三里坪大壩泄洪中表孔混凝土施工

劉 斌

（中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)第十五工程局有限公司 陜西 西安 710065）

1 工程概況

三里坪大壩位于湖北省房縣境內(nèi)，工程為Ⅱ等大（2）型工程，主要建筑物為2級(jí)，攔河大壩由碾壓混凝土對(duì)數(shù)螺旋線拱形雙曲拱壩、泄洪表孔、泄洪中孔等組成。設(shè)計(jì)壩頂高420m，大壩底部高程287m,最大壩高133m。

大壩中孔設(shè)計(jì)2孔，孔高8m，孔寬5m，高程EL360m～EL368m，上下游均為懸挑結(jié)構(gòu)，最大懸挑長(zhǎng)度25.51m。表孔設(shè)計(jì)3孔，孔寬12m，底坎高程EL408m，最大懸挑長(zhǎng)度15.46m。混凝土總量7.7萬(wàn)m3，鋼筋制安3200t。

泄洪表孔底坎高程為EL408m，孔寬12m，設(shè)計(jì)為3孔。每孔安設(shè)弧形工作閘門。在上下游均為懸挑結(jié)構(gòu)，上游懸挑長(zhǎng)度為15.46m，坡比為 1.5∶1下游懸挑長(zhǎng)度12.42m，坡比為1∶2。上游最大懸挑斜長(zhǎng)27.87m，最小斜長(zhǎng)7.48m。下游最大懸挑斜長(zhǎng)13.89m，最小懸挑斜長(zhǎng)2.36m。2#表孔左右邊墩為中孔上游事故檢修閘門閘墩。

2 施工規(guī)劃

大壩下游EL290m高程安裝一臺(tái)QTZ7052型塔式起重機(jī)，用于泄洪中、表孔常態(tài)砼輔助澆筑入倉(cāng)及鋼筋、模板等施工材料垂直運(yùn)輸。在中孔EL356m～EL374m和表孔EL394m～EL420m分別架設(shè)二條高空皮帶機(jī)作為混凝土入倉(cāng)的主要方法。

3 施工方案

中、表孔混凝土施工方案基本相同，本文著重講述中孔混凝土施工方法。

中、表孔混凝土關(guān)鍵是懸挑段混凝土施工，根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)施工條件對(duì)幾種施工方案進(jìn)行了比較后選用了具有多次成功經(jīng)驗(yàn)的“預(yù)制混凝土模板孔施工方案”，另增加了工字鋼預(yù)制件預(yù)埋方案，確?；炷羶?nèi)部澆筑質(zhì)量。此施工方案優(yōu)點(diǎn)是施工速度快、施工質(zhì)量高、施工成本低，相互干擾小，并且可以滿足設(shè)計(jì)要求。具體施工方法是在下層混凝土施工時(shí)在混凝土中每1.5m預(yù)埋一根工字鋼，外漏0.5m，埋入混凝土中1m，然后外部再連接3.5m長(zhǎng)工字鋼，工字鋼總長(zhǎng)度為5m，伸入混凝土1m外露4m。在外露工字鋼端進(jìn)行打孔，在底部混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，進(jìn)行上部工字鋼連接加高。連接方法采用夾板螺栓連接的施工方法，并對(duì)夾板兩側(cè)進(jìn)行焊接。在工字鋼連接完畢后開始安裝預(yù)制混凝土模板，預(yù)制混凝土依靠工字鋼進(jìn)行加固，由于工字鋼高度較大，對(duì)工字鋼也需要進(jìn)行加固，以防止在施工時(shí)工字鋼發(fā)生變形，引起預(yù)制模板的位移。澆筑混凝土?xí)r是斜層施工，因此對(duì)工字鋼的加固不只是前后的加固，還要考慮由于混凝土不是水平上升，引起的工字鋼發(fā)生左右偏移的加固。預(yù)制混凝土模板安裝的高程由于兩孔起弧線不一致，為了能夠統(tǒng)一施工，相貫線附近的混凝土采用外部預(yù)埋工字鋼進(jìn)行現(xiàn)澆施工。

這種施工方案的優(yōu)點(diǎn)是可以保證混凝土平層上升，響應(yīng)了設(shè)計(jì)要求，不需要預(yù)留鍵槽和加固用的插筋，施工進(jìn)度由于可以保證平層上升，也可以得到保證，人員全部在倉(cāng)內(nèi)施工，安全得到保障。

其他方案包括：方案一，滿堂架施工方案；方案二，孔內(nèi)混凝土錯(cuò)臺(tái)施工方案；方案四，外部全部懸挑工字鋼施工方案。以上四種方案主要材料對(duì)比見表1。

4 模板施工方案

本工程設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，體型樣式多變，對(duì)于模板的質(zhì)量、安裝要求比較高，針對(duì)工程設(shè)計(jì)，采取多種模板形式，以保證設(shè)計(jì)意圖與建筑物的外觀質(zhì)量要求。

表1 四種施工方案材料用料表

（1）模板的鋼筋拉條無(wú)彎曲，直徑采用12mm拉筋，拉條與錨環(huán)的連接牢固，拉條與混凝土面呈40°為宜。

（2）組合鋼模板橫、豎圍檁均采用兩根φ48×3.5mm鋼管，豎圍檁間距75cm。當(dāng)豎圍檁采用單根鋼管時(shí)，其間距為37.5cm。鋼模板與圍檁之間用M12鉤頭螺栓、3形扣件連接。每塊模板上使用8個(gè)U形卡。多卡模板兩塊之間使用大U形卡連接，U形卡數(shù)量不少于4個(gè)。

（3）模板與混凝土搭接部位、各塊模板接縫處均粘貼雙面膠，防止振搗時(shí)漏漿，以保證混凝土表面的平整度和混凝土的密實(shí)性。建筑物分層施工時(shí)，逐層校正下層偏差，確保建筑物全高偏差滿足設(shè)計(jì)要求。模板之間的拼縫采用原子灰刮平。待原子灰硬化后表明再涂刷一道清漆，確保兩塊模板之間拼縫嚴(yán)密、平整、不漏漿。

（4）進(jìn)口段曲面模板方案。本工程進(jìn)水口的曲面方程為：進(jìn)口地板為1/4圓面，圓半徑R=2m；側(cè)面為1/4橢圓曲面，橢圓方程為X22/3.32+Y22/1.12=1；頂面為近似1/4橢圓曲面，橢圓方程為X12/82+Y12/2.672=1。根據(jù)《三里坪水利水電樞紐大壩砼施工技術(shù)要求》相關(guān)技術(shù)條款，孔口體型復(fù)雜且其工程量較小，定型鋼模板都是一次使用，不能周轉(zhuǎn)使用，為降低成本、便于操作，采用木模板方案，鋼木加工廠加工，現(xiàn)場(chǎng)精確放樣定位加固。圓曲面模板分為四組制作，平均每塊高度0.785m，長(zhǎng)度1.8m,四塊為一組，每組總長(zhǎng)度7.2m，共制作8套。側(cè)面橢圓曲面模板一組分為8塊制作，每塊高度1.5m，長(zhǎng)度0.5m～0.8m，共制作4套32組。頂面橢圓曲面模板一組分8塊制作，每塊高度0.5m～0.8m,長(zhǎng)度1.5m，共制作2套16組。制作形式：面板采用3cm厚木板，肋條采用5cm厚木板制作，肋條間距50cm，肋條要求放樣制作，2吋鐵釘將3cm厚木板定于肋條上，要求木板縫隙控制在2mm以內(nèi)。所有形式曲面模板均在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)采用0.5吋鐵釘將0.4cm厚復(fù)合木板釘在3cm木板內(nèi)側(cè)，固定牢靠，以使混凝土澆筑過程中不會(huì)出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，也能保證混凝土表面的平整度。

現(xiàn)場(chǎng)安裝前，測(cè)量人員精確放樣，現(xiàn)場(chǎng)施工人員積極配合。TCR702全站儀每50cm一個(gè)斷面，斷面必須垂直孔身軸線，每個(gè)斷面內(nèi)放樣間距0.6cm，根據(jù)各自曲面長(zhǎng)度情況布置放樣點(diǎn)數(shù)。采用Φ12鋼筋焊接在測(cè)量放樣點(diǎn)位之上，根據(jù)測(cè)量放樣成果，精確控制高程或者水平軸距，并用油漆等做醒目標(biāo)記。用線繩將同一斷面內(nèi)的進(jìn)行連接校核，若無(wú)誤，則采用Φ12鋼筋將同一斷面內(nèi)標(biāo)記進(jìn)行連接焊接，作為模板支撐鋼筋，要求焊接牢靠。若有問題則重新逐個(gè)檢查各放樣點(diǎn)測(cè)量放樣成果或者操作誤差。支撐鋼筋焊接完成后測(cè)量人員隨即進(jìn)行檢測(cè)校核，最后開始進(jìn)行模板安裝工作。

5 砼分層澆筑施工方案

混凝土澆筑主要有以下問題：倉(cāng)面面積較大、環(huán)境制約因素多、入倉(cāng)方式受制約、入倉(cāng)強(qiáng)度低等因素。根據(jù)這些原因，在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)EL356m以下上下游是斷開的，各自獨(dú)立澆筑，EL356m以上通倉(cāng)澆筑，澆筑方案為自上游向下游推進(jìn)澆筑。

由于在中孔位置按照設(shè)計(jì)要求沒有垂直分縫，所以混凝土澆筑倉(cāng)面過大。按照臺(tái)階方式計(jì)算，每層臺(tái)階寬度3m計(jì)算，每小時(shí)需要混凝土180m3，混凝土初凝時(shí)間只有2小時(shí)，總的拌合能力可以達(dá)到120m3/h。在EL356m～EL360m和 EL368m～EL373.95m高程混凝土通倉(cāng)澆筑時(shí)，不能滿足施工要求180m3/h的需要，所以施工時(shí)在混凝土澆筑層在EL357m～EL360m段修改為1.5m一層；在EL360m～EL368m段由于中孔孔身將此段分為三段，所以澆筑層厚改變?yōu)?m；在EL368m～EL373.95m由于混凝土斷面有所縮小，將混凝土澆筑層厚修改為2m一層，混凝土澆筑強(qiáng)度降低為120m3/h以內(nèi)，混凝土拌合能力可以滿足施工要求。

6 砼澆筑入倉(cāng)方案

（1）EL345m～EL356m澆筑施工方案

砼入倉(cāng)主要采用自卸車運(yùn)輸砼，塔吊入倉(cāng)。

（2）EL356m～EL374m砼澆筑方案

因中孔左右混凝土澆筑量較大，在施工中采用皮帶機(jī)配合入倉(cāng)為主，局部邊角部位塔吊配合入倉(cāng)的施工方案。

（3）同一倉(cāng)內(nèi)變級(jí)配、變標(biāo)號(hào)砼施工方案

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，從砼澆筑分層分塊原則上，堅(jiān)持分層高度控制在設(shè)計(jì)要求的變級(jí)配、變標(biāo)號(hào)砼分區(qū)界線上，有利施工有力操作。無(wú)法調(diào)整的水平向變級(jí)配、變標(biāo)號(hào)砼澆筑，施工前做好配合比的交底工作，做到心中有數(shù)，現(xiàn)場(chǎng)交底清楚，測(cè)量人員在鋼筋或模板上標(biāo)記清楚，防止混亂施工。施工過程中從一邊開始進(jìn)占施工，在需要變配合比的位置，形成鋸齒狀結(jié)合，保證平均厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。改變配合比位置的混凝土要和其接觸的混凝土必須是同層澆筑，不能形成大的錯(cuò)臺(tái)，使混凝土級(jí)配分界線不明，造成材料浪費(fèi)或不能保證施工質(zhì)量。

7 結(jié)語(yǔ)

湖北三里坪碾壓混凝土大壩泄洪中、表孔常態(tài)混凝土在工程施工中，經(jīng)過詳細(xì)認(rèn)真的分析、計(jì)算，多種施工方案的比較，最終確定使用預(yù)制混凝土模板孔內(nèi)預(yù)埋工字鋼的施工方案。采用皮帶機(jī)入倉(cāng)為主、塔吊進(jìn)行配合的混凝土澆筑方案，使中、表孔混凝土施工有序進(jìn)行，質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，各節(jié)點(diǎn)目標(biāo)按計(jì)劃完成，在保證施工質(zhì)量的前提下加快施工進(jìn)度并節(jié)約工程投資，為今后同類工程的施工提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。陜西水利