白石水庫混凝土壩預制廊道技術

師寧焉

（遼寧省白石水庫管理局，遼寧 朝陽 122000）

1 概況

白石水庫總庫容16.45億m3，為大（1）型水庫。是遼寧“九五”期間是重點工程。建設過程中認真執(zhí)行“三項制度”的同時引進和開發(fā)先進技術24項，獲水利廳及省部級科技進步獎9項，獲國家專利1項，總體質量優(yōu)良。下文對廊道預制件接縫部位微滲原因進行了分析，以便為類似工程提供參考。

2 方案的選擇

廊道預制件的形式一般分為全斷面預制和部分預制。在全斷面預制中又分整體預制和分體預制。整體預制指除廊道底板外（有時亦包括底板），側墻和頂板（或頂拱）均一次預制；部分預制就是僅預制側墻或頂板（頂拱）中的某一部分，其余現(xiàn)場澆筑。

全斷面整體預制，就是把廊道按長度方向分成若干段，每段（以下稱廊道預制件）一次預制完成。這種預制方法受力條件好，預制和安裝都很方便，外形質量容易控制，但需有較大的運輸和安裝能力。全斷面分體預制，一般是把每個廊道預制件分成2～3段，到現(xiàn)場拼接，外觀質量不易控制，增加了安裝和接縫處理的難度。

白石水庫工程總工期由原設計6.5年減少為5.5年，時間緊，必須優(yōu)化施工。當時工地預制廠設有30 t龍門吊，大壩現(xiàn)場有DMQ540/30 t門式和40 t汽車起重機，有15 t以上的運輸汽車。因此選擇了整體預制方案。

3 整體預制廊道設計

3.1 預制件尺寸確定

廊道預制件幾何尺寸的確定，除應考慮經濟性，還要考慮裝運、安裝及水庫運行期構件自身的堅固性。最終確定長99 cm，厚40 cm，內高400 cm。每個預制件的邊棱部位留有等腰2 cm的內倒角和6 cm的外倒角，兩相鄰塊設計間隙2 cm。

3.2 預制混凝土設計指標

采用三級配混凝土，最大骨料粒徑80 mm，標號為C20W6。

3.3 配筋設計

配筋設計主要考慮以下荷載：①水平和垂直起吊自重產生的內力；②混凝土澆筑產生的側壓力；③水庫正常運行期廊道的應力。經計算，在第③種情況下，廊道周圍不產生拉應力，只需按構造配筋。因此，廊道配筋設計主要應滿足①、②，配置了雙層φ20@200鋼筋。每個預制件都設置了3個水平吊環(huán)和2個垂直吊環(huán)供吊裝使用，吊環(huán)位于起吊內力均勻分布處。為避免預制件在吊運、安裝期間兩自由端發(fā)生變形產生不利的內應力，在下部增設了臨時支撐。

3.4 預制數(shù)量

廊道水平段總長403 m，在排水與灌漿廊道3個相交部位采用現(xiàn)場支模澆筑（長15 m），其余388 m均采用預制廊道。預制件總數(shù)388塊，單件體積4.14 m3，重11.07 t，預制總量1606 m3。

4 預制廊道施工

4.1 場地與設備

預制場在壩址下游，配有起重量30 t的龍門吊1臺，400 L攪拌機1臺及電焊機、鋼筋加工機等附屬設備。

4.2 模板

廊道預制件內模采用定型組合鋼模板，面板用厚5 mm的鋼板制作，每個預制件的內模分4塊，即2塊1/2半圓段和2塊側面直線段，外模全部采用鋼桁架的木模板，亦分成4塊組裝。內外倒角用紅松或白松制作。

4.3 底 臺

為利于標準化作業(yè)，保證預制件精度，在預制之前要先做成與預制件斷面相同的底臺，底臺用一級配混凝土澆筑，高10 cm，表面包鍍鋅鐵皮。每隔80 cm留一圓孔，以便穿加固模板的螺栓之用。支模時內外模板把底臺夾在當中。

4.4 混凝土施工

首先將鋼筋籠放到底臺上，把各種預埋件按設計位置固定好。然后將涂刷完脫模劑的內外層模板組裝并加固，驗收合格后進行混凝土澆筑。

混凝土坍落度3～5 cm為宜，人工分3層入模振搗后，進行修面。振搗器功率為1.1 kW的軟軸振搗棒，初凝后灑水養(yǎng)護。在夏季48 h就可拆模、72 h可用龍門吊輕移到存放場繼續(xù)養(yǎng)生到28 d后再堆放。如用蒸氣養(yǎng)護，則更節(jié)省時間。

4.5 預制廊道安裝

在壩體齒槽澆筑到底面高程以下0.5 m為安裝基面，預埋兩條∠100×100×10 mm角鋼，其間距與預制廊道底邊外緣預埋鐵相同，預制件精確就位后，進行間斷焊接，焊縫高度不小于10 mm，每側焊縫總長不小于底邊長的50%。每臺吊車可安2 m/h?；嬉陨舷噜忣A制件接縫做防滲處理：①將內外側縫口封堵密實后向縫內灌注膨脹水泥砂漿；②初凝后拆開外封口，用鋼刷除掉外倒角表面的粘結物和乳皮，沖冼干凈；③用較稠的水泥凈漿涂刷外倒角后填抹膨脹水泥砂漿至齊平；④養(yǎng)護3 d后在風干表面涂貼4油3氈，向兩側預制件多貼10 cm以上；⑤澆筑壩體混凝土；⑥溝抹內倒角，澆筑廊道底板二期混凝土。

4.6 施工質量

4.6.1 質量標準

預制廊道施工質量標準如表1所列。

表1 預制廊道構件施工質量標準

4.6.2 施工質量評定

拆模后每一個預制件都要進行質量檢驗，合格率100%，優(yōu)良品率90%；廊道安裝合格率100%，優(yōu)良品率95%。廊道整齊壯觀，美中不足的是水庫蓄水后，有部分預制件接縫處發(fā)生微滲，1999年和2011年2次對5～27號壩段廊道預制件接縫滲水進行了調查，在淹沒水深11～28 m條件下，結果基本一樣。壩段橫縫22個，整圈微滲7個占32%，無橫縫處預制件366個，整圈微滲7個占2%。

5 技術與質量總結

5.1 滲水原因分析

壩內廊道位于上游齒槽部位，高程較低，安裝后正是春季混凝土澆筑好時候，負責生產的某些領導為了搶工期，認為廊道至碾壓混凝土之間有1 m厚C9015的常規(guī)混凝土，且壩段橫縫上有橡膠止水帶，能滿足預制件接縫防滲要求，現(xiàn)場決定，取消接縫防滲處理工序。后來在設計等有關技術人員堅持下又按原設計進行了施工，但給施工者留下了“可有可無”的不良印象，致使該道重要工序施工比較粗糙，如用灰袋紙塞縫口，造成漏漿；大部分間隙不灌注砂漿而直接填抹外抹角砂漿，存在局部不實、不平、4油3氈空鼓、粘貼面不干燥，貼的不嚴密等問題，這些都是導致接縫滲水的因素。

5.2 預制廊道優(yōu)點

該工程采用整體預制廊道，加快主體工期1個月，如把廊道內模板拆除難度算上，可加快單項工期3個月；與現(xiàn)澆廊道比較節(jié)省造價74萬元；另外無裂縫、漲模、錯臺等質量問題，外表美觀標致，結構安全可靠，有利文明施工。

5.3 需改進和注意方面

1）隨著科學技術發(fā)展，新材料、新工藝不斷問世，在處理預制件接縫（嵌縫）上應選擇新型可塑性防滲材料，如聚氯乙烯膠泥，塑料油膏，基丁橡膠等等。

2）相鄰預制件安裝必須保持在同一平面，外抹角可減小到3 cm×3 cm，有利于節(jié)省嵌縫膠材和確保外層的4油3氈粘貼質量。

3）油氈卷材應選擇有一定彈性和耐久性的新型材質，液態(tài)膠應選擇可塑性的，以適應壩體變形，特別要重視壩段橫縫防滲處理。

4）預制件安裝間隙應先用膨脹水泥砂漿灌注，內外縫口建議用適當直徑小膠管充氣封堵效果更佳。待砂漿接近初凝時，拆開外封口，壓實壓光。

5）如外抹角全部采用可塑防滲膠材回填時，結合面應涂刷液體膠過渡層。如用早強膨脹砂漿回填也需涂刷凈水泥稠漿過渡層，砂漿養(yǎng)生不小于3 d隙。貼油氈前要風干表面，不宜用噴燈烘烤。廊道外側橫縫止水不可取消，要保證止水效果。