實(shí)例探析水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程防浪墻施工技術(shù)

田如軍

(松桃苗族自治縣水務(wù)局，貴州 松桃554100)

1 工程概況

青山灣水庫(kù)位于松桃縣木樹(shù)鄉(xiāng)治塢村，距縣47 km，屬烏江流域三級(jí)支流－沙灘河的上游。有松桃縣－長(zhǎng)興鎮(zhèn)－治塢村的公路從壩頂通過(guò)。水庫(kù)距長(zhǎng)興鎮(zhèn)15 km，交通較為方便。

青山灣水庫(kù)壩址上游集雨面積4.7 km2，大壩為均質(zhì)土壩，壩高21.5 m，總庫(kù)容58.4萬(wàn)m3，正常蓄水位以下庫(kù)容41.0萬(wàn)m3，興利庫(kù)容24.0 m3，死庫(kù)容17.0萬(wàn)m3，屬小(2)型水庫(kù)。水庫(kù)以灌溉為主，兼以防洪。灌區(qū)涉及治塢村、潮水灣組、水塘組，設(shè)計(jì)灌溉面積51 hm2，保證灌溉面積24 hm2，防洪保護(hù)人口563 人。

大壩為均質(zhì)土壩，壩高20.22 m，壩頂寬3.2 m，底寬101.78 m，壩頂長(zhǎng)56.0 m，壩頂高程458.37 m，上游壩坡為毛石塊石護(hù)坡。

溢洪道位于大壩左岸，為岸坡開(kāi)敞式溢洪道，其堰型為實(shí)用堰。堰頂高程455.17 m(壩頂以下3.2 m)，堰頂寬6.3 m。

原壩頂高程為458.37 m，但校核洪水位為459.56 m，所以應(yīng)加高壩頂1.19 m，壩頂高程459.67 m，壩頂寬度由原3.2 m調(diào)整為4.0 m并采用泥結(jié)石路面(在加高后的壩頂上先何用10 cm碎石墊層，再填筑10 cm厚的泥結(jié)石路面)，壩頂增設(shè)防浪墻，大壩防浪墻高度為1.0 m，防浪墻厚0.3 m，斷面采用“L”型布置，采用C15混凝土澆筑，每隔15 m設(shè)置一道伸縮縫。壩頂下游面設(shè)置0.2 ×0.2 的C15混凝土排水溝。由于壩頂有過(guò)車(chē)要求，同時(shí)設(shè)置了排水溝和防浪墻，防浪墻高程為460.67 m，符合設(shè)計(jì)要求。

2 防浪墻施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 測(cè)量放線

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑拇髩巫鴺?biāo)控制點(diǎn)，按照《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》(SL52—93)規(guī)定，在首級(jí)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，采用軸線法沿壩頂建立防浪墻平面控制網(wǎng)。壩軸線上的控制點(diǎn)建立完成后，設(shè)固定標(biāo)志進(jìn)行保護(hù)，按先疏后密的原則，逐步完成，最終的軸線控制點(diǎn)間距以滿(mǎn)足施工需要為主，不宜過(guò)大。

壩頂已基本填筑完成，通視條件較好，應(yīng)選擇良好的天氣狀況，避免大風(fēng)、大氣對(duì)測(cè)量誤差的影響。

根據(jù)施工需要，防浪墻沿軸線方向共布設(shè)10個(gè)控制點(diǎn)，細(xì)部放線，每一段墻身均使用全站儀放出中線及分倉(cāng)線，使用水準(zhǔn)儀在底板上放出墻身高程控制點(diǎn)，并以此為控制線在混凝土底板上彈出立模板邊線，便于控制模板位置及高程［1］。

2.2 模板制作安裝

為保證現(xiàn)澆混凝土(防浪墻)的施工質(zhì)量和工程進(jìn)度，計(jì)劃采用整體定型大鋼模板，利用8t 汽車(chē)吊車(chē)吊裝，人工配合就位。

2.2.1 模板設(shè)計(jì)

平面整體定型大鋼模板設(shè)計(jì)首先進(jìn)行荷載計(jì)算、分析，考慮新澆筑混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力、施工人員及施工設(shè)備自重、振搗混凝土產(chǎn)生的荷載和傾倒混凝土產(chǎn)生的荷載。然后確定結(jié)構(gòu)計(jì)算要求和力學(xué)模型，分別采用如下:

2.2.1.1 面板

面板用于成型，由剛度要求控制，要確保面板在小撓度內(nèi)工作，參照《組合鋼模板技術(shù)規(guī)范》(GBJ214—89)的規(guī)定，采用f =L/500 mm。面板由肋支撐，按連續(xù)梁計(jì)算內(nèi)力。采用5 mm鋼板。

2.2.1.2 橫肋

肋以支腿作為支撐，與鋼面板有效焊接，以傳遞剪力，但為安全起見(jiàn)，計(jì)算視其為單獨(dú)工作。力學(xué)模型也采用連續(xù)梁。橫肋采用80 ×8 角鋼和8#槽鋼。

2.2.1.3 對(duì)拉螺栓

對(duì)拉螺栓是模板用于側(cè)墻時(shí)，它承擔(dān)混凝土對(duì)模板的全部水平力，以保證模板不發(fā)生水平位移，其布局主要根據(jù)現(xiàn)澆混凝土側(cè)壓力分布。擬使用工具式套管拉桿，計(jì)算模型采用軸心抗拉。采用m20絲杠［2］。

2.2.1.4 支撐

支撐系統(tǒng)主要將混凝土對(duì)模板的水平分力傳遞給地基，并加強(qiáng)裝配式模板的整體穩(wěn)定性。主要采用8#槽鋼，形成整體支撐系統(tǒng)。

2.2.2 模板裝配

根據(jù)設(shè)計(jì)紙，首先進(jìn)行模板的裝配設(shè)計(jì)，然后再進(jìn)行各組件的加工，進(jìn)行詳細(xì)編號(hào)，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后拼裝。

防浪墻墻身模板分為上下游墻面模板、兩端堵頭模板共四塊，根據(jù)已彈好的模板邊線，利用8t 汽車(chē)吊車(chē)配合人工，首先使上下游墻面模板就位并校核準(zhǔn)確，再安裝兩端堵頭模板并固定止水及填縫用低發(fā)泡塑料板，最后校核位置尺寸無(wú)誤后用對(duì)拉螺絲緊固，并在兩邊用纜風(fēng)繩拉好［3］。

2.2.3 模板拆除、清理

澆筑混凝土完成后，間隔時(shí)間≥36 h開(kāi)始拆模，拆模使用2 臺(tái)1 ～3 t的千斤頂在模板上口處，緩慢加力撐開(kāi)模板，利用8 t吊車(chē)吊離混凝土面，拆模過(guò)程中應(yīng)細(xì)心操作，避免碰傷防浪墻邊角，應(yīng)注意安全，避免機(jī)械傷人。如果在頂撐模板時(shí)出現(xiàn)單側(cè)模板脫離，另一側(cè)模板采用2個(gè)3 t手動(dòng)葫蘆拉開(kāi)。

鋼模板在每次使用前后進(jìn)行清理，以方便拆模和防銹，減少鋼模板與混凝土面的吸附力。清理完成后在表層涂擦一薄層新鮮機(jī)油，作為脫模隔離材料。

模板拆除時(shí)限，除符合施工圖紙的規(guī)定外，還按照下列規(guī)定:不承重側(cè)面模板的拆除，應(yīng)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到其表面及棱角不因拆模而受損壞時(shí)，方可拆除。

2.3 鋼筋制作安裝

本標(biāo)段所有鋼筋原材料運(yùn)到工地后，均卸于鋼筋加工場(chǎng)內(nèi)。在加工場(chǎng)加工制作成為半成品，再由5 t載重汽車(chē)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，在倉(cāng)內(nèi)先進(jìn)行鋼筋綁扎、焊接，再立模。

加工前將鋼筋表面油漬、漆污、銹皮、鱗銹等清除干凈。鋼筋應(yīng)平直，無(wú)局部彎折，調(diào)直偏差小于全長(zhǎng)的1%，鋼筋調(diào)直后其表面?zhèn)鄄坏檬逛摻罱孛娣e減少5%，鋼筋調(diào)直冷拉率＜1%。

防浪墻鋼筋成型以綁扎為主，在墻體豎筋、下部斜角鋼筋固定處采用點(diǎn)焊，避免墻身鋼筋出現(xiàn)偏移，影響上部結(jié)構(gòu)模板安裝。

局部采用單面搭接焊，焊縫長(zhǎng)度為10 倍主筋直徑。鋼筋采用綁扎接頭時(shí)，受拉鋼筋的搭接長(zhǎng)度≥1.2 La，且≥300 mm;受壓鋼筋的搭接長(zhǎng)度≥0.85 La，且≥200 mm。

鋼筋的安裝位置、間距、保護(hù)層及鋼筋尺寸均應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙，其偏差不得超過(guò)有關(guān)規(guī)定。鋼筋網(wǎng)片的加固和支撐以施工規(guī)范的要求為準(zhǔn)。

為保證混凝土保護(hù)層的厚度，每隔1 m左右在鋼筋上焊接短鋼筋或用墊塊支撐，在墻頂下1.2 m處設(shè)立一排，在頂口每隔1 m左右在鋼筋網(wǎng)設(shè)U 型活動(dòng)式口撐，保證上口鋼筋位置，澆至上口30 cm時(shí)再去掉口撐。

2.4 混凝土拌制、運(yùn)輸

拌制混凝土?xí)r，嚴(yán)格按照現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室提供并經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)的混凝土配料單進(jìn)行配料，不得擅自更改配料單。

混凝土使用壩右端電站拌和站集中拌制，3 m3混凝土罐運(yùn)輸汽車(chē)運(yùn)輸至工作面，卸到活動(dòng)平臺(tái)上，由人工翻至倉(cāng)面操作平臺(tái)上入倉(cāng)。

施工前，結(jié)合本工程的混凝土配合比情況，檢驗(yàn)拌和設(shè)備的性能，如果與實(shí)際不適應(yīng)，立即調(diào)整混凝土的配合比，并報(bào)告監(jiān)理人批準(zhǔn)。

根據(jù)拌和、澆筑能力等情況相協(xié)調(diào)，混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中不能發(fā)生分離、漏漿、嚴(yán)重泌水等現(xiàn)象，嚴(yán)禁混運(yùn)兩種以上標(biāo)號(hào)的混凝土。

運(yùn)輸時(shí)間有以下3 點(diǎn)要求:

1)夏季不超過(guò)30 min。

2)春秋季不超過(guò)45 min。

3)冬季不超過(guò)60 min。

2.5 澆筑、抹面、養(yǎng)護(hù)

防浪墻混凝土澆筑分兩次完成，第一次澆筑至底板上面(厚30 cm)，第二次澆筑至墻體上頂面，燈柱單獨(dú)澆筑。

混凝土開(kāi)始澆筑前8 h(隱蔽工程為12 h)，通知監(jiān)理人對(duì)澆筑部位的準(zhǔn)備工作進(jìn)行檢查，檢查內(nèi)容包括:地基處理、已澆筑混凝土面的清理以及模板、鋼筋、插筋、預(yù)埋件、止水和觀測(cè)儀器等設(shè)施的埋設(shè)和安裝等。

二次混凝土澆筑前，對(duì)施工縫的已澆筑混凝土表面進(jìn)行鑿毛，沖洗干凈，并保持濕潤(rùn)，但無(wú)積水。經(jīng)監(jiān)理人檢驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行混凝土澆筑。

混凝土澆筑層厚度根據(jù)攪拌、運(yùn)輸和澆筑能力、振搗器性能及氣溫因素確定，并要滿(mǎn)足招標(biāo)文件技術(shù)條款的要求，控制在30 ～50 cm。如圖1 為防浪墻澆筑分倉(cāng)示意圖。

圖1 防浪墻澆筑分倉(cāng)示意圖

3 防浪墻混凝土的防裂處理

本工程防浪墻屬大體積混凝土，當(dāng)?shù)貧鉁刈兓?，混凝土的防裂是一個(gè)突出問(wèn)題，針對(duì)本工程特點(diǎn)，主要采取以下防裂措施:

3.1 降低水化熱溫升

降低水化熱溫升的方法有以下3 點(diǎn):

1)選用低水化熱水泥。

2)通過(guò)摻加粉煤灰來(lái)實(shí)現(xiàn)降低水泥用量，粉煤灰摻量控制在15% ～20%。

3)使用三級(jí)配粗骨料降低水泥用量。

3.2 減小混凝土內(nèi)外溫差

減小混凝土內(nèi)外溫差的方法有2 點(diǎn):

1)降低混凝土入模溫度?？刂圃牧系臏囟龋M量利用夜間和早晨施工;采取措施控制混凝土拌合和運(yùn)輸過(guò)程的升溫;夏季澆筑混凝土?xí)r可采用拌合水中加冰冷卻，以降低入模溫度。

2)澆筑時(shí)混凝土中心少筋位置設(shè)置降溫孔，進(jìn)行二次補(bǔ)澆或埋入冷卻水管。防浪墻澆筑時(shí)摻加塊石。

3.3 提高混凝土抗裂能力

提高混凝土抗裂能力有以下3 點(diǎn):

1)采用微膨脹混凝土:在混凝土中，摻入少量膨脹劑，達(dá)到補(bǔ)償收縮的作用，降低水化熱溫升，提高混凝土抗裂能力。

2)加強(qiáng)灑水養(yǎng)護(hù)，以防止混凝土早期干縮，提高混凝土的抗裂能力。

3)提高混凝土施工質(zhì)量，合理組織生產(chǎn)，精心施工，提高生產(chǎn)管理水平，使混凝土離差系數(shù)得到有效控制，從生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都要把好質(zhì)量關(guān)，提高混凝土質(zhì)量。

3.4 及時(shí)切縫

根據(jù)類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)，在面層中合理切縫，可以大大減少面層裂縫，提高混凝土的表觀質(zhì)量。

［1］左奎孟. 淺談防浪墻施工技術(shù)在燕山水庫(kù)樞紐工程中的應(yīng)用［N］. 河南水利與南水北調(diào).2013(20):23 －24.

［2］文日超，賀光輝. 水工混凝土施工溫度與裂縫預(yù)防［N］.伊犁日?qǐng)?bào)(漢).2006(08):90 －91.

［3］張清漢. 滑動(dòng)模板在陸渾水庫(kù)加高防浪墻施工中的應(yīng)用［J］. 人民黃河，1980(05):34 －35.