泄洪閘快速施工技術的應用

尚勇光

摘? ? 要：黃河海勃灣水利樞紐位于黃河干流內(nèi)蒙古自治區(qū)境內(nèi)，工程左岸為烏蘭布和沙漠，右岸為內(nèi)蒙古新興工業(yè)城市烏海市。工程距烏海市區(qū)3km，距110國道1km，距包蘭鐵路烏?；疖囌?km，下游87km處為已建的內(nèi)蒙古三盛公水利樞紐。海勃灣水利樞紐是一座防凌、發(fā)電等綜合利用工程，主要由土石壩、泄洪閘、電站壩等建筑物組成。水庫正常蓄水位1076.0m，總庫容4.87億m3。電站總裝機容量90MW，年發(fā)電量3.817億度。就閘壩工程快速施工技術的應用，總結(jié)經(jīng)濟合理的施工經(jīng)驗、技術、工序，從閘壩混凝土施工、混凝土模板工藝及混凝土施工配合比等角度，逐一研究和解決大壩大體積混凝土快速施工相關技術難題的過程。

關鍵詞：泄洪閘;快速施工技術

1? 泄洪閘概況

黃河海勃灣水利樞紐壩址地處黃河彎道段，河谷區(qū)為黃河沖積地貌類型，左岸為風成地貌類型、河流堆積侵蝕地貌，右岸主要為河流堆積侵蝕地貌。壩址區(qū)在勘探深度范圍內(nèi)，地層為第四系全新統(tǒng)風積（Q4eol）、沖積（Q4al）和上更新統(tǒng)沖湖積物（Q3al+l），巖性主要以粉砂、細砂、砂礫石為主，夾有粘性土、中砂薄層和透鏡體。針對普通硅酸鹽水泥，黃河水無腐蝕性，除局部區(qū)域外，地下水無腐蝕性。壩址存在開挖邊坡穩(wěn)定、地基土地震液化、抗滑穩(wěn)定、地基土沉降穩(wěn)定、地基滲透和滲透穩(wěn)定、抗沖刷和右壩肩邊坡穩(wěn)定問題。

從壩址地形地貌和地層巖性等因素判斷，沒有修建混凝土重力壩和拱壩的地形和地質(zhì)條件，僅適宜修建土石壩。本階段在土石壩壩型比較中，對粘土斜墻壩、復合土工膜斜墻壩、粘土心墻壩、復合土工膜心墻壩和瀝青混凝土心墻壩等壩型進行了技術經(jīng)濟比較。從防滲材料、防滲效果、施工條件、工程投資等諸方面綜合考慮，確定壩型為粘土心墻土石壩，壩基防滲措施采用混凝土防滲墻。推薦方案樞紐從右到左依次布置為：右岸連接壩段（壩0-041.5m～0+013.5m）、電站壩段（壩0+013.5m～0+150.5m，包括主安裝場、4個機組段和電站隔墩壩）、泄洪閘壩段（壩0+150.5m～0+438.5m，共16孔）、泄洪閘與土石壩連接段（壩0+438.5m～0+493.0m）以及土石壩段（壩0+493.0m～6+864.2m）。

2? 泄洪閘快速施工方案

2.1? 施工道路及機械布置

（1）混凝土施工道路主要是沿上下游圍堰內(nèi)側(cè)修建下基坑的開挖道路，結(jié)合采用的混凝土入倉方式布置，道路寬8m，路面為混凝土，利用開挖道路不僅節(jié)約成本，同時道路布置較為合理，避免各工作面相互干擾制約。

（2）施工區(qū)內(nèi)垂直通道：閘墩均為獨立建筑，施工時人員通行必須保證，為保證人員通行安全，在閘墩間布置上下通過Z字型安全鋼轉(zhuǎn)梯可同時保證兩個閘墩通行要求，達到安全快速的目的。

（3）混凝土的水平運輸主要采用15～20t自卸汽車，運距大于2km或混凝土泵澆筑部位采用6～8m3混凝土攪拌車;混凝土垂直運輸主要采用布置在溢流壩上游、下游2臺TC7050塔機和混凝土泵，基礎溢流堰大體積混凝土配置長臂挖掘機、布料機入倉。

2.2? 混凝土分塊分層的優(yōu)化應用

初設階段泄洪閘壩施工方案按先臺階，后閘墩，然后進行溢流面混凝土施工。施工階段進行方案評審時，要求高程54m以下閘墩與溢流面必須同步平層澆筑，因此增加了單倉混凝土工程量和施工難度，且溢流堰面施工時段位于雨季，施工作業(yè)面多，同時施工干擾大，施工質(zhì)量影響較大，施工難度極大，對工期影響明顯。針對閘墩溢流面同步施工的要求，有針對性的進行了專項研究，多方優(yōu)化比較最終確定先進行52.5m高程以下溢流堰體和溢流堰面混凝土施工，尾部閘墩40.5m高程以下隨溢流堰面同步施工，40.5m高程以上閘墩在溢流堰面澆筑至52.5m高程后再施工。

根據(jù)設計要求，結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況和設備配置能力，針對閘壩施工關鍵點在各個環(huán)節(jié)進行了充分全面的優(yōu)化，在滿足設計要求的前提下，主要采取了以下措施加快閘壩混凝土澆筑速度：

（1）采用定型大尺寸翻升模板和定型模板，增加閘墩的分層高度，減少備倉時間，充分發(fā)揮施工效率。

（2）按要求調(diào)整分層分塊，為縮短工期，工期較長的溢流堰面52.5m～54m高程（最后一層）待閘墩到頂后再進行澆筑。

（3）施工布置上分時間分高程采取了不同的施工方式：54m高程以下主要采用長臂挖機、布料機等入倉方式，54m高程以上采用混凝土泵入倉為主，塔機為輔，加快混凝土入倉速度。通過優(yōu)化混凝土分層分塊方式，優(yōu)化堰面與閘墩混凝土的澆筑順序，合理選擇混凝土入倉手段，通過對各個環(huán)節(jié)的細致調(diào)整優(yōu)化，不僅滿足了設計要求，還保證了各個壩段的施工進度，使施工質(zhì)量、成本都得到了有效的控制，合同目標得以順利完成。

2.3? 閘墩模板設計

混凝土結(jié)構(gòu)施工中，模板工序是進度、質(zhì)量保證的關鍵環(huán)節(jié)，在桑河閘壩施工中，為保證施工進度和質(zhì)量，在前期策劃時有針對性的對模板進行了研究，根據(jù)桑河閘壩工程閘墩高、體型相同等特點，結(jié)合國內(nèi)外相關的施工經(jīng)驗對模板進行了專項設計。

泄洪閘墩墩頭混凝土為異形結(jié)構(gòu)，上游為1/2橢圓，下游為1/2圓。閘墩外觀如何與墩頭形體及異形結(jié)構(gòu)關系甚大，異形結(jié)構(gòu)質(zhì)量不易保證，施工難度大，為確?；炷恋耐庥^質(zhì)量及施工進度，墩頭采用大型定型模板，墩身采用平面定型鋼模板，根據(jù)以往類似工程經(jīng)驗并結(jié)合本項目實際，在充分考慮混凝土的層間接縫、定型模板面板整體性、便于施工等方面，進行異型鋼模板設計。

按照施工方案，閘墩混凝土每一層澆筑高度為3m，上、下游各采用兩塊弧面定型模板拼裝，單塊高度3.1m。根據(jù)現(xiàn)場設備布置條件，可滿足吊裝要求條件下，閘墩兩側(cè)平面模板采用5×3.1m大平面定型鋼模板，利用大平面尺寸模板有接縫少特點，可減少模板接縫，有利外觀質(zhì)量控制。傳統(tǒng)方式模板采用拉模筋斜拉固定在老混凝土面，在混凝土澆筑過程中難以避免會跑模，施工過程中還需專人調(diào)整模板，為此根據(jù)閘墩特點，閘墩模板采用了對拉方式固定，有效防止?jié)仓^程中的模板變形，閘墩混凝土澆筑完畢后，墩頭墩尾通過采用專門設計的定型鋼模板，有效減少混凝土層間錯臺、掛簾，質(zhì)量通病得到有效控制，閘墩混凝土整體性較強、色澤均一，外觀質(zhì)量好，達到了預期效果，同時充分利用塔機拆除、安裝模板，發(fā)揮大尺寸模板的優(yōu)勢，施工進度也得到了有效的保證。

3? 結(jié)束語

水電站在前期斷層處理、設計提高要求后增加施工難度等諸多不利因素影響下造成一定進度滯后，但通過后續(xù)施工工藝的不斷改進和優(yōu)化，閘壩得以快速施工完成。通過施工資源分時間分倉位優(yōu)化配置、混凝土外觀質(zhì)量控制及配合比優(yōu)化等工藝的研究，極大的增加了混凝土的入倉強度，加快了閘壩施工速度。

參考文獻：

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