堆石壩趾板和面板施工中混凝土工藝及質(zhì)量評(píng)價(jià)分析

(陜西省渭南澗峪水庫(kù)管理局，陜西 渭南 714000)

1 水庫(kù)概況

陜西省渭南市澗峪水庫(kù)位于渭河一級(jí)支流赤水河上游的西澗峪口，總庫(kù)容1 284萬 m3，壩址以上流域面積112.6 km2。樞紐工程主要由攔河壩、東澗峪引水洞、左岸輸水洞、右岸導(dǎo)流泄洪洞、溢洪洞等組成。

1.1 工程概況

水庫(kù)樞紐建筑物：(1)大壩，壩頂高程791.0 m，最大壩高81 m，壩頂長(zhǎng)度196 m，采用混凝土面板堆石壩，筑壩材料來自于東澗峪爆破料場(chǎng)的爆破開采料和下游河灘的砂礫料，壩體填筑138萬 m3；(2)輸水洞，位于大壩左岸，全長(zhǎng)310.85 m，為直徑2 m的圓形斷面，用于城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉和發(fā)電及施工期壩體小斷面攔洪度汛。設(shè)計(jì)流量2.16 m3/s，加大流量2.90 m3/s；(3)導(dǎo)流泄洪洞，位于大壩右岸，全長(zhǎng)311.274 m， 2.5×3 m的圓拱直墻型斷面，工程施工期用于導(dǎo)流、度汛，水庫(kù)建成運(yùn)用期用于排砂和控制泄洪?？刂菩购榱髁?1 m3/s；(4)溢洪洞，位于右岸山梁埡口處，由進(jìn)口溢流堰、側(cè)槽、洞身陡坡段和挑流鼻坎組成，全長(zhǎng)220 m，城門洞型斷面，最大泄量為481 m3/s。

1.2 趾板、面板混凝土設(shè)計(jì)、施工概況

大壩上游迎水面設(shè)置鋼筋混凝土面板和趾板作為壩體的主要防滲結(jié)構(gòu)，混凝土面板設(shè)計(jì)分為12.2 m及6.2 m兩種板寬，其中12.2 m板寬9塊，6.2 m板寬14塊(左岸8塊，右岸6塊)。大壩面板厚度設(shè)計(jì)為0.3～0.6 m。面板混凝土設(shè)計(jì)為C30W8F150,塌落度30～70 mm(部分泵送混凝土塌落度為120 mm)。面板配筋采用單層雙向鋼筋，縱向配置Φ20@16，含筋率0.42%，水平向配置Φ20@20，含筋率0.34%，在周邊接縫處增設(shè)Φ10@20加強(qiáng)鋼筋。

趾板沿大壩上游設(shè)計(jì)坡面高程布置，為基巖基礎(chǔ)，共布設(shè)趾板28塊，除折點(diǎn)特殊塊外，其它分塊長(zhǎng)為15 m。其中725 m高程以下8 m寬趾板12塊，725 m高程以上6 m寬趾板16塊?；炷僚c基巖以28長(zhǎng)3.5 m錨桿連接，設(shè)計(jì)要求混凝土澆筑前對(duì)基巖沖洗干凈，裂隙、斷層均需做相應(yīng)處理。趾板在右岸凹槽段以下以C15混凝土高墻通過，趾板下游側(cè)基巖噴混凝土至1倍板寬度，厚15 cm。

2 趾板、面板混凝土配合比設(shè)計(jì)

趾板、面板等混凝土配合比由中國(guó)水電十五局測(cè)試中心渭南是澗峪水庫(kù)工程項(xiàng)目質(zhì)檢站(通過國(guó)家計(jì)量認(rèn)證)根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)，經(jīng)監(jiān)理簽證批準(zhǔn)后實(shí)施，施工時(shí)對(duì)骨料超、遜徑進(jìn)行調(diào)整。趾板、面板及高檔墻混凝土配合比見表1。

表1 趾板、面板混凝土施工配合比

3 趾板混凝土施工

趾板混凝土厚度為60 cm，大壩左岸740 m高程以上，右岸737 m高程以上趾板寬度為6 m，在此高程以下及水平段趾板均為8 m寬。其中6 m寬趾板14塊，8 m寬趾板有15塊，共計(jì)29塊趾板(包括7個(gè)特殊塊)。各趾板塊之間設(shè)一道D型止水銅片，趾板與面板周邊縫間設(shè)一道F型止水銅片。趾板混凝土遵循先河床后兩岸、分塊跳倉(cāng)澆筑原則進(jìn)行施工。于2004年3月開始，2005年12月結(jié)束，共完成趾板C30混凝土工程量3790.8 m3，鋼筋制安137.3 t。

3.1 基礎(chǔ)處理

采用人工撬挖松動(dòng)巖塊，對(duì)于局部欠挖采用風(fēng)鎬處理。對(duì)于大壩趾板右岸沖溝基礎(chǔ)懸空地段，依據(jù)2004年08、09號(hào)設(shè)計(jì)更改通知單要求，采用C15混凝土擋墻回填到趾板的設(shè)計(jì)底線上，擋墻底部及頂部均埋設(shè)錨桿。

3.2 鋼筋制安

趾板混凝土鋼筋采用Φ22螺紋鋼筋，在鋼筋加工廠按照設(shè)計(jì)圖紙?zhí)崆凹庸?，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)綁扎、焊接。

3.3 模板、止水安裝

模板采用鋼木組合模板，銅止水在加工場(chǎng)一次壓制成型，人工運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)安裝，GB貼片在施工現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合。

3.4 混凝土澆筑

采用JS750攪拌機(jī)拌制混凝土，JC6混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)，水平段趾板混凝土采用溜槽直接入倉(cāng)，人工輔助平倉(cāng)。岸坡段趾板混凝土采用泵送混凝土，人工平倉(cāng)，ZN50型插入式振搗器振搗。振搗棒插入點(diǎn)間距不大于40 cm，分層厚度小于30 cm，右岸凹槽回填混凝土澆筑采用分塊分期方法進(jìn)行施工。

3.5 拆模、養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑結(jié)束12 h后用塑料薄膜及草袋覆蓋保濕，24 h后方可拆模，拆模后灑水養(yǎng)護(hù)14天。

3.6 止水保護(hù)

趾板混凝土澆筑完成后，采用2～3 cm厚木板制成木質(zhì)護(hù)罩，利用趾板混凝土澆筑時(shí)模板內(nèi)拉錨頭，將保護(hù)罩固定在止水上，確保止水不被孫壞。

4 面板混凝土施工

混凝土面板面積20 737 m2，混凝土工程量8 893.7 m3，鋼筋制安576.1t，面板基礎(chǔ)坡比1:1.542 7，表面坡比1:1.55，設(shè)計(jì)厚度由底部60 cm漸變至30 cm.各塊面板混凝土跳倉(cāng)澆筑，于2006年9月2日開始，至11月12日結(jié)束，采用溜槽入倉(cāng)，滑模澆筑的施工工藝。其作業(yè)流程為：坡面清理→周邊縫及板間縫處理→噴涂瀝青→鋼筋制安→止水、模板安裝→澆筑混凝土→拆模、養(yǎng)護(hù)。

4.1 坡面處理

面板混凝土施工前，依據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行坡面清理，在擠壓邊墻表面布設(shè)3 m×3 m方格網(wǎng)，擠壓邊墻坡面平整度按+5～8 cm控制，超限部位人工鑿除或采用M5砂漿補(bǔ)平。坡面清理完成后開始測(cè)放面板分縫線，板間縫基礎(chǔ)采用人工鑿?fù)?，M30砂漿在拌合站拌制，6 m3混凝土攪拌罐車運(yùn)至壩面，斗車運(yùn)送入倉(cāng)，人工攤鋪，板間縫砂漿帶澆筑過程中嚴(yán)格控制表面平整度，做到順坡向長(zhǎng)5 m范內(nèi)起伏差控制在±5 mm以內(nèi)，保證面板混凝土基面的平整度。瀝青噴涂在板間縫砂漿條帶施工完成后進(jìn)行，噴涂材料選用乳化瀝青，采用自制噴灑設(shè)備噴涂，噴灑兩遍，噴涂厚度2～3 mm。

4.2 鋼筋制安

鋼筋在壩頂制作，壩面臺(tái)車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝。為了提高施工效率，鋼筋接頭采用機(jī)械連接，局部采用搭接焊接工藝。

4.3 止水、模板安裝

4.3.1 銅止水安裝

銅止水加工采用自制的加工模具加工成型。銅止水安裝前，底部先鋪設(shè)PVC板，銅止水接頭采用加貼片對(duì)焊的方式焊接。

4.3.2 側(cè)模安裝固定

側(cè)模為鋼木結(jié)構(gòu)，每塊4 m，側(cè)模高度隨壩高逐漸變化，模板之間用扁鐵及螺栓組件連接固定，以保證模板整體牢固性，側(cè)模頂部安裝角鋼作為滑?；熊壍馈?/p>

一塊側(cè)模用四組定位角鋼三角架固定，模板定位三角架用ψ18 mm長(zhǎng)400 mm的鋼釬固定在擠壓邊墻表面。

4.4 混凝土澆筑

面板混凝土澆筑采用溜槽入倉(cāng)，人工平倉(cāng)，插入式振搗器振搗，滑模澆筑工藝。

4.4.1 滑模設(shè)計(jì)

滑模結(jié)構(gòu)型式為鋼桁架整體結(jié)構(gòu)，尾部設(shè)有抹面平臺(tái)，平臺(tái)為型鋼三腳架結(jié)構(gòu)，懸吊在滑模桁架梁上隨滑模一起上升。依據(jù)面板設(shè)計(jì)分塊寬度，現(xiàn)場(chǎng)采用2套滑模施工，長(zhǎng)度分別為7.5 m和14 m。

滑模牽引采用2臺(tái)5 t卷?yè)P(yáng)機(jī)，通過計(jì)算為卷?yè)P(yáng)機(jī)配置混凝土基座以增加抗滑力，確?；ＵＪ褂谩?/p>

4.4.2 混凝土澆筑

混凝土采用2臺(tái)6 m3混凝土罐車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，溜槽入倉(cāng)，人工平倉(cāng)，插入式振搗器垂直振搗。設(shè)置一道主溜槽，溜槽上接集料斗，出口距倉(cāng)面5 m左右分出兩道支槽，底部距滑模1～1.5 m，澆筑時(shí)薄層均勻平起，每層鋪料厚度不大于30 cm，每入倉(cāng)一層混凝土后及時(shí)振搗。振搗間距小于40 cm，深入下層5 cm振搗器嚴(yán)禁緊靠模板振搗和順坡面插入振搗。止水部位的混凝土采用小型振搗器(ZN30振搗棒)振搗密實(shí)，嚴(yán)防損傷銅止水?；＜踊炷僚渲兀缘窒炷粮⊥辛τ绊?。模板滑升時(shí)，必須及時(shí)清除滑模前沿超填混凝土及鋼筋網(wǎng)上干結(jié)混凝土?；Ｆ骄俣瓤刂圃?～2 m/h，每次滑升的幅度控制在30 cm內(nèi)?；Ｌ嵘蠹皶r(shí)收面并覆蓋，防止混凝土表面水分過快蒸發(fā)而產(chǎn)生干縮裂縫。振搗以混凝土表面不再明顯下沉，不出現(xiàn)氣泡并泛漿時(shí)視為振搗密實(shí)，人工收面。

4.4.3 拆模、養(yǎng)護(hù)

每塊混凝土澆筑結(jié)束24 h后拆模，拆模后對(duì)混凝土側(cè)面進(jìn)行修正并涂刷瀝青，及時(shí)覆蓋塑料薄膜保濕養(yǎng)護(hù)，終凝后揭掉薄膜，覆蓋絨毯，在面板頂部安設(shè)養(yǎng)護(hù)管線(Φ75鋼管，每50 cm鑿一小孔 )通水連續(xù)灑水養(yǎng)護(hù)，專人負(fù)責(zé)。

5 趾板、面板混凝土質(zhì)量檢測(cè)

在面板混凝土施工過程中，施工單位和監(jiān)理單位能嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行取樣和見證取樣。在攪拌機(jī)口和混凝土倉(cāng)面均有人員對(duì)坍落度、含氣量、出機(jī)溫度、水溫、氣溫、稱量誤差、拌和時(shí)間、砂石含水率等進(jìn)行控制，確保混凝土拌和質(zhì)量。在澆筑過程中，監(jiān)理實(shí)行24 h旁站，對(duì)混凝土拌和及澆筑質(zhì)量進(jìn)行全過程控制。

趾板C30混凝土施工單位抗壓強(qiáng)度試件取樣64組，抗?jié)B試件6組，抗凍試件5組。面板C30混凝土取樣57組，抗?jié)B試件11組，抗凍試件4組。送施工單位工地質(zhì)檢站試驗(yàn)室檢測(cè)，抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍試件檢測(cè)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。有關(guān)檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果見表2和表3。

表2 趾板、面板混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果匯總表

表3 趾板、面板混凝土試件抗凍、抗?jié)B檢測(cè)統(tǒng)計(jì)

6 趾板、面板混凝土質(zhì)量評(píng)價(jià)

(1)趾板、面板鋼筋混凝土采用的水泥、粉煤灰、外加劑、鋼筋等原材料在進(jìn)場(chǎng)時(shí)均有產(chǎn)品出廠合格證、質(zhì)保書、廠家檢驗(yàn)報(bào)告及使用說明書。砂石骨料取自渭河，施工單位進(jìn)行了自檢，監(jiān)理單位進(jìn)行抽檢，所檢指標(biāo)滿足規(guī)范要求。建議必要時(shí)對(duì)水泥的含堿量及骨料的堿活性作進(jìn)一步檢測(cè)。

(2)趾板、面板混凝土選用的配合比滿足施工要求，配合比試驗(yàn)沒有進(jìn)行變形性能測(cè)試?；炷量箟簭?qiáng)度、抗?jié)B、抗凍抽檢結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。

(3)趾板、面板混凝土施工過程符合規(guī)范要求，外觀平整度較好?；炷潦┕み^程中未出現(xiàn)質(zhì)量事故。

(4)經(jīng)建設(shè)單位九年來蓄水運(yùn)行觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，面板混凝土的防滲效果良好。