長(zhǎng)河壩水電站泄洪洞群混凝土襯砌施工技術(shù)

詹然成，陳英旭，符鵬軍

(1.中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川成都611730；2.四川大唐國(guó)際甘孜水電開發(fā)有限公司，四川康定626001)

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長(zhǎng)河壩水電站泄洪洞群混凝土襯砌施工技術(shù)

詹然成1，陳英旭2，符鵬軍1

(1.中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川成都611730；2.四川大唐國(guó)際甘孜水電開發(fā)有限公司，四川康定626001)

長(zhǎng)河壩水電站泄洪洞洞身采用高標(biāo)號(hào)抗沖磨硅粉混凝土施工。從襯砌臺(tái)車設(shè)計(jì)、混凝土快速施工技術(shù)及高標(biāo)號(hào)硅粉溫控技術(shù)等方面進(jìn)行分析，以實(shí)現(xiàn)混凝土襯砌施工的質(zhì)量可控、進(jìn)度快速、溫升防裂等多個(gè)目標(biāo)。實(shí)際施工表明，該工程泄洪洞洞身高標(biāo)號(hào)抗沖磨硅粉混凝土施工達(dá)到了快速、高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)和低成本的目的。

泄洪洞群；混凝土襯砌；施工技術(shù)；長(zhǎng)河壩水電站

0 引 言

1 施工技術(shù)難度分析

(1)保證泄洪洞大斷面、高流速混凝土施工質(zhì)量是混凝土澆筑施工的重點(diǎn)。泄洪洞最高運(yùn)行水頭達(dá)162.5 m，洞身坡比均在10%以上，為高速水流

表1 泄洪洞洞身及混凝土襯砌參數(shù)

編號(hào)洞長(zhǎng)/m坡比/%襯砌厚度/m襯砌斷面(寬×高)/m1號(hào)13721027907～1514×(16～19)2號(hào)15081084807～1514×(15～18)3號(hào)15401055207～1514×(15～18)

流道。C40、C50高標(biāo)號(hào)硅粉混凝土襯砌內(nèi)、外質(zhì)量要求高，施工工藝復(fù)雜，對(duì)模板技術(shù)要求高；洞室斷面大、坡度大，大斷面臺(tái)車的設(shè)計(jì)、制作、安裝、運(yùn)行難度大；邊墻與頂拱混凝土標(biāo)號(hào)不一，不利于一次性襯砌。因此，臺(tái)車的選型、設(shè)計(jì)和混凝土澆筑技術(shù)措施的選擇及如何保證混凝土襯砌質(zhì)量是本工程的重點(diǎn)。

(2)控制混凝土溫度裂縫及表面平整度是混凝土澆筑施工的重點(diǎn)。硅粉混凝土對(duì)溫控要求嚴(yán)格，極易產(chǎn)生溫度裂縫；高速水流流道對(duì)底板平整度要求高(不平整度最大允許高度3 mm/2 m、垂直水流磨平坡度1/50、平行水流磨平坡度1/30)，大坡度底板混凝土收面困難，表面平整度控制難度大。因此，控制混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生及混凝土表面平整度是本工程施工的重點(diǎn)。

2 大坡度、高平整度混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 襯砌臺(tái)車

傳統(tǒng)的襯砌臺(tái)車設(shè)計(jì)均采用泵送混凝土澆注。低塌落度混凝土能夠有效控制混凝土內(nèi)部溫升，而泵送混凝土內(nèi)部溫升相對(duì)較大，不利于混凝土的溫控防裂。泵送混凝土水泥用量高于常態(tài)混凝土，放熱量大，熱強(qiáng)比高于常態(tài)混凝土。低塌落度混凝土抗裂安全系數(shù)在1.84～2.81之間，而泵送混凝土明顯較低，局部抗裂安全系數(shù)在1.0～1.3左右。泄洪洞大體積混凝土的澆注采用常態(tài)混凝土有利于高標(biāo)號(hào)混凝土溫度的控制及降低施工成本，對(duì)混凝土的整體澆注質(zhì)量具有重要的意義。

為解決常態(tài)混凝土的澆注問題，臺(tái)車設(shè)計(jì)采用常態(tài)混凝土雙向供料系統(tǒng)并結(jié)合皮帶機(jī)布料系統(tǒng)。為解決在大坡度上混凝土起吊系統(tǒng)的行走問題，臺(tái)車設(shè)計(jì)電機(jī)-鏈條驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，采用料斗將混凝土提升至皮帶機(jī)水平面以上，通過葫蘆吊架減速機(jī)縱向移動(dòng)至皮帶機(jī)正上方，再通過可逆皮帶機(jī)將料斗中的混凝土輸送至澆筑處。此澆筑方式適用于縱坡的隧道施工，坡度適用范圍可達(dá)0°～30°，大大降低了施工成本，便于襯砌質(zhì)量的控制，提高了施工效率，有效降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

泄洪洞邊墻及頂拱分別采用邊墻、頂拱鋼模臺(tái)車進(jìn)行混凝土澆筑施工，標(biāo)準(zhǔn)分段長(zhǎng)度9.1 m/段，可局部調(diào)整。其中，邊墻混凝土采用臺(tái)車自帶提升系統(tǒng)入倉(cāng)；頂拱混凝土采用HBT60混凝土泵泵送入倉(cāng)，臺(tái)車預(yù)留進(jìn)料口，頂拱臺(tái)車預(yù)留排氣孔，混凝土采用流動(dòng)性大的二級(jí)配料或者一級(jí)配料，除人工采用軟軸振搗器振搗外，還采用安裝于臺(tái)車上的附著式振搗器輔助振搗。混凝土澆筑時(shí)，在倉(cāng)內(nèi)下落垂直高度應(yīng)控制在2.0 m以內(nèi)，兩側(cè)邊墻、頂拱混凝土均勻上升，下料高差控制在1.0 m內(nèi)。合理控制澆筑上升速度，避免上升速度過快導(dǎo)致模板變形。鋼模臺(tái)車見圖1。

圖1 鋼模臺(tái)車

2.2 底板混凝土施工

王敬凱聽了張秋的陳述后，立即帶著那把鑰匙來到張秋家，親自打開張家的門，認(rèn)定那把鑰匙確實(shí)是張家的，亦即張小波身上的那把。

泄洪洞洞身標(biāo)準(zhǔn)段底板混凝土主要采用自行式可伸縮布料機(jī)、長(zhǎng)臂反鏟，澆筑低坍落度常態(tài)混凝土。自行式可伸縮布料機(jī)由行走系統(tǒng)及布料機(jī)系統(tǒng)組成，其最大爬坡25%，滿足泄洪洞洞身縱坡要求。布料機(jī)通過卷?yè)P(yáng)機(jī)系統(tǒng)在主布料桁架中伸縮，最大伸縮距離6 m，最大受料距離20 m(滿足隔倉(cāng)澆筑要求)；布料寬度大于14 m，采用80 cm 寬輸送帶，設(shè)計(jì)送料強(qiáng)度60 m3/h(滿足混凝土入倉(cāng)強(qiáng)度要求)?；炷翝仓r(shí)，倉(cāng)號(hào)內(nèi)混凝土上升高度控制在50 cm/h以內(nèi)，澆筑層厚控制在30～40 cm之間，以避免上層覆蓋前底層混凝土發(fā)生初凝。底板混凝土澆筑采用人工持φ100、φ50 mm手提式振搗器進(jìn)行平倉(cāng)振搗。

圖2 自行式可伸縮布料機(jī)

2.3 多異形結(jié)構(gòu)高速水流混凝土施工

泄洪洞1、2號(hào)摻氣坎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)局部底板面為異形曲面結(jié)構(gòu)，常規(guī)施工方法無法滿足結(jié)構(gòu)面形體及混凝土表面高平整度要求。為此，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工及相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)方案對(duì)比分析，1、2號(hào)摻氣坎底板混凝土采用滑模平行立體一次性連續(xù)澆筑完成，此施工方式滿足摻氣坎異形曲面結(jié)構(gòu)要求，混凝土表面達(dá)到高平整度要求，并具有可連續(xù)性澆筑、無施工縫、快速澆筑等優(yōu)點(diǎn)。

滑模采用有軌拉模，由專業(yè)廠家設(shè)計(jì)制作?；Ｖ饕M成部分包括模板、桁架、抹面平臺(tái)等。滑模設(shè)計(jì)跨距14 m-2×0.05 m、寬1.5 m。采用液壓千斤頂借助埋入式滑軌牽引提升，帶動(dòng)模板逐步滑動(dòng)上升，一次立模，連續(xù)澆筑的施工工藝。

滑模滑升分初滑和正?；?。澆完首段混凝土后，即可進(jìn)行初滑，先滑升20 cm左右，待滑出的混凝土經(jīng)檢驗(yàn)達(dá)到出模強(qiáng)度時(shí)，即可進(jìn)入正?；??；Ｕ；龝r(shí)，模板滑升速度的快慢直接影響混凝土的施工質(zhì)量和工程進(jìn)度。實(shí)際滑升速度取決于混凝土的凝結(jié)時(shí)間、混凝土澆筑強(qiáng)度以及氣溫等因素，滑升速度控制在15～25 cm/h，每20～30 min滑升1次?；^程中執(zhí)行“澆一段、滑一段、測(cè)一次、糾一次”的措施，做到防微杜漸，嚴(yán)防平臺(tái)偏移。待操作較熟練后，可適當(dāng)提高滑升速度。澆筑混凝土過程中，及時(shí)清除粘在模板、滑軌上的砂漿、鋼筋上的油漬和被油污的混凝土。多異性結(jié)構(gòu)滑模見圖3。

圖3 多異性結(jié)構(gòu)滑模

3 高標(biāo)號(hào)抗沖磨混凝土溫控施工技術(shù)

3.1 降低混凝土澆筑溫度

采用預(yù)冷混凝土。在混凝土拌和系統(tǒng)使用風(fēng)冷骨料和加冰拌和的方式生產(chǎn)預(yù)冷混凝土，出機(jī)口溫度控制在12～14 ℃ 。為減少混凝土運(yùn)輸澆筑過程中的溫度回升，采用防陽(yáng)隔熱設(shè)施，主要是在混凝土運(yùn)輸汽車車廂頂部設(shè)移動(dòng)式帆布遮陽(yáng)棚，在混凝土運(yùn)輸車輛箱體上安裝發(fā)泡保溫裝置。此外，要加強(qiáng)管理，減少等待卸車時(shí)間和卸料人倉(cāng)時(shí)間，避免多次轉(zhuǎn)料入倉(cāng)，混凝土澆筑覆蓋時(shí)間控制在1 h以內(nèi)。

3.2 溫控監(jiān)測(cè)

3.2.1 預(yù)埋冷卻水管通冷水

泄洪洞抗沖磨硅粉混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻水管并通冷水，以削減混凝土內(nèi)部初期水化熱溫升，控制混凝土最高溫度不超過容許范圍。冷卻水管采用HDPE塑料管，蛇形布置于里層鋼筋上，布置間距1.0 m×1.0 m，主管內(nèi)徑32.6 mm、壁厚3.7 mm、外徑40.0 mm；支管內(nèi)徑28.0 mm、壁厚2.0 mm、外徑32.0 mm。冷卻水管直接引用響水溝低溫冷水(水溫低于18 ℃)，連續(xù)通水時(shí)間控制在15 d以上，通水流量不低于1.5 m3/h。冷卻水管布置見圖4。

圖4 冷卻水管布置

3.2.2 混凝土溫度監(jiān)測(cè)

每個(gè)澆筑段內(nèi)部預(yù)埋測(cè)溫裝置，測(cè)量混凝土內(nèi)部溫度。測(cè)溫裝置由測(cè)溫管與溫度計(jì)組成。其中，測(cè)溫管采用鋼管，測(cè)溫管內(nèi)在不同澆筑層布置電阻溫度計(jì)。溫度監(jiān)測(cè)時(shí)期為自混凝土澆筑至澆筑后5 d，監(jiān)測(cè)頻率為1次/4 h，且溫度出現(xiàn)高峰期間加密觀測(cè)。

3.3 混凝土常流水養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成且鋼模臺(tái)車移出后，采取常流水淋水養(yǎng)護(hù)。在混凝土頂部布置PVC噴水花管，養(yǎng)護(hù)水沿邊墻混凝土面流淋，達(dá)到淋水養(yǎng)護(hù)效果。養(yǎng)護(hù)水引用響水溝低溫水。常流水淋水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d。常流水養(yǎng)護(hù)見圖5。

圖5 常流水養(yǎng)護(hù)

4 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)大坡度、高速水流、高平整度混凝土快速施工技術(shù)及質(zhì)量控制的專項(xiàng)研究尚不多見，長(zhǎng)河壩水電站圍繞這一問題進(jìn)行了研究。工程實(shí)際表明，長(zhǎng)河壩水電站泄洪洞洞身高標(biāo)號(hào)抗沖磨硅粉混凝土施工達(dá)到了快速、高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)、低成本的施工目的，積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，對(duì)以后類似工程施工有一定的指導(dǎo)意義。

(責(zé)任編輯 楊 健)

Concrete Lining Construction Technology of Spillway Tunnel Group in Changheba Hydropower Station

ZHAN Rancheng1, CHEN Yingxu2, FU Pengjun1

(1. Sinohydro Bureau 7 Co., Ltd., Chengdu 611730, Sichuan, China; 2. Sichuan Datang International Ganzi Hydropower Development Co., Ltd., Kangding 626001, Sichuan, China)

High-grade abrasion resistant silica fume concrete is used in the construction of spillway tunnels in Changheba Hydropower Station. The design of lining construction trolley, the fast construction technology of concrete and the temperature control technology of high-grade silica fume are analyzed to achieve the targets of concrete lining construction on quality, progress and cracking control. The actual construction of high-grade abrasion resistant silica fume concrete for the spillway tunnels in Changheba Hydropower Station is rapid, high-quality, high standard and low-cost．

spillway tunnel group; concrete lining; construction technology; Changheba Hydropower Station

2016- 07- 22

詹然成(1987—)，男，重慶人，助理工程師，主要從事水利水電工程施工及管理工作．

TV544.92(271)

A

0559- 9342(2016)10- 0080- 03