滲墻要承受40多米水頭壓力,要求防滲墻下游填筑體能夠承載且壓縮變形很小。水下填土不能滿足要求,故采用級配良好的砂卵石料,其水下填筑的容重為2.2t/m3。在砂礫石填料中建兩道混凝土防滲墻(經(jīng)計算,一道墻可能斷裂),防滲墻下面的基巖進行帷幕灌漿,葛洲壩大江上游圍堰斷面圖見文獻[2]。
(2)三峽工程二期土石圍堰。三峽工程二期土石圍堰最大堰高80m,擋水頭75m,填筑水深60m,施工難度很大,是世界水利工程史上罕見的。如采用傳統(tǒng)的水下拋填土石圍堰則難以保證施工安全。這一課題曾列入國家“七五”科技攻關(guān)計劃。美國、加拿大、意大利專家也提出了有關(guān)建議方案。經(jīng)過幾十年研究,最后選定雙排混凝土防滲墻方案,二期土石圍堰斷面圖見文獻[3]。由于混凝土防滲墻允許變形很小,所以要求墻下游填料變形模量較大。因當?shù)厣奥咽虾苌?,故選用當?shù)氐娘L化砂礫料(開挖棄料,粒徑大于5mm的含量為30%~60%),用75kW振沖器加密,使其干容重滿足1.65t/m3(上部)及1.8t/m3(下部)的要求。兩排防滲墻中心距6m、水上部分采用土工薄膜防滲。經(jīng)專家鑒定,該專題研究成果總體上達到國際先進水平。三峽二期土石圍堰與20世紀70年代修建的巴西伊泰普工程圍堰相當。伊泰普圍堰歷時2a完工,而三峽二期圍堰施工只用了一個枯水期即告建成。
(3)三峽工程三期碾壓混凝土圍堰。三峽三期圍堰擋水頭115m,攔蓄庫容147億m3,按二級臨時建筑物設(shè)計。設(shè)計洪水按10a一遇考慮,保堰洪水按100a一遇考慮。從50m高程至壩頂140m高程,要澆混凝土130萬m3。從2003年3月開始澆筑,進度要與洪水賽跑,5月中旬澆至118m高程,6月中旬至140m高程。其中3月份上升了14.3m,4月份上升了23.0m,5月份上升了23.6m?;炷吝\輸方式采用32t自卸卡車轉(zhuǎn)皮帶機入倉,然后用大型推土機平倉、10t以上雙筒振動碾振實。其模板、上游面采用自升式懸臂組合式鋼模板,下游面系臺階式澆筑,采用普通模板。混凝土溫控要求,2~3月份基礎(chǔ)部位澆筑溫度控制在10~15℃,混凝土最高溫度不超過25℃。有效避免了貫穿性裂縫。由于精心設(shè)計研究和施工,順利建成并經(jīng)過了實踐的考驗。
2低溫混凝土生產(chǎn)技術(shù)
20世紀50年代,我國有幾座混凝土壩曾發(fā)生了有害裂縫,如佛子嶺、柘溪、丹江口等,前蘇聯(lián)50年代建設(shè)的布赫達爾明和克拉斯洛亞爾斯克壩也曾出現(xiàn)過有害裂縫。丹江口工程初期混凝土發(fā)生裂縫后,水電部指示,組織“丹江口溫控防裂科研組”。經(jīng)過半年調(diào)研,提出了調(diào)研報告,認為這些裂縫與混凝土施工質(zhì)量、溫度控制措施、氣溫驟降等有著密切關(guān)系,建議采取預冷粗骨料和加冷水拌和等措施生產(chǎn)低溫混凝土?;炷羶?nèi)通水冷卻,降低水泥水化熱產(chǎn)生的溫升。大壩采取薄層柱狀塊段間歇均勻上升等辦法澆筑混凝土,并對混凝土表面進行保溫、保濕,以提高混凝土的抗裂能力。
丹江口大壩混凝土生產(chǎn)工藝為:對混凝土粗骨料,先用冷水浸泡降溫,再加冷水拌和混凝土。粗骨料預冷工藝是在大型預冷缸中用冷水(溫度2.2~3.5℃)浸泡80~100min,使粗骨料溫度由22~27℃降至3.0~5.4℃,再經(jīng)脫水工序送至拌和樓頂部的儲料倉,運送途中溫度有所回升,再加冷水拌和,混凝土拌和后溫度可控制在14℃以下。這套工藝效率低、成本高,且出機溫度只能降低至14℃,不能滿足葛洲壩和三峽工的