胶凝砂砾石 CSG 坝研究与技术进展

发表时间:2020/5/21   来源:《科学与技术》2020年1月2期   作者:杨平
[导读] 在水库堤坝建设中,胶凝砂砾石堤坝作为重要的堤坝施工技术,
        摘要:在水库堤坝建设中,胶凝砂砾石堤坝作为重要的堤坝施工技术,在实际应用中取得了积极效果,胶凝砂砾石堤坝与其他的堤坝施工技术相比,具有材料特殊、施工效率高、施工成本低,以及材料稳定性强等优势,在堤坝建设中具有一定的代表性。深入了解胶凝砂砾石堤坝施工技术和方法,对做好堤坝建设和推动堤坝建设的升级具有重要作用。因此,我们应当根据胶凝砂砾石堤坝建设特点,深入探讨胶凝砂砾石堤坝建设技术的优势及其具体应用,总结其技术优势,为水库堤坝建设提供有效的技术支持。
        关键词:胶凝砂砾石CSG坝; 研究; 技术进展
引言
        从目前水库堤坝建设来看,胶凝砂砾石堤坝施工技术作为重要的施工工艺,在水库施工中得到了有效应用,采用胶凝砂砾石堤坝施工技术,不但提高了堤坝的结构强度,同时还实现了对堤坝结构的优化,使堤坝在建设过程中能够满足质量要求,提高堤坝的建设效果,确保堤坝在建设中能够在结构稳定性、结构强度和结构完整度方面达标,避免堤坝因施工技术不足影响堤坝的施工质量。因此,深入分析胶凝砂砾石堤坝建设技术,并将其应用在水库施工中,对提高堤坝建设效果具有重要作用。
一、工程概述
        大华桥水电站位于云南省怒江州兰坪县兔峨乡境内的澜沧江干流上,是澜沧江上游河段规划推荐开发方案的第六级电站,上、下游梯级分别为黄登和苗尾水电站。大华桥水电站装机容量920MW,水电站枢纽为大(2)型二等工程,枢纽水工建筑物由胶凝砂砾石重力坝、水道系统和地下厂房等组成。混凝土重力坝最大坝高106.0m。为了节约投资,工程除设置上下游临时土石围堰外,坝址上游设置胶凝砂砾石(CSG)过水围堰工程,围堰设计挡水标准采用10.16~次年5.31枯水时段10年一遇设计洪水,相应洪峰流量为2060m3/s,围堰设计挡水位1424.6m,堰顶高程为1426.0m,最大堰高为49.0m,堰顶轴线长约113.0m,堰顶宽7.0m。上游过水围堰胶凝砂砾石(CSG)工程量约12万m3,骨料选用级配连续的天然砂砾石料,最大粒径不大于250mm、胶凝材料选择42.5级普通硅酸盐水泥。胶凝砂砾石材料压实后密度>2200kg/m3,堰体胶凝砂砾石的28天龄期80%保证率的强度等级为C3.5,变态胶凝砂砾石的28天龄期80%保证率的强度等级为C3.5,抗渗等级W5。
二、胶凝砂砾石堤坝的优势和特点
(一)胶凝砂砾石堤坝的优势
        从目前胶凝沙砾石堤坝建设过程来看,胶凝砂砾石堤坝施工工艺主要将河道中的砂砾石作为主要的施工材料,通过加入胶凝材料的方式,提高砂砾石的凝结效果,使胶凝砂砾石能够在应用过程中成为堤坝建设的主体材料,通过胶凝砂砾石的应用,有效改变堤坝建设结构,使堤坝在结构形式方面得到优化,使堤坝的稳定性得到加强,对解决堤坝施工问题和满足堤坝施工质量控制要求具有重要作用。从目前胶凝砂砾石堤坝的建设过程来看,由于施工工艺特殊,施工稳定性强,在整个施工过程中能够降低施工成本,整个堤坝的质量得到有效提升,减少了材料成本,实现了砂砾石的有效应用[1]。因此,了解胶凝砂砾石堤坝的优势,对做好胶凝砂砾石堤坝施工工艺的应用具有重要影响,同时,也能够解决施工过程中存在的质量控制问题。
(二)胶凝砂砾石堤坝的特点
        胶凝砂砾石堤坝在建设过程中具有较强的优势,其特点主要表现在三个方面:首先,胶凝砂砾石堤坝的设计相对合理,能够根据上下游堤坝的坡度情况,合理设计堤坝的宽度和高度,对堤坝的整个应力进行了全面分析,提高了堤坝的应力控制效果。其次,在堤坝建设过程中,采用了砂砾石搅拌胶凝材料的方式,实现了堤坝建设材料的创新,对提高堤坝的建设质量和满足堤坝的建设要求具有重要作用。从堤坝的建设强度来看,使用胶凝砂砾石,有效的解决了堤坝建设材料不足和堤坝的强度问题。

再次,胶凝砂砾石堤坝施工技术在施工应用中,将施工过程中产生的风化岩石、砂砾石以及堤坝施工过程中产生的废弃土等残渣进行了充分利用,既降低了材料成本,同时也提高了堤坝的建设有效性,对满足堤坝建设需要和解决堤坝建设问题起到了重要作用[2]。因此,胶凝砂砾石堤坝在建设中具有突出的优势,对解决堤坝建设问题和满足堤坝建设需要具有重要意义。
三、胶凝砂砾石堤坝的应用效果
(一)降低了堤坝建设成本
        基于胶凝砂砾石堤坝的特点,胶凝砂砾石施工技术在水库堤坝施工中得到了有效应用。目前的应用范围较广,从已经掌握的施工过程和施工工艺来看,胶凝砂砾石堤坝施工技术在设计应用中,由于对施工中产生的河道开挖残土废渣岩石以及开挖的其他废弃物进行了综合利用,通过加入凝胶的方式,使整个砂砾石能够通过凝胶凝聚的方法,提高砂砾石的凝聚效果,使整个胶凝砂砾石成为堤坝建设的主体材料。通过胶凝砂砾石的应用,为整个堤坝建设提供充足的原材料,解决了堤坝建设中存在的原材料不足以及原材料质量不过关的问题。通过砂砾石的应用,能够满足堤坝的质量要求和堤坝的强度要求。从已经掌握的经验来看,在施工过程中,能够满足施工要求[3]。因此,胶凝砂砾石堤坝在应用过程中降低了堤坝的建设成本,保证了堤坝在建设中能够满足使用要求。
(二)施工工艺简化
        从施工案例来看,胶凝砂砾石堤坝施工工艺在应用中,比其他的施工工艺具有突出的优势,主要特点在于胶凝砂砾石堤坝施工工艺较为简单,在实际施工中水泥用量少,材料的温度升降较低,与碾压混凝土堤坝相比,不存在温控和设置伸缩缝的问题,整个施工过程不需要关注温度控制和裂缝问题,对提高堤坝的施工质量和满足堤坝的施工要求具有重要意义。从当前胶凝砂砾石堤坝施工工艺的应用来看,整个施工过程质量控制简单,质量控制环节少,能够根据砂砾石的特点和砂砾石的具体要求采取有针对性控制,对满足胶凝砂砾石堤坝的施工需要和解决胶凝砂砾石堤坝的施工问题具有重要作用[4]。因此,在胶凝砂砾石堤坝施工工艺应用中,我们应当对其施工工艺特点有正确认识,了解其施工工艺简化的优势。
(三)坝体的结构强度得到强化
        通过胶凝砂砾石堤坝施工工艺的应用,整个堤坝的结构强度得到强化。由于胶凝砂砾石在结构稳定性和结构够强度方面较高,能够解决施工过程中存在的结构稳定性问题,同时胶凝砂砾石具有韧性强,载荷能力强的特点,在实际应用中能够满足堤坝的施工要求,对解决堤坝施工问题和提高堤坝的强度具有重要影响[5]。因此,我们应当了解胶凝砂砾石堤坝的特点,以及胶凝砂砾石堤坝在施工过程中存在的实际问题,根据胶凝砂砾石堤坝的施工工艺推动施工技术的应用,为整个水库堤坝建设提供有力的技术支持,保证胶凝砂砾石施工工艺得到有效应用,提高堤坝的施工效果。
四、结论
        通过对胶凝砂砾石堤坝施工工艺的了解,该工艺具有施工成本低,材料取材难度小以及施工难度小的特点,在实际施工中能够根据胶凝砂砾石的质量要求与特点优化堤坝的施工工艺,调整堤坝的设计结构,使胶凝砂砾石堤坝在结构优越性和结构稳定性方面得到提升,满足水库堤坝施工的实际需要。因此,我们应当认识到胶凝砂砾石堤坝的特点,根据堤坝施工的实际需要,以及堤坝施工的具体特点,采取有针对性措施,做好胶凝砂砾石堤坝施工工艺的应用,为水库堤坝建设提供有力的方法支持,满足水库堤坝施工需要,解决水库堤坝施工中存在的施工工艺不足和施工方法针对性不强的问题,使整个施工工艺在应用中能够取得积极效果,推动胶凝砂砾石堤坝施工技术的不断发展,达到优化水库堤坝结构和提高水库堤坝施工质量的目的。

参考文献
[1] 陈武.胶凝砂砾石材料在围堰工程中的应用[J].大坝与安全,2011(02):12-13.
[2] 艾克明.硬填方坝(FSHD)新型式研究概述[J].湖南水利水电,2011(02):90-91.
[3] 熊堃,何蕴龙,刘俊林.Hardfill坝的整体稳定安全度[J].河海大学学报(自然科学版),2011(05):67-68.
[4] 郭永军.碾压混凝土在西流水混凝土面板堆石坝中的应用[J].电网与清洁能源,2011(07):87-88.
[5] 熊堃,何蕴龙,陈涛.百米级硬填料坝结构安全度分析[J].人民长江,2012(02):56-57.
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