糯扎渡水電站右岸泄洪洞混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)

張耀威，柴喜洲，武俊鋒，薛香臣

（中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)水電第一總隊(duì)，廣西 南寧 530028）

糯扎渡水電站右岸泄洪隧洞為主要永久泄洪建筑物之一，位于大壩右岸山體內(nèi)，洞身全長(zhǎng)1 062 m，進(jìn)出口平面轉(zhuǎn)角60°。進(jìn)口有壓段為φ12 m的圓形斷面，襯砌厚1.2 m；工作閘門(mén)為2孔，孔口尺寸5 m×8.5 m；無(wú)壓段為城門(mén)洞形，尺寸 （12～17 m）×（18.28～21.5 m），襯砌厚度為1.2～2 m，出口為挑流消能段。設(shè)計(jì)最大作用水頭126 m，最大泄流能力3 257 m3/s，最大流速41 m/s。

1 混凝土施工主要難點(diǎn)

（1）有壓段圓形斷面襯砌。有壓段圓形斷面襯砌設(shè)計(jì)要求平整度不大于6 mm/2 m，且有100 m長(zhǎng)洞身半徑為80 m、角度60°的轉(zhuǎn)彎段。同時(shí)，還要考慮上、下游車(chē)輛通行問(wèn)題。

（2）無(wú)壓段抗沖耐磨混凝土。作為大泄量、高流速的水工隧洞，無(wú)壓段混凝土的控制底板和邊墻表面平整度以及混凝土表面氣泡和防裂十分關(guān)鍵。底板和邊墻過(guò)流面平整度要滿(mǎn)足不大于3 mm/2 m的設(shè)計(jì)要求。

（3）無(wú)壓段頂拱混凝土。無(wú)壓段標(biāo)準(zhǔn)段頂拱頂部圓弧半徑相同，但兩側(cè)邊墻高度不同，且中間分別設(shè)置3道2.2～2.7 m摻氣坎。無(wú)壓段漸變段頂拱兩側(cè)和頂部均為漸變結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)達(dá)104 m，必須采用異形模板結(jié)構(gòu)，模板支撐結(jié)構(gòu)變化大。同時(shí)，必須確保滿(mǎn)足水庫(kù)提前1年發(fā)電要求。

2 有壓段混凝土施工

有壓段底部1/4圓弧采用底拱滑模澆筑，頂部3/4圓弧采用2 m×4.5 m長(zhǎng)門(mén)式鋼模臺(tái)車(chē)施工?；炷翑嚢柽\(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸，混凝土泵入倉(cāng)。

2.1 底拱滑模施工

2.1.1 工藝流程

混凝土施工工藝流程為：鋼筋綁扎→滑模就位→倉(cāng)號(hào)沖洗→校模、倉(cāng)面驗(yàn)收→混凝土澆筑→拉?！妗鸀⑺B(yǎng)護(hù)。

2.1.2 底拱滑模結(jié)構(gòu)

有壓段底拱滑模分2部分，上部為承重桁架，下部為模體。承重桁架采用型鋼焊接，兩側(cè)安裝φ40 cm鋼輪轂在 “H”形鋼軌道上行走，液壓油缸作為行走動(dòng)力。模體由面板、振搗倉(cāng)口組成，面板采用5 mm鋼板卷制而成，呈 “V”字形。振搗倉(cāng)口按50 cm分成數(shù)個(gè)小方格。振搗倉(cāng)口設(shè)在模體前部，滑動(dòng)時(shí)作為刮板找平混凝土。底拱滑模結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 底拱滑模結(jié)構(gòu)（單位：mm）

2.1.3 關(guān)鍵施工工藝

（1）入倉(cāng)與振搗。底拱混凝土入倉(cāng)時(shí)嚴(yán)格控制混凝土塌落度在12 cm以?xún)?nèi)，再采用混凝土泵泵送到滑模兩側(cè)和中間部位，底拱布料厚度約40 cm。在滑模兩側(cè)，振搗器插入距模板約10～20 cm；在正前方，在振搗倉(cāng)口內(nèi)振搗，嚴(yán)禁直接深入模體底部振搗。

（2）摸面壓光。模體末端設(shè)置摸面平臺(tái)，并采用滾杠順圓弧方向滾動(dòng)提漿，出?；炷帘砻嫒斯ば拚⒚鎵汗?。

（3）滑模滑動(dòng)。通過(guò)滑模體上液壓控制系統(tǒng)控制兩側(cè)軌道上的行走油缸滑動(dòng)，滑行速度1.0～1.5 m/h，以?xún)蓚?cè)面混凝土不坍塌為宜。滑?；星?，要清除模板前沿的超填混凝土，以減小模板滑動(dòng)阻力。

2.2 鋼模臺(tái)車(chē)施工

2.2.1 鋼模臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)

鋼模臺(tái)車(chē)由行走機(jī)構(gòu)、車(chē)架、鋼模板及其支撐系統(tǒng)、行走系統(tǒng)組成，由2臺(tái)4.5 m長(zhǎng)臺(tái)車(chē)連接組成。模板組由鋼模板、鋼拱架及縱向連接梁組成；臺(tái)車(chē)部分由臺(tái)車(chē)架、托架、橫移裝置及行走機(jī)構(gòu)組成；液壓系統(tǒng)由垂直移動(dòng)、橫向移動(dòng)和左、右側(cè)向液壓缸及供油系統(tǒng)組成；采用有軌運(yùn)行方式，軌道采用P43型鋼軌；行走機(jī)構(gòu)為電機(jī)鏈輪傳動(dòng)。鋼模臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

2.2.2 工藝流程

圖2 鋼模臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)（單位：mm）

混凝土施工工藝流程為：鋼筋綁扎→鋼模臺(tái)車(chē)就位→涂刷脫模劑→縫面處理及測(cè)量放線(xiàn)→邊、頂模就位→堵頭模封堵→安裝灌漿管→倉(cāng)面驗(yàn)收→澆筑邊頂拱→脫模→頂拱噴養(yǎng)護(hù)劑→邊拱灑水養(yǎng)護(hù)。

2.2.3 關(guān)鍵施工工藝

（1）鋼模臺(tái)車(chē)就位與脫模。臺(tái)車(chē)沿軌道通過(guò)自行設(shè)備移動(dòng)至待澆倉(cāng)位，先將車(chē)架下方的夾軌器及下?lián)螚U上緊，調(diào)節(jié)橫送油缸使模板與隧洞中心對(duì)齊，然后起升頂模油缸。頂模到位后，把側(cè)模用油缸調(diào)整到位，并把手動(dòng)撐桿及上撐桿安裝、上緊。脫模與立模時(shí)操作相反。鋼模臺(tái)車(chē)通過(guò)轉(zhuǎn)彎段時(shí)，先拆解成2臺(tái)4.5 m長(zhǎng)的臺(tái)車(chē)，并采用角鋼和竹膠板制作轉(zhuǎn)彎連接部分，利用連接部分將2個(gè)臺(tái)車(chē)連成整體，使臺(tái)車(chē)形成 “以直代曲” （即2個(gè)4.5 m長(zhǎng)直線(xiàn)替代轉(zhuǎn)彎段曲線(xiàn)）的模板臺(tái)車(chē)。

（2）混凝土入倉(cāng)、平倉(cāng)。左、右側(cè)各1臺(tái)混凝土泵，卸料口設(shè)在滑模 （鋼模臺(tái)車(chē)）兩側(cè)和中間，出口接溜桶送至混凝土鋪料作業(yè)面。臺(tái)車(chē)兩側(cè)和上、下游面上升高度和速度相同，澆筑速度控制在1 m/h左右，兩邊澆筑高差不得大于50 cm，以免臺(tái)車(chē)側(cè)翻。頂拱混凝土封拱時(shí)采用沖天尾管法封拱。

3 無(wú)壓段混凝土施工

無(wú)壓段底板混凝土選擇無(wú)軌滑模方案施工，邊墻采用翻轉(zhuǎn)模板施工方案。同時(shí)，必須對(duì)抗沖耐磨混凝土采取溫控措施，以防止裂縫發(fā)生。無(wú)壓段標(biāo)準(zhǔn)段頂拱選用懸臂式頂拱臺(tái)車(chē)；漸變段頂拱選用移動(dòng)式混凝土承重排架方案。

3.1 抗沖耐磨混凝土平整度控制

（1）底板。底板平整度控制采用3道收面法，先采用滑模體進(jìn)行表面粗平，再人工借助樣架和2 m長(zhǎng)的100 mm×50 mm方鋼進(jìn)行2道找平修整，最后用2 m靠尺檢查平整度并進(jìn)行壓光。抹面樣架采用φ50 mm鋼管，間距2 m，利用φ25 mm可調(diào)節(jié)鋼筋螺桿固定，拆除后抹平。

（2）邊墻。采用3 m×3 m的翻轉(zhuǎn)模板，底部特制三角形模板以找平翻轉(zhuǎn)模板底邊。立模時(shí)，先用三角形模板找平底邊，然后先立模6 m高。澆筑完第1層4.5 m高邊墻后，底部模板不拆除，用翻轉(zhuǎn)鋼模加高倉(cāng)面，繼續(xù)澆筑邊墻。模板固定采用外撐內(nèi)拉，過(guò)流面采用內(nèi)置式拉筋，確保拉筋頭置于混凝土內(nèi) 3～5 cm。

3.2 防裂及溫度控制技術(shù)

（1）減小混凝土水化熱。無(wú)壓段底板抗沖耐磨混凝土選用中熱水泥進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，摻加25%粉煤灰，二級(jí)配。施工過(guò)程中，控制混凝土坍落度不大于12 cm，以減小水泥用量。采用頂部和側(cè)面進(jìn)行保溫的10 t自卸汽車(chē)運(yùn)輸，長(zhǎng)臂反鏟或履帶式布料機(jī)入倉(cāng)，以控制混凝土的坍落度。

（2）降低混凝土內(nèi)部溫度。采用溫控混凝土施工，混凝土出機(jī)口溫度不大于16℃，混凝土澆筑溫度不大于19℃。對(duì)混凝土進(jìn)行冷卻通水，1.2 m厚混凝土布置單層冷卻水管；1.5、2.0 m厚混凝土布置雙層冷卻水管。管徑φ32 mm、壁厚3.25 mm，間排距1.0 m?；炷料铝蠒r(shí)即開(kāi)始連續(xù)通水冷卻，進(jìn)水溫度10～13℃，動(dòng)態(tài)控制，前5 d通水流量為1.8～2 m3/h，5 d后為0.5～1.2 m3/h，通水流量根據(jù)溫度檢測(cè)情況進(jìn)行調(diào)整。混凝土冷卻齡期1～5 d內(nèi)最大降溫速率不超過(guò)1℃/d，5 d后不超過(guò)0.5℃/d，通水達(dá)到目標(biāo)溫度28℃即停止通水，靠自然散熱至穩(wěn)定溫度。高溫季節(jié)混凝土內(nèi)部容許溫度不大于45℃，低溫季節(jié)不大于40℃。

（3）減小混凝土內(nèi)外溫差。根據(jù)季節(jié)情況對(duì)混凝土表面進(jìn)行保溫和保濕?；炷帘卦诘蜏丶竟?jié)進(jìn)行，底板混凝土采用麻袋片或無(wú)紡布保水養(yǎng)護(hù)，邊墻噴灑養(yǎng)護(hù)劑，并及時(shí)覆蓋厚3 cm的保溫被或保溫板，保證混凝土表面晝夜溫差不大于3°C。高溫季節(jié)采用常流水保濕，對(duì)混凝土表面通自來(lái)水養(yǎng)護(hù)，通水流量約15 L/min，不保溫。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)段頂拱混凝土施工

頂拱混凝土模板采用7.5 m長(zhǎng)鋼模臺(tái)車(chē)，采用2臺(tái)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)牽引移動(dòng)。鋼筋采用3 m長(zhǎng)鋼筋臺(tái)車(chē)綁扎，鋼筋臺(tái)車(chē)采用手動(dòng)葫蘆牽引移動(dòng)，采用固定在臺(tái)車(chē)上的5 t卷?yè)P(yáng)機(jī)垂直運(yùn)輸鋼筋。頂拱臺(tái)車(chē)軌道支撐采用牛腿形式，牛腿縱向間距為1 200 mm，橫梁采用2[32b槽鋼，水平預(yù)埋進(jìn)混凝土1.1 m，斜撐采用I32a工字鋼。頂拱鋼模臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

3.4 漸變段頂拱混凝土施工

圖3 頂拱鋼模臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)（單位：m）

移動(dòng)式混凝土承重排架由牽引行走系統(tǒng)、底部行走鋼平臺(tái)和承重鋼管排架系統(tǒng)組成。底部行走鋼平臺(tái)采用型鋼制作，長(zhǎng)15 m，底部設(shè)12個(gè)輪轂；中間采用I20工字鋼預(yù)留4.1 m×4.5 m交通洞。鋼管排架安裝前，在行走平臺(tái)焊接φ36 mm鋼筋樁，采用卡扣式φ48 mm鋼管排架，立桿間排距0.75 m，橫桿間距1.2 m。排架縱橫及水平向設(shè)剪刀撐。移動(dòng)式混凝土承重排架結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。

圖4 移動(dòng)式混凝土承重排架結(jié)構(gòu)（單位：m）

混凝土采用移動(dòng)式混凝土承重排架、木方、定托作為模板支撐，平面部位采用P6015鋼模板立模，漸變部位采用2 cm膠合板立模。鋼筋采用固定在移動(dòng)式混凝土承重排架的5 t卷?yè)P(yáng)機(jī)垂直運(yùn)輸，人工綁扎。

移動(dòng)式承重鋼管排架施工程序?yàn)椋阂苿?dòng)就位→底部鋼平臺(tái)支撐、輪轂鎖定→承重鋼管排架校正、與兩邊墻固定→頂部模板支撐及模板施工→檢查驗(yàn)收→混凝土澆筑→模板拆除→承重鋼管排架兩側(cè)和頂部結(jié)構(gòu)調(diào)整，底部鋼平臺(tái)支撐拆除→移動(dòng)下一倉(cāng)。

4 結(jié) 語(yǔ)

（1）有壓段和無(wú)壓段過(guò)流面平整度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，合格率達(dá)到93.5%。

（2）有壓段底拱、3/4邊頂拱混凝土3次被評(píng)為工地樣板工程；無(wú)壓段底板、邊墻混凝土2次被評(píng)為工地樣板工程。所有分部分項(xiàng)工程全部?jī)?yōu)良。

（3）無(wú)壓段溫控混凝土內(nèi)部高溫季節(jié)最大溫升42℃；低溫季節(jié)38.5℃。無(wú)混凝土裂縫發(fā)生，防裂效果明顯。

（4）各部位施工效率、進(jìn)度改善明顯，有壓段底拱滑模施工強(qiáng)度達(dá)到10 m洞長(zhǎng)/d；3/4頂拱鋼模臺(tái)車(chē)施工強(qiáng)度4 d/倉(cāng)；無(wú)壓段漸變段頂拱混凝土施工強(qiáng)度15 d/倉(cāng)，無(wú)壓段頂拱臺(tái)車(chē)混凝土施工強(qiáng)度4 d/倉(cāng)。確保了提前1年通水目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

（5）有壓段混凝土施工較傳統(tǒng)的針梁式鋼模臺(tái)車(chē)節(jié)省重量約40 t；無(wú)壓段混凝土施工較傳統(tǒng)的落地式鋼模臺(tái)車(chē)節(jié)省重量90 t。無(wú)壓段漸變段頂拱混凝土施工人工及材料費(fèi)節(jié)約45元/m3。