翻模砂漿固坡技術在豐寧抽水蓄能電站上水庫大壩填筑中的應用

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，成都，610091)

1 工程概況

豐寧抽水蓄能電站上水庫堆石壩壩頂高程1510.3m，壩頂寬10m，軸線長度557.0m，最大壩高120.3m，采用鋼筋混凝土面板堆石壩壩型。上、下游壩坡均為1∶1.4。壩頂上游側設置“L”型混凝土防浪墻，防浪墻底部與混凝土面板相接，設壩頂水平縫，縫間埋置銅止水。上游壩面砂漿施工總面積約70000m2。上游壩面碾壓及固坡砂漿施工按照設計文件要求，每10m～15m進行一次削坡，并進行斜坡碾壓和固坡砂漿施工，在施工過程中這種方法不能使大壩壩體填筑平齊上升，嚴重制約壩體填筑。國家質檢總站在對豐寧電站進行質量監(jiān)督時，針對上水庫主堆石壩壩前墊層料碾壓及固坡砂漿施工提出建議采取翻轉模板施工工藝。隨后監(jiān)理組織召開了多次針對壩前固坡砂漿采用翻轉模板施工的專題會議，并最終確定在豐寧抽水蓄能電站上水庫引進翻模砂漿固坡施工技術。方案比選見下表1。

與碾壓砂漿相比，翻模砂漿減少了墊層料超填量(10cm～15cm)，減少了修坡、斜坡碾壓的機械臺班費及人工清理坡面及砂漿攤鋪的人工清理費用；增加了模板、插筋、拉筋及模板安拆的使用量。

表1 碾壓砂漿技術與翻模砂漿技術比較

2 翻轉模板施工技術原理及優(yōu)點

2.1 技術原理

在大壩上游坡面支立帶楔板的模板，在模板內(nèi)填筑墊層料，振動碾初碾后拔出楔板，在模板與墊層料之間形成一定厚度的間隙，向此間隙內(nèi)灌注砂漿，再進行終碾。由于模板的約束作用，使墊層料及其上游坡面防護層砂漿達到密實并且表面平整。模板隨墊層料的填筑而翻升，從而使在坡面上進行的斜坡墊層料碾壓和固坡砂漿改為水平施工，簡化了施工工序，實現(xiàn)了上游固坡與壩體填筑同步上升。

2.2 翻轉模板施工優(yōu)點

(1)與常見的擠壓邊墻施工技術相比，翻轉模板固坡技術可控制砂漿厚度達到設計厚度，避免了擠壓邊墻施工時上游坡面砂漿厚度、剛度過大，對面板約束加大的缺陷，能較好地適應壩體變形，對面板的約束小，有利于面板防裂；

(2)與斜坡碾壓固坡法相比較，將斜坡碾壓改為水平碾壓，簡化了施工工序，降低了施工難度和安全風險，實現(xiàn)了壩體全斷面平起均衡上升，有利于保證壩體填筑質量，加快大壩填筑施工速度，同時還使大壩隨時具備防汛條件，有利于施工度汛。最后，采用翻轉模板工藝，砂漿外觀平整度及施工效果更優(yōu)于碾壓工藝，壩體填筑施工對下部趾板作業(yè)面干擾小，有利于施工安全和提高施工質量。

3 翻轉模板設計

翻轉模板設計采用DL/T5268-2012《混凝土面板堆石壩翻模固坡施工技術規(guī)程》中推薦的模板設計方案，并結合模板制作和運輸，采取組合式設計。

翻轉模板為鋼制組合模板，由面模板、背架、楔板、連接件等組成，現(xiàn)場組裝成型。翻模結構由上、中、下三層模板組成，上、下相鄰的兩層模板及左右相鄰模板之間采用“U”形卡連接，并能靈活地微調其相對角度。每塊面模板重量要滿足單人或2人翻轉運輸?shù)囊?。楔板為上寬下窄的梯形結構，每塊楔板的下部水平面與斜坡面形成的夾角滿足1∶1.4坡比。

4 翻轉模板施工

4.1 施工布置

翻轉模板施工時每米砂漿設計需求量0.0408m3，每層平均長度200m(高程1425m～1460m)，每層砂漿設計需求量約8.2m3，砂漿使用量較小。施工時利用9m3混凝土罐車運輸，罐車出口接移動式接料斗，罐注入楔板縫隙。翻模砂漿固坡施工與大壩墊層料填筑同步進行。

采用右壩肩高位水池及水車配合向壩面供水，在砂漿表面橫向布置一根D25排水花管，用于砂漿養(yǎng)護。D25排水花管隨著翻轉模板上升而上升，采用模板拉條加固。翻轉模板拉條使用量大，單頭需要車絲。

4.2 施工工序

翻轉模板施工工序如下：

測量放線-模板安裝、校正-墊層料填筑(人工鋪填)-灑水碾壓-模板上口校正-灌注砂漿-墊層料終碾-墊層料取樣檢測-模板翻轉-灑水養(yǎng)護。

(1)測量放點

第一層放線時，根據(jù)設計砂漿邊線每隔10m放出墊層料邊線，打鋼筋樁牽線，然后測量復核線繩，無誤后方可安裝模板。

(2)模板安裝

新進場模板在綜合加工廠組裝完畢，檢查合格后，用雙排座運至現(xiàn)場使用。翻轉模板水平及層間連接采用“U”形卡連接，翻轉后上層模板固定主要依靠下層背架及上層的預埋拉條固定。模板原則上采用人工從下部拆除，翻轉至壩面刷油，然后進行安裝加固。翻模與趾板接觸部位采用異形模板，異形模板采用膠合板，背后采用10cm×10cm方木。每塊模板布置兩排拉筋及錨固筋。

(3)墊層料填筑及初碾

安裝完楔板后，進行墊層料填筑。墊層料填筑分人工鋪筑和機械鋪筑兩部分。機械鋪筑采用自卸車后退法卸料，推土機攤平。人工鋪筑部分主要為翻轉模板下部三角區(qū)。

考慮到與趾板連接部位振動碾無法壓實，與趾板連接50cm區(qū)域在攤鋪墊層料時按照20cm/層人工鋪料，利用平板夯壓實，外部按照正常程序攤鋪碾壓。

(4)灌注砂漿

墊層料初碾結束后，開始灌注砂漿。砂漿灌注從一端開始，邊拔楔板，邊灌注砂漿。砂漿初期采用拌合站集中拌制，9m3攪拌車運至施工現(xiàn)場，經(jīng)移動式溜槽直接卸料入倉。

砂漿灌注完成后，及時對灌注完成的區(qū)域進行檢查，發(fā)現(xiàn)砂漿因為沁入墊層料而造成砂漿面下沉的，要及時進行復灌，直到砂漿飽滿為止，同時保持壩面整潔。

(5)墊層料終碾

砂漿灌注結束后，再對墊層料振動碾壓2遍。此時靠碾壓機具的振動作用對已灌注的砂漿進行了振搗。振動碾無法到達部位，采用平板夯壓實墊層料。邊角壓實時要注意對趾板混凝土及銅止水的保護。

(6)模板翻轉

終碾結束、墊層料取樣試驗合格后，即可拆除最下層模板。人工拆除最下一層模板并拼裝到最上一層模板上，最下層模板拆除時，出露的固坡砂漿的抗壓強度應達到其設計抗壓強度的25%以上，具體拆模時間根據(jù)施工進度及施工期氣溫條件而定，一般拆模時間不小于24h。

(7)固坡砂漿的養(yǎng)護

固坡砂漿終凝后用土工布覆蓋并灑水養(yǎng)護，保持濕潤狀態(tài)不少于14d。坡面禁止人員及機械行走。利用已經(jīng)布置好的花管進行灑水養(yǎng)護。

4.3 與斜坡碾壓結合部位壩面碾壓及施工

由于首層翻轉模板支立需要堅實面層作為支撐，所以在進行翻轉模板施工時，需要按照原來施工工藝，對墊層料超填40cm，超填高度為2m～3m。此超填部分可以作為首層模板的支立工作面。

根據(jù)計算可得，此時未削坡墊層料距工作面有3m～4m，反鏟可以進行削坡施工，平板夯也可以進行夯實施工。反鏟削坡時要注意對已完成的固坡砂漿的保護，靠近砂漿面50cm范圍內(nèi)采用人工削坡。削坡完畢后即可進行灑水夯實，夯實工具為液壓平板夯。夯實且檢驗合格后進行砂漿鋪筑，砂漿鋪筑采用挖機配合人工施工，砂漿鋪筑后人工收平、夯板夯實，即可將上下兩種施工工藝的固坡砂漿相連接。

4.4 質量控制措施

(1)施工過程中安排專人全程旁站監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時整改，確保各施工工序受控；

(2)墊層料碾壓時，振動碾滾筒的邊緣充分靠近模板內(nèi)的墊層料上游邊緣，其距離不大于15cm。初碾應使墊層料達到90%的干密度；

(3)砂漿灌注結束后，確保砂漿初凝前完成終碾作業(yè)；

(4)翻模模板要有足夠的鋼度，并且調整靈活，拆裝方便。每層模板按照測量放線安裝，安裝的允許偏差為±10mm；

(5)固坡砂漿設計強度按照5MPa控制，砂漿要連續(xù)灌注，方有利于保證砂漿施工質量。終碾對砂漿起振搗作用，應該在砂漿初凝前完成；

(6)采用3m靠尺檢查坡面固坡砂漿不平整度，最大值符合設計要求。

4.5 安全文明施工措施

(1)對各種設備及施工安全設施進行定期檢查，消除安全隱患；

(2)過渡料、墊層料施工時，在已填筑坡面上設置鋼筋、竹排防護欄，確保其下部施工作業(yè)人員安全；

(3)加強夜間施工照明，確保壩面施工機械和人員的安全運行；

(4)在翻模固坡作業(yè)面以下的斜坡面上應設置安全網(wǎng)，并隨翻模固坡作業(yè)面上移。安全網(wǎng)應可靠地固定，斜坡面上作業(yè)時，施工人員必須系安全帶；

(5)墊層料水平碾壓時，配備專人進行指揮，嚴禁振動碾滾筒碰撞模板；

(6)已施工完的大壩上游坡面干凈整潔，無堆積物。

5 結語

壩體填筑結束后，會同監(jiān)理、業(yè)主對整個壩坡進行了檢查，通過全站儀測量坡面的平整度，發(fā)現(xiàn)翻模砂漿固坡的平整度基本滿足規(guī)范要求的+5cm～-8cm要求，脫空現(xiàn)象也比碾壓砂漿固坡少。

翻模砂漿固坡技術不需要墊層料超填，省去了坡面修整、碾壓工序；坡面平整度好，正常情況下在面板施工前不需要進行處理；有利于面板混凝土防裂；面板混凝土超填量??；能夠較好地適應壩體變形，與墊層料之間不脫空，節(jié)省了因壩體變形造成墊層料防護層與墊層料脫空的處理費用；施工干擾小，與趾板灌漿不存在交叉作業(yè)；大壩隨時具備擋水條件，防洪度汛措施簡化；模板拉筋外露部分作面板鋼筋架立筋錨筋，節(jié)省了另打錨筋的費用；不需要配備斜坡振動碾或擠壓機等專用設備。

通過在河北豐寧抽水蓄能電站上水庫面板堆石壩工程中的應用，充分體現(xiàn)了翻模固坡砂漿技術在安全、質量、進度以及現(xiàn)場施工形象諸多方面的優(yōu)點。隨著國內(nèi)抽水蓄能電站建設數(shù)量的增多，該技術在面板堆石壩施工中具有廣泛的應用前景。

參考文獻

〔1〕常煥生，李 岱，張云山，等.面板堆石壩翻模固坡技術[J].水利水電施工，2006，39(4)：48-51.

〔2〕常煥生，李 岱，張云山，等.面板堆石壩翻模固坡技術在雙溝大壩的應用[J].水力發(fā)電，2007，33(6)：42-44.