蘇阿皮蒂大壩泄流底孔鋼襯下部底板混凝土澆筑施工

王以斌，陳鉉文，王 鋒

(中國水利電力對外有限公司，北京 100120)

蘇阿皮蒂水利樞紐大壩為碾壓混凝土重力壩，共分為52個壩段，其中27號壩段為泄流底孔壩段，寬25.00 m。底孔為無壓泄流，分為2孔，進口體型為橢圓曲線，進口段后設(shè)置2孔5 m×7 m(寬×高)事故檢修門，和2孔5 m×6 m(寬×高)弧形工作閘門，弧形工作閘門下游為斜坡段流道，坡度為1∶10，后接反弧段及挑流鼻坎，見圖1。

在泄流底孔上游布置的弧形工作閘門，底部、側(cè)面和頂部均設(shè)計為鋼襯結(jié)構(gòu)，底部鋼襯布置有振搗孔和灌漿孔，用于混凝土澆筑下料和振搗，以及后期對鋼襯與混凝土之間的脫空區(qū)域進行灌漿，振搗孔間距為1 500 mm×1 000 mm，灌漿孔間距500 mm×1 000 mm，鋼襯底部布置有兩層鋼筋網(wǎng)，分布密集，混凝土下料、平倉和振搗難度大，見圖2。

1 鋼襯底部混凝土施工難點分析

單個鋼襯底板尺寸為6 015 mm×5 200 mm，面積31.3 m2，表面為平面鋼襯，底面縱橫布置有高度250 mm的工字鋼和加勁板，間距為1 000 mm×500 mm，振搗孔間距為1 500 mm×1 000 mm，但被高度為250 mm的加勁板分為55個方格區(qū)域，見圖3。加勁板網(wǎng)格的設(shè)計的目的是考慮到鋼襯底部將承受最大約84 m的水頭壓力，但卻給混凝土下料、平倉和振搗施工增加了很大的困難。如何保證鋼襯底部混凝土澆筑密實是首要問題。

圖1 泄流底孔典型剖面圖

圖2 弧形工作閘門底部鋼襯剖面圖

圖3 弧形閘門底部鋼襯振搗孔和灌漿孔布置圖

2 鋼襯加固方案和混凝土施工程序

為方便鋼襯加固，將鋼襯下部的混凝土澆筑至距鋼襯底板頂面1.5 m的位置，此高度為加固鋼襯的最優(yōu)距離，既能保證鋼襯拼裝精度和底部的埋筋焊接質(zhì)量，又能使鋼襯加固結(jié)實可靠，確保在澆筑過程中鋼襯不會因混凝土的浮托力而發(fā)生位移和變形，并且方便混凝土的下料和振搗澆筑。

首先進行鋼襯底板下部鋼筋的安裝，隨后做好鋼襯底板的安裝和加固，利用提前埋設(shè)好的工字鋼、角鋼支撐和加固鋼襯，完成加固并通過驗收后，再進行其下部1.5 m范圍內(nèi)的混凝土澆筑。待鋼襯底板混凝土澆筑完成后再安裝兩側(cè)和頂部的鋼襯結(jié)構(gòu)，最終完成鋼襯底部-側(cè)面-頂部整體金屬結(jié)構(gòu)的安裝，見圖4。

圖4 鋼襯上游立視圖

3 鋼襯底部混凝土澆筑

經(jīng)研究，將上游鋼襯段底部1.5 m范圍內(nèi)的混凝土做為一個獨立倉號施工，該倉號分成三個小的獨立區(qū)域，見圖5。備倉完成后，使用擴散度500～550 mm的高流態(tài)一級配混凝土，依次、連續(xù)澆筑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)，目的是要通過快速澆筑的方式，讓高流態(tài)混凝土能夠在短時間內(nèi)完全充滿整個鋼襯底部。

其中Ⅲ區(qū)和Ⅰ、Ⅱ區(qū)鋼襯兩側(cè)澆筑相對容易，采用二級配C40、坍落度為70～90 mm的混凝土；Ⅰ、Ⅱ區(qū)鋼襯和弧門底坎底部采用C40高流態(tài)一級配混凝土，其擴散度為500～550 mm，該區(qū)域混凝土施工的關(guān)鍵就是要快速，以滿足高流態(tài)混凝土通過輔助振搗后在短時間內(nèi)充滿整個鋼襯底部的要求。

3.1 Ⅰ、Ⅱ區(qū)澆筑

1)利用布置在相鄰壩段的QTZ400塔機，采用坍落度70～90 mm的二級配常態(tài)混凝土先進行鋼襯兩側(cè)混凝土澆筑，待兩側(cè)上升到一定高度不能入料后，再使用溜槽配合一級配高流態(tài)混凝土從鋼襯預(yù)留的振搗孔中灌料，進行鋼襯底部及弧門底坎底部混凝土的澆筑，同時，鋼襯兩側(cè)混凝土也應(yīng)同步上升，保持良好的流動性，確保鋼襯底部混凝土的澆筑質(zhì)量。

2)使用溜槽時，應(yīng)先從鋼襯下游側(cè)的預(yù)留孔開始，整體保持混凝土料下游高、上游低的態(tài)勢。同時，從弧門底坎底部振搗孔和下游側(cè)進行振搗；必要時，可從弧門底坎下游側(cè)少量進料并保持適當(dāng)超高(超高部分初凝前處理)，以保證弧門底坎底部混凝土的澆筑質(zhì)量。

3)待高流態(tài)混凝土上升至(或接近)鋼襯底部時，即可將溜槽前端設(shè)置的軟管下料口依次伸入鋼襯振搗孔內(nèi)下料，同時，可根據(jù)實際情況適當(dāng)振搗(澆筑前預(yù)備φ50振搗棒)，以使混凝土盡可能多地充滿至鋼襯其他方格內(nèi)。

4)振搗孔的間距為1 500 mm×1 000 mm，混凝土的擴散度為500～550 mm在,根據(jù)現(xiàn)場實際情況，每個振搗孔可控制約3～5 m2的面積范圍，按最小3 m2面積計算，可以控制直徑2 000 mm的區(qū)域。所以通過混凝土自身的擴散+平倉和振搗，能夠保證混凝土充滿整個鋼襯底部。

5)通過相鄰的振搗孔觀察混凝土在鋼襯底部的流動情況，在底部澆筑密實后繼續(xù)對其灌料并在相鄰孔利用振搗棒“拖料”，直至所有的相鄰孔開始排氣冒漿后，再持續(xù)灌料一段時間，就可以移動溜槽在其他的振搗孔灌料。

3.2 Ⅲ區(qū)澆筑

1)待Ⅰ、Ⅱ區(qū)鋼襯底部混凝土澆筑完成后，再利用QTZ400塔機進行上游Ⅲ區(qū)流道底板混凝土澆筑，見圖6。

2)澆筑Ⅲ區(qū)前應(yīng)做好各項施工準(zhǔn)備工作，計劃好開倉時間，三個區(qū)域的混凝土應(yīng)盡可能一次性連續(xù)澆筑完成，確?；炷恋恼w質(zhì)量。

3)鋼襯底部三個區(qū)域的混凝土澆筑共歷時約19 h，其中Ⅰ、Ⅱ區(qū)澆筑用時9 h，Ⅲ區(qū)澆筑用時10 h。整個澆筑過程滿足質(zhì)量要求。

4)經(jīng)測量，鋼襯未發(fā)生移動和變形現(xiàn)象，測量數(shù)據(jù)滿足規(guī)范和設(shè)計要求，具體測量成果見表1。

圖5 鋼襯分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)域后的示意圖

圖6 鋼襯底部澆筑示意圖

工程部位泄流底孔左、右孔鋼襯混凝土后測量成果測量儀器 TS11 S2示意圖:左孔鋼襯測量成果點號設(shè)計高程/m實測高程/m偏差Δh/mm右孔鋼襯測量成果點號設(shè)計高程/m實測高程/m偏差Δh/mm1130.000129.997-31130.000129.997-32130.000129.997-32130.000129.997-33130.000129.997-33130.000129.997-34130.000129.997-34130.000129.997-35130.000129.997-35130.000129.997-36130.000129.997-36130.000129.997-37130.000129.998-27130.000129.997-38130.000129.998-28130.000129.998-29130.000129.998-29130.000129.998-210130.000129.998-210130.000129.998-211130.000129.998-211130.000129.998-212130.000129.998-212130.000129.998-2

注：1.表中偏差值比設(shè)計值高為“+”、反之為“-”,測點間距為2 m左右。

2.根據(jù)相關(guān)規(guī)范，鋼襯允許偏差值應(yīng)小于5 mm。

5)在混凝土收倉后及時對混凝土表面進行不間斷灑水養(yǎng)護，直至混凝土達到設(shè)計齡期為止。

4 結(jié) 語

泄流底孔弧形工作閘門范圍的底部鋼襯在施工過程中，因?qū)︿撘r混凝土進行合理分層、分區(qū)的澆筑方案，并采用高流態(tài)一級配混凝土澆筑，從而保證了澆筑質(zhì)量。在混凝土達到設(shè)計齡期后，經(jīng)檢查，鋼襯與混凝土面之間僅有約2～4 mm的脫空，屬于混凝土正常的收縮所致，說明整個澆筑過程是成功的。