豐寧抽水蓄能電站混凝土面板堆石壩面板滑模施工工藝試驗

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(1.中國葛洲壩集團第二工程有限公司，成都，610091；2.河北豐寧抽水蓄能有限公司，河北 豐寧，068350)

1 工程概況

豐寧抽水蓄能電站上水庫混凝土面板堆石壩壩頂高程1510.3m，最大壩高120.3m，壩頂寬10m，壩軸線長577.0m，上游壩坡坡比1∶1.405，采用鋼筋混凝土面板堆石壩壩型。根據(jù)設(shè)計圖紙，大壩面板混凝土共分54條塊，分8m，12m和10m三種(河床受壓區(qū)面板寬度為12m，計19塊；左、右岸受拉應(yīng)力區(qū)面板寬度為10m，共33塊，邊角2塊，寬度為8m)，最大塊斜長約207.5m?；炷撩姘搴穸妊馗叱虖纳现料掳磘=0.4+0.003H(H是壩頂防浪墻前趾控制點至計算點的高差)變化，采取雙向配筋，其高程1460m以上為C30W12F400，高程1460m以下為C30W12F300。

為保證2018年混凝土面板的順利澆筑，2017年9月19日至2017年9月22日，在趾板上游左側(cè)邊坡進行了滑模的工藝性試驗，以收集獲取混凝土塌落度損失、脫模時間、抹面時機等相關(guān)參數(shù)。

2 試驗布置

2.1 試驗場地布置

面板滑模工藝試驗場地選擇在上庫趾板上游左側(cè)邊坡，該邊坡頂部為原上壩道路，較為平整、寬闊，可以作為混凝土澆筑的平臺。經(jīng)現(xiàn)場實際測量后，滑模側(cè)模的坡度最終為1∶1.6，較混凝土面板坡度稍緩。為盡可能地收集混凝土骨料分離情況，根據(jù)邊坡實際情況，最終側(cè)模的支立長度為50m，高差約為26.5m，側(cè)模支立寬度為12m。由于坡面平整度較差，為調(diào)整坡度，側(cè)模的支立高度大致在0.4m～1.5m之間，實際澆筑一層所需的混凝土方量要遠遠大于面板混凝土。

2.2 滑模系統(tǒng)組裝

滑模系統(tǒng)包括側(cè)模、滑模、抹面平臺、坡頂卷揚牽引系統(tǒng)、混凝土入倉布料系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)六部分。

本次試驗所用模板均為加工完成的定型模板，現(xiàn)場進行拼裝。側(cè)模由側(cè)模板、角鋼焊接成的三角支架支撐固定及插筋組成，側(cè)模安裝長度約為單側(cè)50m，寬度為12m，高度為0.4m～1.5m之間?；挾?.5m，長度13m。抹面平臺與滑模用鋼鉸接連接，使用φ6鋼絲繩及花籃螺栓將抹面平臺拉固，使之不接觸混凝土面。

2.3 滑模牽引設(shè)備及固定、控制方式

2.3.1 滑模牽引設(shè)備

滑模牽引設(shè)備選用2臺10t的慢速卷揚機，每臺卷揚機附加1股直徑為φ30mm、長450m的鋼絲繩來牽引滑模，經(jīng)試驗，2臺10t卷揚機及其配套設(shè)施產(chǎn)生的牽引力之和能滿足牽引的要求。

2.3.2 卷揚機的安裝與固定

卷揚機底座為鋼結(jié)構(gòu)，用配重混凝土預(yù)制塊壓于其上進行固定。配重為1.5m×1.5m×1.0m的混凝土預(yù)制塊(單塊重5.4t)，根據(jù)計算，每臺卷揚機壓重塊為2塊，每套滑模用4塊。

滑模就位的同時，進行卷揚機的吊裝就位，用配重混凝土預(yù)制塊壓于其上進行固定。先要將卷揚機牽引動滑輪與滑模前端的吊環(huán)連接起來?；龣C構(gòu)安裝調(diào)試完成后，在下放滑模到混凝土澆筑點之前，應(yīng)進行一到二次短距離的試滑，檢驗系統(tǒng)有無問題，并確定上下統(tǒng)一指揮的方式。

2.4 溜槽的制作

溜槽采用2mm厚鐵板制作，每節(jié)長2.0m，“U”型結(jié)構(gòu)，采用對接式連接，每節(jié)溜槽一端設(shè)掛鉤，一端設(shè)掛環(huán)。為保證溜槽便于安裝、固定，溜槽底部加設(shè)鋼筋支架，以此增加溜槽的穩(wěn)定性。

3 現(xiàn)場施工組織

面板混凝土滑模工藝試驗的施工流程為：坡面清理→側(cè)模支立→滑模拼裝→卷揚機就位→滑模吊裝→溜槽搭設(shè)→混凝土澆筑→收面養(yǎng)護。

3.1 基礎(chǔ)面清理及坡面檢查

將坡面噴護混凝土的浮渣、雜物清除干凈。在澆筑混凝土之前，首先對坡面噴護混凝土進行脫空檢查，采用人工觀察、敲擊檢測方法。經(jīng)檢查若有空鼓現(xiàn)象，全面鑿除，并用M10水泥砂漿回填。

3.2 側(cè)模支立

側(cè)模不僅僅要承擔(dān)混凝土的側(cè)向壓力，也要作為滑?；频能壍?，其支立與加固至關(guān)重要。側(cè)模主要采用1500mm×294mm×54mm的鋼模板，底部使用木模板找平，鋼模板外側(cè)設(shè)置角鋼三角支撐及φ16mm插筋固定，以此保證側(cè)模的穩(wěn)定性。

3.3 滑模的配重

滑模配重的主要作用為增加滑模的整體重量，以此抵抗混凝土的浮托力，試驗現(xiàn)場在滑模操作平臺上放置螺紋鋼來作為配重。根據(jù)現(xiàn)場試驗情況來看，第一天滑模配重為4.3t，混凝土的浮托力使模板上浮5cm；第二天滑模配重7.1t，滑模未上?。坏谌旎Ｅ渲貫?.3t，滑模未上浮。考慮面板實際澆筑厚度較試驗段薄，因此滑模配重應(yīng)為5.5t，保證滑模自重加配重不小于10t。

3.4 混凝土澆筑

混凝土運輸采用攪拌車運輸，既利于混凝土的保水及減少坍落度損失，又能防曬、防雨，避免水泥漿流失產(chǎn)生骨料離析。從本次試驗來看，混凝土的出機口塌落度控制在70mm～90mm，運距1.4km，運至澆筑平臺塌落度在65mm～80mm范圍內(nèi)，經(jīng)過敞口溜槽至倉內(nèi)，混凝土塌落度約為40mm～55mm，且混凝土可以順利卸料、下滑。塌落度滿足設(shè)計30mm～60mm的要求。混凝土可以在溜槽內(nèi)下滑，且現(xiàn)場溜槽的坡度為1∶1.6，緩于大壩面板的1∶1.4，因此該塌落度的混凝土通過溜槽可以順利下料。

在下料前要用水將溜槽濕潤，以便于混凝土的下滑。在剛剛下料時會有少量石子先下落，但總量很小，對混凝土質(zhì)量無影響。

混凝土澆筑的高度不能超過滑模前沿，否則會影響模板的滑升；澆筑過程中側(cè)模有污染的，應(yīng)及時進行清理，以免影響滑模的提升。

3.5 滑模的提升

卷揚機控制器布置在卷揚機上，由平臺(壩頂)放料人員操作?；Ｌ嵘臅r間受環(huán)境溫度、混凝土配合比影響較大，本次試驗混凝土的脫模時間最短在29min，最長1h，每次脫模35cm～40cm。

本次試驗9月20日～9月21日采用的是添加緩凝劑的配合比，混凝土入倉后50min～1h后方可脫模，時間間隔較長，混凝土的狀態(tài)未流淌，但整體凝固不夠，造成后續(xù)收面工作持續(xù)較長；9月22日采用的是無緩凝劑的配合比，為驗證其凝固效果，在入倉30min左右進行一次模板提升，混凝土狀態(tài)較好，后續(xù)收面時間較短。

經(jīng)驗證，兩種配合比均可以滿足1.5m/h～2.0m/h的提升速度，在2018年面板混凝土澆筑過程中，將根據(jù)天氣情況選擇合適的配合比。

3.6 混凝土收面

本次試驗滑模配置了兩層的收面平臺，在混凝土脫模后先進行粗抹，使得混凝土的表面大致平整；在混凝土脫模2h內(nèi)最終抹面完成，使表面平整度達到用2m靠尺檢查不大于5mm的要求。

4 試驗成果分析與建議

4.1 試驗成果分析

(1)混凝土攪拌車加溜槽可以滿足低塌落度混凝土的入倉要求，且混凝土無骨料分離的情況出現(xiàn)；

(2)混凝土的配合比滿足現(xiàn)場施工需要，入倉塌落度在設(shè)計要求范圍內(nèi)，但要根據(jù)現(xiàn)場氣溫及垂直運輸距離適當(dāng)調(diào)節(jié)出機口的塌落度；

(3)試驗現(xiàn)場混凝土表面層平整度良好，基本滿足規(guī)范要求，兩次收面平臺設(shè)置可行；

(4)每套滑模配置兩臺10t慢速卷揚機，卷揚機配套φ30mm的鋼絲繩，現(xiàn)場試驗運行穩(wěn)定、可靠，可以滿足要求；

(5)慢速卷揚機配重塊在滑模配重7.1t的情況下，依然保證穩(wěn)固，故每臺卷揚機配置兩塊1.5m×1.5m×1m混凝土塊的配重可行；滑模配重在4.3t的鋼筋壓重下，受混凝土浮托力影響上浮5cm，最終試驗確定滑模配重不少于5.5t，保證配重加滑模自重不小于10t，方可確?；２皇芑炷粮⊥辛τ绊懀?/p>

(6)滑模提升速度受氣溫及混凝土凝固時間影響較大，本次試驗混凝土脫模時間最長為1h(添加緩凝劑的配合比)，最短為29min(無緩凝劑的配合比)，滑模提升一次的時間間隔約為15min～20min，滑模每次提升35cm～40cm，換算為滑?；乃俣燃s為每小時1.5m～2.0m，基本滿足生產(chǎn)需要；

(7)本次試驗配置混凝土振搗2人、收面2人、輔助2人，卸料及卷揚機操作1人，人員滿足施工需要。

4.2 施工建議

通過本次試驗，今后施工建議如下：

(1)根據(jù)天氣氣溫情況，適時調(diào)整混凝土配合比，在氣溫較高時使用添加緩凝劑的配合比，氣溫較低時使用無緩凝劑的配合比，以此來保證滑?；俣扰c混凝土脫模后無流淌及收面時間的匹配；

(2)側(cè)模支立的質(zhì)量直接關(guān)系到混凝土線條及平整度，必須把好側(cè)模支立的質(zhì)量關(guān)；

(3)混凝土收面人員需配置經(jīng)驗豐富的操作人員，方可保證混凝土收面的質(zhì)量；

(4)混凝土面板最大高度約為120m，坡面斜長超過200m，在進行混凝土施工時需考慮增加溜槽蓋板以減少混凝土水分流失；在溜槽中增加橡膠軟質(zhì)擋板，以降低混凝土的下溜速度，減少骨料離析；

(5)溜槽在靠近倉面位置布置1個三通裝置，利用此裝置控制混凝土的流向，保證倉面均衡上升；

(6)混凝土收面平臺建議加長，確保溫度較低、混凝土初凝時間較長時抹面平臺可以覆蓋。抹面平臺距離混凝土表面距離較小，不利于抹面操作，建議將抹面平臺與滑模的連接點移至操作平臺的上部，以此來增加操作空間；

(7)混凝土的出機口塌落度根據(jù)現(xiàn)場氣溫及溜槽長短及時調(diào)整，保證混凝土既可以順利通過溜槽運至倉內(nèi)，又可以保證入倉塌落度控制在30mm～60mm的設(shè)計要求。