小灣大壩1#~4#溢流表孔溢流面施工工藝

李成華 周淑英 慈全紅

摘 要：小灣拱壩右岸1#～4#溢流表孔分布在R20#～R24#壩段，每個(gè)孔均跨橫縫布置，孔口中心線分別位于20#～23#橫縫上，表孔溢流面均橫跨兩個(gè)壩段，通過(guò)對(duì)溢流面的平順銜接及抹面的質(zhì)量進(jìn)行綜合分析，為類(lèi)似工程施工提供施工依據(jù)。

關(guān)鍵詞：小灣水電站1#～4#溢流表孔溢流面混凝土施工

1工程概述

小灣水電站位于云南省鳳慶縣與南澗縣交界處的瀾滄江中游，主壩為雙曲高拱壩，最大壩高294.5m，共設(shè)計(jì)有5個(gè)溢流表孔，右岸標(biāo)段以R23#壩段的左右側(cè)分別為4#表孔的右半孔和3#表孔的左半孔，其中3#表孔樁號(hào)范圍為S3#-024.500～S3#+014.000，溢流曲線由“橢圓線+冪函數(shù)曲線+直線+圓弧+直線”五段組成，堰頂高程為EL.1225m，中心線出口高程為EL.1216.5m，閘墩迎水面為橢圓面，最寬處為16.86m。

工程特點(diǎn)

通過(guò)分析表孔結(jié)構(gòu)特征及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，認(rèn)為溢流面施工難度極大，主要包括以下幾個(gè)方面：

⑴ 表孔溢流面為永久過(guò)流面，成型后外觀質(zhì)量要求高，主要采用翻模抹面方式施工，把握恰當(dāng)?shù)姆r(shí)機(jī)，并且保證抹面的質(zhì)量。

⑵ 表孔溢流面均橫跨兩個(gè)壩段，如何保證溢流面的平順銜接。

⑶ 溢流面底板以下灌漿系統(tǒng)、止水、鋼筋及預(yù)埋件布置密集，保證此部位混凝土振搗密實(shí)。

⑷ 壩體砼標(biāo)號(hào)高（C18040W9014F90250），且在夏季施工，采取合理的溫控措施，嚴(yán)格控制好各個(gè)環(huán)節(jié)混凝土溫度，保證各項(xiàng)溫控指標(biāo)符合技術(shù)要求。

混凝土施工

3.1施工分層

本文通過(guò)對(duì)小灣電站3#溢流表孔溢流面施工進(jìn)行闡述，以使讀者對(duì)小灣電站表孔溢流面施工工藝有基本了解。

3#溢流表孔孔口部位施工分層見(jiàn)圖3-1

圖3-13#溢流表孔孔口部位施工分層縱剖面圖

3.2施工程序

施工縫面沖毛→模板、鋼筋安裝 → 預(yù)埋件安裝 → 倉(cāng)號(hào)清洗、驗(yàn)收→ 混凝土澆筑→ 收面養(yǎng)護(hù) → 混凝土面保護(hù)→下一層施工。

3.3模板配置及加固

⑴ 閘墩迎水面

根據(jù)表孔結(jié)構(gòu)形式，3#溢流表孔閘墩迎水面為橢圓弧，為了滿足該部位的施工要求，項(xiàng)目部對(duì)其閘墩迎水面模板進(jìn)行了制作設(shè)計(jì)，新制作模板面板和肋板、邊框分別采用5mm和6mm厚的Q235鋼板制作，模板各構(gòu)件之間均采用焊接連接，其中肋板、邊框和面板之間采用斷續(xù)焊焊接，焊縫長(zhǎng)15～20mm，間距60mm～80mm，焊縫高不小于4mm。采用“內(nèi)拉＋內(nèi)撐”方式加固。

⑵ 溢流面

根據(jù)表孔結(jié)構(gòu)形式，3#溢流表孔進(jìn)口段為橢圓弧，與“冪函數(shù)曲線”下游端相連接的斜直線坡比為1：1.732，對(duì)橢圓弧部位配置異形鋼模板，斜直線及其它溢流面切線與水平線夾角大于25°的部位配置組合鋼模（翻模施工），采用“內(nèi)拉＋內(nèi)撐”方式加固。

⑶ 側(cè)墻部位

根據(jù)孔口結(jié)構(gòu)形式和澆筑分層，表孔側(cè)墻主要配置3.0m×3.3m系列大鋼模板，采用多卡支架加固。不足以安裝大鋼模板的部位采用覆膜木膠合板，木膠合板及首倉(cāng)使用大鋼模板（不足以安裝多卡支架）時(shí)采用“內(nèi)拉＋內(nèi)撐”方式加固。

3.4刮軌設(shè)計(jì)、安裝、加固及拆除

表孔溢流面為永久過(guò)流面，成型后外觀質(zhì)量要求高，為了精確控制其外觀體型，根據(jù)溢流表孔體形圖，項(xiàng)目部對(duì)抹面刮軌進(jìn)行了設(shè)計(jì)制作。刮軌采用∠50×5角鋼制作。安裝前根據(jù)刮軌布置位置在倉(cāng)內(nèi)安裝架立筋, 架立筋采用φ32鋼筋，間距不大于1.5m，底部與預(yù)埋插筋焊接，頂部焊接φ16螺桿，螺桿頂端須低于收倉(cāng)線2～3cm，以保證刮軌拆除后螺桿頭不外露。刮軌安裝加固到位并經(jīng)測(cè)量隊(duì)復(fù)測(cè)合格后才可進(jìn)行混凝土澆筑，澆筑過(guò)程中注意保護(hù)，不允許施工人員踩踏，以防變形。

混凝土澆筑振搗完成后，使用刮杠（5.0×10cm方木）沿刮軌反復(fù)磋動(dòng)3～5遍，并人工配合鏟料，直至刮平符合要求后，即可通過(guò)卸下加固角鋼上部的螺母將刮軌拆除，拆除后的刮軌統(tǒng)一碼放在指定地點(diǎn)，做好保護(hù)，以便后續(xù)周轉(zhuǎn)使用。

3.5 混凝土澆筑

3.5.1 基本要求

⑴ 備倉(cāng)工作完成后先按驗(yàn)收程序項(xiàng)目部?jī)?nèi)部組織驗(yàn)收，保證倉(cāng)號(hào)內(nèi)模板、鋼筋、灌漿管路、冷卻管路、金結(jié)一期埋件等安裝符合設(shè)計(jì)圖紙要求，并結(jié)合倉(cāng)面情況、天氣預(yù)報(bào)等進(jìn)行詳細(xì)的倉(cāng)面混凝土澆筑工藝設(shè)計(jì)，填寫(xiě)澆筑工藝流程圖表等。

⑵ 內(nèi)部檢查驗(yàn)收合格后申請(qǐng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收，合格并簽發(fā)“單元工程驗(yàn)收合格證（開(kāi)倉(cāng)證）”后，進(jìn)行混凝土澆筑。

⑶ 混凝土澆筑保持連續(xù)，上下坯層混凝土覆蓋允許間歇時(shí)間要求控制在4h內(nèi)，若因故超過(guò)允許間歇時(shí)間，但混凝土能重塑者（將混凝土用振搗器振搗30s，周?chē)?0cm內(nèi)混凝土能泛漿且不留孔洞者），可繼續(xù)澆筑。

⑷ 澆筑過(guò)程中及時(shí)用水舀子將倉(cāng)面砼泌水排除。

3.5.2 鋪料方法及級(jí)配分布

考慮纜機(jī)澆筑強(qiáng)度和混凝土坯層允許間歇時(shí)間要求，砼澆筑采用平鋪法。第一坯層澆筑厚度40cm的三級(jí)配富漿砼，第二坯層及以上主要澆筑二、三級(jí)配砼，坯層厚度為50cm。孔口溢流面、止水周邊及鋼筋密集部位澆筑二級(jí)配混凝土。

3.5.3 平倉(cāng)與振搗

⑴ 表孔溢流面、上游檢修門(mén)槽、下游閘墩、止水（漿）片周邊和鋼筋密集部位等采用人工進(jìn)行平倉(cāng)和振搗，倉(cāng)號(hào)中間結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單部位采用機(jī)械平倉(cāng)振搗。平倉(cāng)振搗設(shè)備根據(jù)倉(cāng)面情況和澆筑強(qiáng)度進(jìn)行配置，并配置足夠數(shù)量的手持式振搗棒和軟軸振搗棒。

⑵ 入倉(cāng)混凝土按先平倉(cāng)后振搗的順序進(jìn)行施工。如卸料后存在粗骨料堆積，人工采用鐵耙子分散骨料并均勻地分布至砂漿較多處，不得用水泥砂漿覆蓋，以免造成內(nèi)部架空。

⑶ 振搗施工時(shí)，按“快插慢拔”要求進(jìn)行，并控制振搗時(shí)間，避免過(guò)振、欠振。振搗結(jié)束時(shí)間一般以粗骨料不再顯著下沉，并開(kāi)始泛漿為準(zhǔn)，具體時(shí)間根據(jù)砼拌和物實(shí)際性能現(xiàn)場(chǎng)確定。采用振搗臂振搗時(shí)，振搗棒垂直插入混凝土中，且棒頭插入下層混凝土5cm～10cm。采用手持式振搗棒振搗時(shí)，振搗棒應(yīng)近乎垂直插入混凝土中，且棒頭插入下層混凝土5cm，振搗棒插入混凝土的間距不超過(guò)振搗有效半徑的1.5倍。

⑷ 止水（漿）片周?chē)鷿仓r(shí)，人工將大粒徑骨料剔除，并安排專(zhuān)人精心振搗密實(shí)；模板周邊、下料點(diǎn)接茬處、兩臺(tái)纜機(jī)的下料接頭位置，適當(dāng)延長(zhǎng)振搗時(shí)間。

3.5.4 混凝土溫控措施

⑴ 澆筑安排與砼拌制

開(kāi)倉(cāng)時(shí)間盡量組織安排在下午4∶00點(diǎn)以后，即充分利用夜間氣溫低的時(shí)候進(jìn)行混凝土澆筑。加強(qiáng)拌和樓各個(gè)環(huán)節(jié)管理，優(yōu)化制冷與拌和工藝，保證拌制的砼出機(jī)口溫度在設(shè)計(jì)參考值7℃以?xún)?nèi)，拌制強(qiáng)度滿足澆筑強(qiáng)度要求。

⑵ 運(yùn)輸過(guò)程控制

加強(qiáng)自卸車(chē)水平和纜機(jī)垂直運(yùn)輸管理，以及兩者之間的快速銜接，即保證自卸車(chē)車(chē)內(nèi)砼及時(shí)卸到砼立罐里，立罐內(nèi)砼及時(shí)吊運(yùn)到澆筑倉(cāng)面。在白天天氣晴朗且太陽(yáng)照射強(qiáng)烈澆筑時(shí)，啟動(dòng)自卸車(chē)頂部活動(dòng)式遮陽(yáng)棚，控制砼在運(yùn)輸途中的溫度回升。

⑶ 澆筑過(guò)程控制

在倉(cāng)面左右兩側(cè)模板上口各均勻架設(shè)2～3臺(tái)噴霧機(jī)，在白天氣溫較高（超過(guò)23℃）或日照強(qiáng)烈時(shí)及時(shí)進(jìn)行噴霧降溫，降低澆筑倉(cāng)面周邊氣溫。

混凝土振搗密實(shí)后，在澆筑混凝土坯層表面覆蓋一層專(zhuān)用保溫材料（雙層聚氯乙烯卷材外包防水塑料布）進(jìn)行隔熱保溫。下料時(shí)揭開(kāi)，振搗完畢后及時(shí)恢復(fù)。

各施工環(huán)節(jié)統(tǒng)一調(diào)度，緊密配合，提高運(yùn)輸車(chē)輛和纜機(jī)的效率，縮短砼運(yùn)輸及卸料時(shí)間，入倉(cāng)后及時(shí)進(jìn)行平倉(cāng)、振搗，提高砼澆筑強(qiáng)度，最大限度地縮短坯層覆蓋間歇時(shí)間。

通過(guò)上述措施，控制砼從出機(jī)口至振搗密實(shí)的溫度回升不大于4℃。

⑷ 一期通水冷卻

根據(jù)《拱壩混凝土溫控施工技術(shù)要求》（B版）、《拱壩混凝土通水冷卻施工技術(shù)要求》（C版）及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，該部位混凝土冷卻水管間距擬按1.0m×0.8m（垂直×水平）控制，根據(jù)倉(cāng)號(hào)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)鋼筋、預(yù)埋件密集致使?jié)仓袖佋O(shè)難度較大部位可采用DN25黑鐵管提前架設(shè)好，局部體形較狹窄部位可按照順流向布設(shè)。通水冷卻從倉(cāng)面混凝土開(kāi)始澆筑時(shí)即通水，一期冷卻水的水溫控制在8～9℃左右，通水時(shí)間不少于21d，通水冷卻前10天混凝土降溫速率每天不超過(guò)1℃，單根冷卻水管的通水量控制在1.2～1.8m3/h；10天后，降溫速率每天不超過(guò)0.5℃，單根冷卻水管的通水量控制在0.5～1.2m3/h，水流方向每24h換向一次，一期冷卻進(jìn)口水溫與混凝土最高溫度之差控制在20℃以?xún)?nèi)，相關(guān)冷卻參數(shù)嚴(yán)格按《拱壩混凝土通水冷卻技術(shù)要求（第C版）》標(biāo)準(zhǔn)控制。

為指導(dǎo)通水冷卻，前2～3倉(cāng)溢流表孔施工時(shí)，在溢流面部位埋設(shè)一組測(cè)溫管進(jìn)行測(cè)溫；通水期間安排溫控人員做好溫度及流量檢測(cè)，并及時(shí)建立臺(tái)賬。溫度和流量觀測(cè)頻次按1次/4h進(jìn)行控制，以便能夠及時(shí)掌握各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并依據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)各項(xiàng)通水冷卻參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

⑸ 溫度檢測(cè)

砼澆筑時(shí)，安排測(cè)溫人員對(duì)外界氣溫、倉(cāng)內(nèi)氣溫、混凝土原材料（粗骨料）、砼出機(jī)口、入倉(cāng)及澆筑溫度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)頻率每4h一次，并做好記錄。溫度檢測(cè)主要通過(guò)埋設(shè)溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)溫，溫度計(jì)使用前須進(jìn)行率定。每澆筑坯層不少于3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，測(cè)溫點(diǎn)均勻地布置在澆筑層面上，做好測(cè)溫記錄并及時(shí)上報(bào)。

3.5.5 溢流面部位翻模抹面施工

為有效消除過(guò)流部位混凝土表面氣泡，提高混凝土成型后外觀質(zhì)量，采用翻模抹面工藝施工。根據(jù)3#溢流表孔結(jié)構(gòu)體形特點(diǎn)以及結(jié)合前期翻模抹面施工經(jīng)驗(yàn)，擬對(duì)以下部位采用翻模抹面工藝進(jìn)行施工：表孔溢流面上游進(jìn)口橢圓段安裝定型鋼模板部位；“冪函數(shù)曲線”下游段及圓弧段上游與水平線夾角大于250部位，坡比為1：1.732的斜直線段。

上游進(jìn)口橢圓段翻模部位安裝定型鋼模板，其余翻模施工部位安裝組合鋼模及刮軌樣架，為方便混凝土澆筑過(guò)程中的下料和振搗，備倉(cāng)過(guò)程立模時(shí)沿高度及左右方向間隔2m左右預(yù)留出下料孔和振搗孔，下料完成后振搗過(guò)程中進(jìn)行封堵，防止混凝土振搗時(shí)向下坍塌。

為便于控制翻模時(shí)間，應(yīng)盡量縮短翻模部位混凝土澆筑時(shí)間，可采用先澆筑大面，在保證接茬部位不初凝前提下將翻模部位混凝土連續(xù)澆筑2～3個(gè)坯層的方式施工。

混凝土澆筑完成后，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)氣溫、來(lái)料坍落度、混凝土初凝時(shí)間試驗(yàn)資料等因素現(xiàn)場(chǎng)確定翻模時(shí)間，在混凝土初凝之前且不致坍塌時(shí)，人工將模板拆除，一般控制在6h左右，模板拆除后對(duì)混凝土表面進(jìn)行精細(xì)抹面并拆除刮軌樣架以及將外露的拉桿頭、鐵件頭割除。

結(jié)束語(yǔ)

小灣水電站溢流表孔溢流面施工，結(jié)合了結(jié)構(gòu)自身特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境，采取上述施工措施和方法，保證了溢流面的施工進(jìn)度及質(zhì)量，解決了溢流面的平順銜接和抹面的施工難題，為后期同類(lèi)工程施工奠定了基礎(chǔ)，為以后類(lèi)似的澆筑施工提供經(jīng)驗(yàn)。

作者簡(jiǎn)介：

1、李成華女（1979-） 助理工程師中國(guó)水電四局第五分局小灣項(xiàng)目部技術(shù)辦副科長(zhǎng)

2、周淑英女（1973-） 工程師中國(guó)水電四局第五分局小灣項(xiàng)目部合同管理辦公室

3、慈全紅男（1970-） 助理工程師中國(guó)水電四局第五分局小灣項(xiàng)目部綜合隊(duì)副大隊(duì)長(zhǎng)

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用PDF形式查看。