碾壓混凝土薄拱壩廊道層碾壓混凝土施工方法

李榮果

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司一分局，四川彭山 620860)

1 工程概述

立洲水電站壩址位于四川省涼山彝族自治州木里藏族自治縣境內(nèi)的博科鄉(xiāng)下游立洲巖子灰?guī)r“V”型峽谷內(nèi)。立洲水電站攔河大壩為碾壓混凝土拋物線雙曲拱壩，由壩體、泄洪系統(tǒng)、電梯井等組成。大壩壩頂高程2092m，壩底高程1960m，最大壩高132m;壩頂寬7m，壩底厚26m，厚高比為 0.197。

高程1970m廊道層壩體寬26m，上游壩面弧長(zhǎng)100m，下游壩面弧長(zhǎng)70m;廊道呈“丁”形布置，灌漿廊道左右岸貫通，將大壩壩體分為上下游獨(dú)立施工區(qū);交通廊道布置在壩中軸線，接灌漿廊道貫通大壩下游面，將大壩下游區(qū)分為左右獨(dú)立施工倉(cāng)面。灌漿廊道上游區(qū)域?yàn)槎?jí)配碾壓混凝土，下游為三級(jí)配碾壓混凝土，廊道及上下游壩面結(jié)構(gòu)面和模板布置50cm厚變態(tài)混凝土。大壩高程1970m廊道層布置情況見(jiàn)圖1。

2 廊道層施工特點(diǎn)

(1)施工作業(yè)面狹窄。廊道將壩體分為3個(gè)倉(cāng)面。上游倉(cāng)寬8.1m，最長(zhǎng)邊為100m;下游倉(cāng)寬14.1m，短邊長(zhǎng)33.7m。按照常規(guī)方法施工，自卸汽車(chē)、平倉(cāng)機(jī)、振動(dòng)碾等設(shè)備無(wú)法在同一個(gè)倉(cāng)內(nèi)正常作業(yè)，也存在較大的安全隱患。

(2)廊道層結(jié)構(gòu)復(fù)雜。廊道斷面均為城門(mén)洞型，灌漿廊道斷面為3m(寬)×4m(高)，交通廊道斷面為2.5m(寬)×3m(高);同時(shí)沿灌漿廊道布置了三個(gè)觀測(cè)站結(jié)構(gòu)，在交通廊道旁布置了一集水井(圖1)。

圖1 廊道層平面圖

(3)碾壓混凝土入倉(cāng)困難:本工程在高程2000m以下均采用自卸汽車(chē)通過(guò)大壩下游消力池道路直接入倉(cāng)。因此，高程1970m廊道層的上游混凝土入倉(cāng)需解決對(duì)下游倉(cāng)施工干擾的問(wèn)題和如何跨過(guò)灌漿廊道問(wèn)題。跨廊道入倉(cāng)可以采用垂直運(yùn)輸入倉(cāng)、布料機(jī)入倉(cāng)、二次翻運(yùn)入倉(cāng)、自卸汽車(chē)直接入倉(cāng)等方式。根據(jù)本工程總體布置，未布置大型纜機(jī)等垂直運(yùn)輸設(shè)備。由于該廊道層混凝土工程量小，若采取布料機(jī)將會(huì)造成工程浪費(fèi)。根據(jù)該廊道層倉(cāng)面尺寸，上游倉(cāng)總寬度為8.1m，除去上游模板錨筋、廊道插筋以及兩側(cè)的變態(tài)混凝土，自卸汽車(chē)實(shí)際行車(chē)寬度不足5.6m，無(wú)法滿足自卸汽車(chē)轉(zhuǎn)彎半徑要求;若將灌漿廊道預(yù)留缺口，讓自卸汽車(chē)直接在缺口處卸料后平倉(cāng)機(jī)再轉(zhuǎn)運(yùn)、攤鋪，缺口的廊道結(jié)構(gòu)處理和澆筑過(guò)程中不斷連續(xù)提升跨廊道橋板和下游倉(cāng)內(nèi)斜坡道填筑，均不利于施工組織。因此，根據(jù)本工程特點(diǎn)，選擇了反鏟二次翻運(yùn)、平倉(cāng)機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)、攤鋪的方法。

(4)工期緊:高程1970m廊道層是本工程度汛的關(guān)鍵部位，工期非常緊，要求一個(gè)月之內(nèi)完成高程1970～1975m廊道層碾壓混凝土和1970 m以下基礎(chǔ)固結(jié)灌漿施工。因此，廊道模板、鋼筋安裝將與固結(jié)灌漿施工平行穿插施工，故廊道層三個(gè)倉(cāng)號(hào)的分層、分倉(cāng)先后順序等需要精細(xì)、科學(xué)地進(jìn)行組織。

3 澆筑方案

3.1 分倉(cāng)與分層

由于交通廊道和灌漿廊道將壩面分割形成三部分，廊道高程范圍內(nèi)又無(wú)法實(shí)現(xiàn)相鄰倉(cāng)同時(shí)澆筑，故將廊道高程范圍內(nèi)的壩體分為三個(gè)獨(dú)立施工倉(cāng)面，上游倉(cāng)編號(hào)為1#(高程1970～1973.3 m)、下游左岸倉(cāng)編號(hào)為2#(高程1970～1972.4 m)、下游右岸倉(cāng)編號(hào)為3#(高程1970～1972.4 m)。

廊道層碾壓混凝土施工范圍為高程1970～1975m，分層需要考慮兩條廊道頂拱高程不同、各倉(cāng)號(hào)澆筑順序和廊道頂部以上澆筑的情況。將廊道層分為兩層施工，1#倉(cāng)分層高程為高程1 973.3m，2#、3#倉(cāng)分層高程為高程1972.4m。第一層各倉(cāng)獨(dú)立澆筑，第二層整個(gè)大面通倉(cāng)澆筑。分倉(cāng)、分層情況見(jiàn)圖2。

圖2 廊道層分層示意圖

3.2 入倉(cāng)方法

(1)跨廊道:采用CAT329反鏟翻料至上游倉(cāng)，具體步驟:自卸汽車(chē)直接進(jìn)入下游倉(cāng)內(nèi)→卸入暫存料斗→反鏟定點(diǎn)翻料至上游倉(cāng)→平倉(cāng)機(jī)推運(yùn)、攤鋪。由于廊道拱頂高達(dá)4m，反鏟又非長(zhǎng)臂反鏟，故采用預(yù)制塊堆碼形成2m高的反鏟平臺(tái)。

(2)下游倉(cāng)入倉(cāng):由于地勢(shì)原因，2#倉(cāng)入倉(cāng)口位于該倉(cāng)中間，自卸汽車(chē)無(wú)法直接入倉(cāng)，同時(shí)考慮到倉(cāng)面較小，故同樣采用反鏟翻料，平倉(cāng)機(jī)推運(yùn)、攤鋪。3#倉(cāng)入倉(cāng)口位于壩軸線附近，便于自卸汽車(chē)入倉(cāng)卸料，倉(cāng)面大小滿足自卸汽車(chē)轉(zhuǎn)彎半徑，故采取自卸汽車(chē)直接入倉(cāng)方式，入倉(cāng)道路一次性填筑2.5m高，再在入倉(cāng)道路與倉(cāng)面之間搭設(shè)鋼棧橋。

(3)跨廊道頂拱:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，廊道頂部為變態(tài)混凝土，廊道上游碾壓混凝土采取自卸汽車(chē)通過(guò)平板棧橋多定點(diǎn)卸料，再由平倉(cāng)機(jī)推運(yùn)。平板棧橋?qū)嶄佋谝褲沧儜B(tài)混凝土上，平板棧橋底部為鋼板，以防止棧橋陷入變態(tài)混凝土中，每升層提升平板棧橋一次，隨大壩壩面抬高。

3.3 澆筑程序

由于工期緊、任務(wù)重，分層、分倉(cāng)較多，同時(shí)又存在大量備倉(cāng)和固結(jié)灌漿等情況，不可能等到所有模板、鋼筋安裝完成和固結(jié)灌漿全部完成才開(kāi)始碾壓混凝土澆筑，故只有采取先備好一倉(cāng)、澆筑一倉(cāng)，并能在分倉(cāng)、分層方面做到持續(xù)澆筑，方能確保工期進(jìn)度。

相對(duì)而言，2#倉(cāng)備倉(cāng)工程量較小，可先澆筑，同時(shí)也可為上游倉(cāng)提供翻料點(diǎn);考慮到1#倉(cāng)、3#倉(cāng)備倉(cāng)情況，宜先澆筑1#倉(cāng)，3#倉(cāng)為其提供混凝土運(yùn)輸通道，同時(shí)也為下一層整體連續(xù)澆筑創(chuàng)造條件(圖3)。具體施工程序:2#倉(cāng)澆筑(1#、3#倉(cāng)備倉(cāng))→1#倉(cāng)澆筑(2#、3#倉(cāng)備倉(cāng))→3#倉(cāng)澆筑(1#、2#倉(cāng)備倉(cāng))→連續(xù)進(jìn)行澆筑并完成第二層澆筑至高程1975m(3#倉(cāng)不間斷澆筑→下游倉(cāng)通倉(cāng)澆筑至高程1973.6m→上下游通倉(cāng)澆筑至高程1975m)。

圖3 廊道層備倉(cāng)現(xiàn)場(chǎng)圖

4 施工注意事項(xiàng)

(1)重視安全管理。碾壓混凝土倉(cāng)面有眾多設(shè)備，如自卸汽車(chē)、振動(dòng)碾、平倉(cāng)機(jī)、加漿機(jī)、切縫機(jī)等，施工人員有變態(tài)混凝土施工人員、倉(cāng)面處理人員、管理人員等，存在工序平行、交叉作業(yè)，需要多設(shè)備、多工種的協(xié)調(diào)，安全問(wèn)題異常突出。特別是碾壓混凝土為小倉(cāng)號(hào)，倉(cāng)號(hào)雖小，但以上設(shè)備、人員一個(gè)也少不了。因此，作好倉(cāng)內(nèi)安全管控十分重要，應(yīng)高度重視小倉(cāng)號(hào)施工安全。

(2)作好已澆混凝土面的保護(hù)。將已澆混凝土面作為通道，必須對(duì)混凝土面采取保護(hù)措施，首先必須在碾壓混凝土終凝后并滿足抗壓強(qiáng)度條件下，通過(guò)覆蓋沙袋、木板等實(shí)施保護(hù)，特別是防止反鏟履帶破壞碾壓混凝土面;同時(shí)對(duì)碾壓混凝土面的保溫覆蓋、灑水養(yǎng)護(hù)等措施不得因占道而受到影響。

(3)作好混凝土翻運(yùn)中的VC值動(dòng)態(tài)控制。碾壓混凝土VC值是一個(gè)非常重要的施工參數(shù)，碾壓混凝土經(jīng)過(guò)暫存后反鏟翻運(yùn)，最后由平倉(cāng)機(jī)長(zhǎng)距離攤鋪，對(duì)VC值影響比較大，應(yīng)根據(jù)天氣氣溫、施工強(qiáng)度等情況及時(shí)調(diào)整出機(jī)口VC值，確保倉(cāng)內(nèi)VC值滿足施工要求。通過(guò)實(shí)踐，利用噴霧機(jī)營(yíng)造倉(cāng)面小氣候，可大大降低VC值的損失。

在碾壓混凝土翻運(yùn)過(guò)程中，可能使其均勻性降低、骨料集中，故應(yīng)派專(zhuān)人進(jìn)行處理。

5 結(jié)語(yǔ)

碾壓混凝土較常態(tài)混凝土更適應(yīng)于大倉(cāng)面施工，更具有快速、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)。正因?yàn)槿绱?，目前碾壓混凝土已廣泛應(yīng)用于重力壩、拱壩，碾壓混凝土薄拱壩也已出現(xiàn)多座，如本工程廊道層的分倉(cāng)澆筑情況亦將經(jīng)常出現(xiàn)。本工程根據(jù)實(shí)際施工條件，采取了靈活多樣的入倉(cāng)手段，精心組織，嚴(yán)把每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量關(guān)、進(jìn)度關(guān)、安全關(guān)，按期圓滿完成了廊道層碾壓混凝土施工。通過(guò)筆者的介紹和總結(jié)，希望能給類(lèi)似工程提供一定的借鑒和思路。