錦屏一級(jí)水電站大壩泄洪表孔混凝土施工技術(shù)

黃丹勇，楊衛(wèi)森

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

錦屏一級(jí)水電站大壩泄洪表孔混凝土施工技術(shù)

黃丹勇，楊衛(wèi)森

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

錦屏一級(jí)水電站大壩泄洪表孔主要包括溢流面及支撐大梁混凝土施工，原施工方案為溢流面預(yù)留臺(tái)階分二期澆筑。經(jīng)方案優(yōu)化，在支撐大梁下部閘墩內(nèi)側(cè)預(yù)埋支撐桁架，溢流面采用一次澆筑成形，同時(shí)加強(qiáng)溢流面成形后的保護(hù)，解決了支撐大梁支撐結(jié)構(gòu)對(duì)溢流面的占?jí)?，及溢流面上部混凝土施工?duì)其成形質(zhì)量的影響。

泄洪表孔 溢流面 支撐大梁 混凝土施工 錦屏一級(jí)水電站

1 概述

錦屏一級(jí)水電站大壩共設(shè)置4孔表孔，分別跨橫縫布置。表孔溢流面進(jìn)口起始高程1866.5m，堰頂高程為1868m，由三段圓弧、WES曲線及兩段直線組成。WES曲線方程為：Y=0.001293X1.85。進(jìn)口寬11m，出口寬4.4m，孔長(zhǎng)41.05m～41.22m，溢流面傾角33.0°至41.6°；表孔支撐大梁位于高程1868m～1885m之間，寬度5m～15.6m，梁跨度6.22m(下游)～9.5m(上游)，上游面1868m～1874m高程為1∶1.6反坡，其余上下游面基本為豎直面。支撐大梁跨中位置(即流道中心線位置)預(yù)留寬縫分二期澆筑，寬縫頂寬2.5m、底寬2.0m，寬縫內(nèi)預(yù)留鋼筋接頭。

表孔主要包括表孔溢流面及支撐大梁混凝土施工，前期主要考慮支撐大梁為大體積懸臂結(jié)構(gòu)，其承重排架需搭設(shè)在溢流面底部占?jí)阂缌髅?，同時(shí)支撐大梁上部混凝土施工會(huì)對(duì)溢流面造成損傷。表孔溢流面分二期澆筑，一期預(yù)留臺(tái)階，在支撐大梁底部溢流面一期混凝土預(yù)留的臺(tái)階上搭設(shè)承重排架，作為支撐大梁施工期的承重結(jié)構(gòu)，待支撐大梁上部結(jié)構(gòu)施工完成后，拆除排架再進(jìn)行溢流面二期混凝土施工。經(jīng)方案優(yōu)化，在支撐大梁下部閘墩內(nèi)側(cè)預(yù)埋支撐桁架，同時(shí)加強(qiáng)溢流面成形后的保護(hù)，解決了支撐大梁支撐結(jié)構(gòu)對(duì)溢流面的占?jí)?，及溢流面上部混凝土施工?duì)其成形質(zhì)量的影響。表孔溢流面一次澆筑成形，既確保了溢流面質(zhì)量，相對(duì)于溢流面分二期澆筑又節(jié)約了工期。

2 表孔溢流面混凝土施工

2.1 結(jié)構(gòu)布置

表孔溢流面由三段圓弧、WES曲線及兩段直線組成，總長(zhǎng)48.8m，進(jìn)口起始高程1866.5m，堰頂高程1868m，采用C18040W15F300混凝土澆筑，按3m升層施工，共8倉(cāng)。

2.2 模板施工

2.2.1 施工難點(diǎn)。泄洪表孔進(jìn)口段為弧形，需要掛樣架立模，溢流面兩側(cè)墻需要立異形模板，再加上多層鋼筋網(wǎng)影響，立模、混凝土下料、振搗及抹面難度大。

2.2.2 溢流面圓弧段模板。圓弧段采用鋼筋樣架上鋪設(shè)定型鋼模板，樣架采用三角鋼筋柱支撐，在三角鋼筋柱上焊接螺母，樣架鋼筋通過(guò)T形螺桿與三角鋼筋柱連接固定。模板通過(guò)套筒螺桿與倉(cāng)內(nèi)拉條固定，定型鋼模板在混凝土初凝前拆除，然后人工收面。

2.2.3 WES曲線段和直線段。此段坡度漸變，采用鋼筋樣架上鋪設(shè)P3015組合鋼模。樣架采用三角鋼筋柱支撐，在三角鋼筋柱上焊接螺母，樣架鋼筋通過(guò)T形螺桿與三角鋼筋柱連接固定。模板通過(guò)套筒螺桿與倉(cāng)內(nèi)拉條固定，模板在混凝土初凝前拆除，然后人工收面。在溢流面上部20cm，采用木板搭設(shè)收面工作平臺(tái)。

模板預(yù)留下料口，尺寸為50cm×90cm。在混凝土澆筑至下料口并振搗完成后，采用加工成型的木模板封閉。

2.2.4 溢流面兩側(cè)邊墻模板。閘墩邊墻三角區(qū)內(nèi)采用定型鋼模板，三角區(qū)以外采用大型平面懸臂模板。

2.3 混凝土澆筑

2.3.1 分層。表孔溢流面按3.0m升層施工，在溢流面下游收倉(cāng)時(shí)，利用超高模板形成不小于30cm的45°倒角。

2.3.2 下料。模板上預(yù)留下料口下料，澆筑時(shí)該部位優(yōu)先鋪料，以保證與倉(cāng)面非結(jié)構(gòu)部分同步上升。下料時(shí)須避開(kāi)樣架，以免造成樣架移位、變形，下料高度控制在1.5m以內(nèi)。

2.3.3 振搗。流道模板內(nèi)撐內(nèi)拉系統(tǒng)范圍內(nèi)設(shè)置紅線區(qū)域，禁止大型設(shè)備進(jìn)入。紅線區(qū)域人工采用φ100mm和φ70mm高頻振搗器平倉(cāng)振搗，振搗棒與模板面保持同向傾斜，振搗作業(yè)應(yīng)依次順序進(jìn)行，防止漏振；振搗中的泌水應(yīng)及時(shí)刮除，不得在模板上開(kāi)洞引水自流。

2.4 溢流面抹面

2.4.1 下部陡直段

下部陡直段(水平面夾角41.7°，斜長(zhǎng)6.7m)坡度陡，作業(yè)人員需借助工作橋等輔助手段進(jìn)行抹面。結(jié)合溢流面寬度，采用寬度為2.0m、2.7m、3.3m工作橋各1套。閘墩邊墻側(cè)橋臺(tái)(L50角鋼制作)，采用φ20mm圓鋼制作掛鉤掛于模板水平圍檁上；橫縫側(cè)橋臺(tái)(L50角鋼制作)坐于模板邊上，橋臺(tái)底部φ12mm圓鋼卡于模板插銷孔內(nèi)；工作橋與橋臺(tái)采用M10螺栓連接。閘墩邊墻側(cè)橋臺(tái)在每檔水平圍檁內(nèi)，可調(diào)節(jié)3次高度，調(diào)節(jié)間距為20cm；橫縫側(cè)橋臺(tái)每爬升1個(gè)模板插銷孔，豎直方向上升10cm，可實(shí)現(xiàn)兩端橋臺(tái)水平。后澆塊在橫縫處無(wú)模板時(shí)，在溢流面上鋪設(shè)一層麻袋片對(duì)溢流面進(jìn)行保護(hù)，在麻袋片上放置橋臺(tái)基座，橋臺(tái)基座在頂部與倉(cāng)面錨筋連接，側(cè)面與模板圍檁連接，以保證橋臺(tái)基座不滑移。

混凝土接近初凝時(shí)，拆除模板，取出套筒螺栓，使用原漿回填后即開(kāi)始抹面施工。首先使用刮尺對(duì)整個(gè)混凝土面來(lái)回刮刷，去高填低，使混凝土大面水平；然后再用木銼對(duì)局部不平整部位進(jìn)行微調(diào)，使用水平靠尺對(duì)混凝土進(jìn)行檢查，不符合要求處再進(jìn)行處理。最后使用鐵抹進(jìn)行收光處理。

為保證作業(yè)人員安全，避免施工器具、雜物下落危及下部施工，在流道下游面設(shè)置一道防護(hù)腳手架，滿鋪竹夾板，竹夾板與腳手架鋼管采用鐵絲綁扎，臨橫縫側(cè)設(shè)置臨時(shí)欄桿。

2.4.2 上部緩直段

上部緩直段水平面夾角為33°，寬5.47m～11.0m，斜長(zhǎng)30.6m，該區(qū)域較緩，可直接作業(yè)。作業(yè)人員系戴安全繩、安全帶，端部固定于上部模板圍檁，并站立于組合鋼模板上(與上部圍檁、樣架等連接，避免向下滑動(dòng))，以避免對(duì)局部混凝土擾動(dòng)。收面流程同上。

2.4.3 WES曲線段

混凝土澆平樣架上口，人工振搗，然后將直刮尺緊貼樣架φ28mm鋼筋上口，從下游向上游刮，使過(guò)流面成型；在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度且初凝前，拆除樣架。為防止?jié)仓c收面位于同一段樣架上，樣架應(yīng)分段架立，分段拆除，抹面形成一段即拆除一段；然后用混凝土原漿，將樣架坑槽填實(shí)抹平，由人工抹面收光，同一截面的抹面工作同時(shí)進(jìn)行。

混凝土手工抹面作業(yè)為三遍，第一遍是在全幅振搗整平后緊接進(jìn)行，用抹子用力揉壓平整，以柔壓泛漿、壓下露石、清除明顯凹凸為主，達(dá)到去高填低、揉壓出的灰漿均勻分布在混凝土表面為止；第二遍是在混凝土泌水后進(jìn)行，間隔時(shí)間視氣溫情況而定，常溫為2h～3h，以擠出氣泡、將砂子壓入板面、消除砂眼為主，使板面密實(shí)，并用直尺檢查平整度；最后一次抹面要細(xì)致，著重消除板面殘留的各種不平整印痕，同時(shí)加快板面水分蒸發(fā)。

2.4.4 進(jìn)口圓弧段

溢流面進(jìn)口圓弧段(高程1866.5m～1868.0m)，高1.5m，寬11m。在上游面、橫縫面設(shè)置臨空防護(hù)欄桿，收面工作人員站立于堰前及堰頂模板上進(jìn)行抹面工作。

2.5 混凝土養(yǎng)護(hù)及保護(hù)

在進(jìn)行抹面施工時(shí)，派專人現(xiàn)場(chǎng)管理，確保混凝土終凝前完成抹面施工。混凝土抹面結(jié)束后，采用覆蓋麻袋灑水的方式養(yǎng)護(hù)，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)值班和檢查，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28d。

溢流面抹面結(jié)束后，表面滿鋪1.5cm厚彩條保溫被保護(hù)，保溫被上部設(shè)置竹跳板壓實(shí)，避免上部施工墜物損傷溢流面，再采用φ48mm鋼管固定竹跳板。加固鋼管間距為3m，鋼管、竹跳板及彩條保溫被采用結(jié)安螺母固定。

3 表孔支撐大梁混凝土施工

3.1 結(jié)構(gòu)布置

表孔支撐大梁位于高程1868m～1885m之間，寬度5m～15.6m，梁跨度6.22m(下游)～9.5m(上游)，上游面1868m～1874m高程為1∶1.6反坡，其余上下游面基本為豎直面。支撐大梁跨中位置(即流道中心線位置)預(yù)留寬縫，頂寬2.5m，底寬2.0m，寬縫內(nèi)預(yù)留鋼筋接頭。

3.2 表孔支撐大梁施工方法

3.2.1 支撐系統(tǒng)安裝

支撐系統(tǒng)由底部工字鋼、預(yù)埋型鋼三角架、承重平臺(tái)、承重排(桁)架組成。

底部工字鋼型號(hào)為I20，提前三角架一倉(cāng)預(yù)埋，工字鋼伸入混凝土80cm，外露50cm，用于三角架預(yù)埋安裝時(shí)的固定。

型鋼三角架在工廠按設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)加工，利用倉(cāng)內(nèi)汽車吊單榀吊裝，間距0.75m，三角架頂部工字鋼埋入混凝土長(zhǎng)度1.5m；同時(shí)焊接適量的下拉錨筋分散應(yīng)力，位置調(diào)好后與底部工字鋼焊接，作為上部荷載的承重結(jié)構(gòu)。

在三角架上鋪通長(zhǎng)的I10mm工字鋼，間距為30cm～50cm，與三角架焊接形成承重平臺(tái)，在承重平臺(tái)上搭設(shè)支撐排(桁)架，形成模板的支撐系統(tǒng)。梁底部水平段采用φ48mm×3.5mm鋼管排架支撐，橫距0.5m，縱距0.5m，步距1.2m，在鋼管頂部采用[6.3mm槽鋼作為柱帽，柱帽上方水平放置鋼管，確保立桿垂直受壓，斜坡段采用型鋼桁架支撐。支撐大梁采用組合鋼模板，局部木模補(bǔ)縫，[12mm槽鋼作為圍檁(間距0.5m)。

3.2.2 施工期鋼筋

表孔支撐大梁分層澆筑，下部已澆筑層需承受上部施工荷載，考慮到已澆筑層混凝土齡期較短，為提高施工期安全余度，在支撐大梁底部4倉(cāng)倉(cāng)面下30cm，布置一層施工期鋼筋網(wǎng)：首倉(cāng)配置φ36mm@20cm縱橫向鋼筋，其后3層施工期鋼筋順流向按φ32mm@50cm、橫向按φ36mm@20cm配置、層距150cm；在大梁頂部1883.2m、1883.4m高程，增加施工期鋼筋，配筋同下部3層施工期鋼筋；同時(shí)，為加強(qiáng)上下澆筑層的連接，在支撐大梁施工縫面預(yù)埋φ25mm鋼筋，L=1m，間排距75cm×75cm。

3.2.3 混凝土施工

表孔支撐大梁前4倉(cāng)按1.5m升層澆筑，此后按3.0m升層澆筑，全部采用二級(jí)配混凝土，纜機(jī)直接入倉(cāng)，人工平倉(cāng)、振搗，下料時(shí)嚴(yán)格控制下料高度和混凝土坯層厚度，對(duì)模板周邊進(jìn)行復(fù)振。

4 預(yù)留寬縫混凝土回填

4.1 寬縫回填前，完成大壩高程1868m～1877m層灌區(qū)接縫灌漿；高程1877m～1885m層拱圈以及寬縫兩側(cè)大梁混凝土冷卻到接縫灌漿溫度，混凝土齡期不低于120d。

4.2 4個(gè)表孔支撐大梁預(yù)留寬縫的回填同期施工，20d后再進(jìn)行大壩橫縫的接縫灌漿。

4.3 寬縫混凝土施工

4.3.1 回填前縫面處理

寬槽回填前，應(yīng)將兩側(cè)縫面鑿毛處理，并將槽內(nèi)垂直水流向鋼筋采用焊接或套筒形式進(jìn)行連接，并完成大梁剩余鋼筋安裝。

4.3.2 寬縫回填混凝土及澆筑方式

寬縫回填采用C9040二級(jí)配混凝土，為避免回填混凝土收縮產(chǎn)生裂縫，削弱表孔大梁結(jié)構(gòu)的整體性，回填混凝土中摻入5%MgO以減少后期收縮。

回填混凝土采用分層澆筑方式，澆筑層厚結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況采用3.0m或者4.5m，澆筑間歇期按5d～14d控制。

4.3.3 溫度控制

回填混凝土中埋設(shè)冷卻水管(1m×1m)，控制混凝土最高溫度不超過(guò)28℃，回填混凝土至少冷卻至18℃后，再進(jìn)行大壩橫縫的接縫灌漿。

5 結(jié)語(yǔ)

錦屏一級(jí)大壩泄洪表孔混凝土施工，通過(guò)前期方案的優(yōu)化，在支撐大梁下部閘墩內(nèi)側(cè)預(yù)埋支撐桁架，表孔溢流面采用定型模板一次澆筑成形。同時(shí)，加強(qiáng)溢流面成形后的保護(hù)，解決了支撐大梁支撐結(jié)構(gòu)對(duì)溢流面的占?jí)?，及溢流面上部混凝土施工?duì)其成形質(zhì)量的影響，既確保了溢流面質(zhì)量，相對(duì)于溢流面分二期澆筑又節(jié)約了工期。

TV652.12∶TV544.91

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2095-1809(2016)06-0008-04

黃丹勇(1973-)，男，湖北應(yīng)城人，高級(jí)工程師，項(xiàng)目經(jīng)理，從事水電工程施工技術(shù)與管理工作；

楊衛(wèi)森(1987-)，男，山西洪洞人，助理工程師，從事水電工程施工技術(shù)與管理工作。

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