漢陰洞河水庫碾壓混凝土雙曲拱壩廊道層窄倉面施工技術

邵鈺斌

（中國水電建設集團十五局有限公司第三工程公司，陜西 咸陽 712000）

1 工程概況

漢陰洞河水庫樞紐工程是一座以灌溉、供水為主，兼有發(fā)電和防洪等綜合利用效益的Ⅲ等中型工程，攔河壩為碾壓混凝土拋物線雙曲薄拱壩，建基面高程332.0 m，壩頂高程397.5 m，最大壩高65.5 m，壩底寬15.751 m，壩頂寬6.5 m，厚高比0.24，最大倒懸度0.24，最大壩頂弧長266.129 m。

漢陰洞河水庫樞紐工程碾壓混凝土雙曲拱壩376.7m～381.5 m高程為最頂層廊道升層的碾壓混凝土施工，本升層高度4.8 m，預制廊道安裝長度223 m,安裝后整個倉面被廊道分隔為上下游兩個獨立倉面，上游倉面寬度4.7 m，下游寬度2.7 m,再加上泄洪底孔、溢流表孔、左右岸交通支洞的橫向分隔，上下游獨立倉面又被橫向分隔成數(shù)個狹小獨立倉面，廊道外圍又分布鋼筋網(wǎng)片，更愈凸顯小倉面繁多且狹窄，碾壓機械設備無足夠空間停放，預制廊道吊裝、壩后懸挑交通橋、泄洪底孔、溢流表孔等水工結構同時出現(xiàn)工序交叉復雜。該廊道層碾壓混凝土施工是本工程技術難度最大的一個升層。

2 雙曲拱壩廊道層窄倉面施工方案

2.1 倉面分區(qū)

左右壩段，分界線為泄洪底孔左側邊線；上下游壩段，分界線為376.7 m～377.5 m高程廊道下游邊線向下游偏80 cm的輪廓線，377.5 m～380.75 m高程廊道上游邊線。

將大壩376.7 m～381.5 m高程倉面劃分為5大澆筑區(qū)：左上為A澆筑區(qū)；右上為B澆筑區(qū);右下為C澆筑區(qū)；左下為D澆筑區(qū)；左右壩段通倉為E澆筑區(qū)。

2.2 施工分階段

376.7 m～381.5 m高度4.8 m，窄倉面廊道安裝碾壓升層施工分三階段進行施工。

第1階段：進行376.7 m～377.5 m高程底板混凝土施工（高度0.8 m）。

第2階段：進行377.5 m～380.75 m（380.25 m）高程廊道安裝施工（高度3.25 m、2.75 m）。

第3階段：進行377.5m～381.5m高程混凝土施工（高度4m）。

2.3 施工組織網(wǎng)絡流程圖

施工組織網(wǎng)絡流程圖，見圖1。

圖1 施工組織網(wǎng)絡流程圖

2.4 施工方案

（1）第1步，左壩段第1階段D區(qū)交通橋底板376.7 m～377.5 m高程混凝土施工。

376.7 m～377.5 m高程80 cm施工。將倉面劃分為左右壩段，分界線為泄洪底孔左側邊線（在壩體與泄洪底孔交界處增設豎向651橡膠止水）。避免應力集中，該縫不宜與溢流表孔右側邊線連通，向右岸方向偏移1 m設分縫。

進行左壩段D區(qū)交通橋底板376.7 m～377.5 m高程混凝土施工。自左至右進行廊道下游側 (壩體段寬+交通橋段寬=3.91 m或3.53 m）,采用微塌落度C25混凝土自左壩端至溢流表孔左側澆筑，采用8 m3混凝土自卸車運至左岸397.5卸料平臺至負壓溜槽傳輸混凝土接換相桶至50#裝載機料斗運至左壩段D區(qū)澆筑部位。距廊道下游邊線80 cm處立模板，分界面預埋插筋（參照泄洪底孔說明，分縫插筋預留L=2 m,Φ25@500,各伸1 m）。左壩段PZ1-PZ2處預埋D325×9排水管。左岸交通支洞現(xiàn)澆段預埋插筋。

微塌落度C25混凝土塌落度控制到7 cm～9 cm，質(zhì)量部與實驗室嚴格控制混凝土含水，減少壩體水化熱。微塌落度C25混凝土運輸環(huán)接宜用8 m3自卸汽車。

（2）第2步，左壩段第1階段A區(qū)376.7 m～377.5 m高程廊道鋼筋制安。

進行左壩段第1階段A區(qū)376.7 m～377.5 m高程廊道鋼筋制安。自左至右廊道鋼筋制安分5部分。第1部分：灌漿平硐出口上部三角體現(xiàn)澆鋼筋型號規(guī)則采用灌漿平硐布筋規(guī)則。第2部分：灌漿平硐與預制廊道連接段現(xiàn)澆鋼筋型號規(guī)則參照342高程廊道層鋼筋布筋規(guī)則。第3部分：3 m寬灌漿廊道外包鋼筋水平筋，外伸廊道下游側75 cm,廊道上游側水平外伸40 cm,向下彎折35 cm。第4部分：2.5 m寬交通廊道外包鋼筋水平筋，水平外伸廊道下游側75 cm,水平外伸廊道上游側40 cm，向下彎折35 cm。第5部分：監(jiān)側耳洞與左岸交通支洞現(xiàn)澆段鋼筋布筋規(guī)則參照342高程廊道布筋規(guī)則。鋼筋制安遇誘導縫及橫縫過縫筋需斷開。

（3）第3步，左壩段第1階段A區(qū)376.7～377.5高程底板混凝土澆筑。

廊道底板鋼筋下方采用機拌變態(tài)三級配混凝土和常態(tài)C25混凝土，廊道上游側采用C20碾壓二級配碾壓混凝土進行碾壓作業(yè)，自左壩端至泄洪底孔左側澆筑，采用8 m3自卸汽車運至左岸397卸料平臺至負壓溜槽傳輸混凝土至50#裝載機料斗轉(zhuǎn)運至左壩段A區(qū)澆筑部位，機拌變態(tài)混凝土經(jīng)可移動性溜槽進入廊道底板鋼筋網(wǎng)下方，進行混凝土振搗。廊道上游側進行碾壓混凝土布料、平倉、碾壓作業(yè)。在廊道上下游側做木盒子，預留廊道安裝結合槽和廊道底板混凝土內(nèi)外側預埋兩排插筋，保證廊道安裝穩(wěn)固性。底板混凝土部位按要求布設一層冷卻水管。機拌變態(tài)三級配及常態(tài)C25混凝土質(zhì)量控制，將召開質(zhì)量部、實驗室、拌合站操作人員專題培訓會，確保廊道底板混凝土質(zhì)量。

（4）第4步，左壩段第2階段A區(qū)377.5 m～380.75 m（380.25 m）高程廊道安裝。

進行左壩段第2階段A區(qū)377.5 m～380.75 m（380.25 m）高程廊道安裝。采用7027塔吊于護坦位置提升5.2 t或3.7 t預制廊道至倉面距塔吊約35 m范圍處（10 t輕型汽車安全?？课恢茫?，接著由10 t輕型汽車轉(zhuǎn)運至左壩段25 t汽車吊能夠提升的位置內(nèi)，然后由25 t汽車吊提升預制廊附以人工配合安裝就位。25 t汽車吊?？课恢蒙嫌蝹鹊?層模板在該部位廊道安裝完成后方可進行安裝，防止吊車無法自由旋轉(zhuǎn)。下游側模板待上游側澆筑至廊道頂停倉時安裝。25 t汽車吊2.5 m寬外側最大距離1.85 m，外伸支撐臂遇到廊道上游側鋼筋阻礙時進行局部彎折使汽車吊正常就位。

遇誘導縫及橫縫時，廊道安裝不能跨縫安裝，需分縫安裝。

廊道安裝完成后，廊道上游側及內(nèi)側采用螺紋18鋼筋進行拉錨（見圖2），防止廊道上游側碾壓混凝土時廊道向下游傾倒。

圖2 預制廊道安裝上游側及內(nèi)側錨筋加固示意圖

（5）第5步，左壩段第3階段A區(qū)377.5 m～380.75 m（380.25 m）高程斜層碾壓混凝土施工。

進行左壩段第3階段A區(qū)377.5 m～380.75 m（380.25 m）高程碾壓混凝土施工。采用C20二級配碾壓混凝土、斜層碾壓方式澆筑。廊道上游側碾壓采用斜層碾壓，開始無機械設備放置，將多余機械設備?？吭谟覊味蜗掠螣o妨礙區(qū)域，首先由30裝載機（寬×長=2.2 m×4.7 m）前進到倉面鋪筑位置進行布料，后退離開澆筑條帶，如此反復布料，自左岸至右岸進尺10 m直段，上層斜面覆蓋下層已碾壓完成的層面，依次向右岸方向進尺，接著平倉機（寬×長=3.12 m×4 m）前進至鋪料區(qū)進行平倉，達到平整度要求后退出倉面，然后振動碾壓前進至攤鋪平倉完成的虛料面層進行碾壓，碾壓合格后將振動碾?？吭谧钭蠖?，平倉機緊鄰停放呈一字型，30#裝載機前進布料，平倉機對向平倉，振動碾鄰后碾壓。該澆筑塊機械設備一字排列進行三工序緊密銜接，井然有序進行碾壓混凝土施工。見圖3，斜層碾壓直段為10 m長，坡比為10%，大廊道部位升層3 m高（碾壓10層，比廊道頂?shù)?5 cm），小廊道部位升層2.7 m高(碾壓9層，比廊道頂?shù)? cm)。過渡段在大小廊道分界線左岸方向起坡（坡比1∶10）自然與大廊道區(qū)域混凝土第10層碾壓混凝土銜接。斜層碾壓段水平距離長96 m，臨近倉后水平20 m范圍進行平層碾壓作業(yè)。斜層碾壓泄洪底孔左側斜三角位置收倉口處理：采用6015模板封堵，預埋灌漿管及鍵槽插筋，50#裝載機自負壓溜槽底部接混凝土至檔板處入倉，倉口內(nèi)30#裝載機平層布料，直至碾壓到小廊道頂部底5 cm處。冷卻水管斜層碾壓段沿斜面布置距邊75 cm,相鄰管路1.5 m，每隔1.5 m厚設置一層冷卻水管。本升層總共布設2層冷卻水管。誘導縫預制塊進行布設時遇斜層面采用平倉機配合人工修平后進行安裝。誘導縫灌漿管進出口引至廊道內(nèi)側。

圖3 左壩段A區(qū)廊道升層碾壓示意圖

（6）第6步，進行右壩段第1階段C區(qū)交通橋底板376.7 m～377.5 m高程混凝土施工

在進行左壩段第1階段A區(qū)376.7 m～377.5 m高程廊道鋼筋制安的同時可進行右壩段C區(qū)交通橋底板376.7 m～377.5 m高程鋼筋制安。而只有在第3階段A區(qū)斜層碾壓混凝土施工完成后方可進行該部位模板立擋與混凝土澆筑（避免因倉面狹窄機械設備無法正常施工）。自左岸至右岸方向進行廊道下游側(壩體段寬+交通橋段寬=3.91 m或3.53 m）,采用微塌落度C25混凝土澆筑。自泄洪底孔左側至右壩端澆筑，采用8 m3混凝土自卸汽車運至左岸397.5 m卸料平臺至負壓溜槽傳輸混凝土接換向桶至50#裝載機料斗運至右壩段C區(qū)澆筑部位。距廊道下游邊線80 cm處立模板，分界面預埋插筋（參照泄洪底孔說明，分縫插筋預留L=2 m，Φ25@500,各伸1 m）右壩段PY1-PY2處預埋D325×9排水管。右岸交通支洞現(xiàn)澆段預埋插筋。

微塌落度C25混凝土塌落度控制到7 cm～9 cm，質(zhì)量部與實驗室嚴格控制混凝土含水，減少壩體水化熱。微塌落度C25混凝土運輸環(huán)節(jié)宜用8 m3自卸汽車。

（7）第7步，右壩段第1階段B區(qū)376.7 m～377.5 m高程廊道鋼筋制安。

進行右壩段第1階段B區(qū)376.7 m～377.5 m高程廊道鋼筋制安。自左至右廊道鋼筋制安分5部分。第1部分：2.5 m寬交通廊道外包鋼筋水平筋，水平外伸廊道下游側75 cm,水平外伸廊道上游側40 cm，向下彎折35 cm。第2部分：3 m寬灌漿廊道外包鋼筋水平筋，外伸廊道下游側75 cm,廊道上游側水平外伸40 cm,向下彎折35 cm。第3部分：灌漿平硐與預制廊道連接段現(xiàn)澆鋼筋型號規(guī)則參照342 m高程廊道層鋼筋布筋規(guī)則。第4部分：灌漿平硐出口上部三角體現(xiàn)澆鋼筋型號規(guī)則采用灌漿平硐布筋規(guī)則。第5部分：右岸交通支洞現(xiàn)澆段鋼筋布筋規(guī)則參照342高程廊道布筋規(guī)則。鋼筋制安遇誘導縫及橫縫過縫筋需斷開。

（8）第8步，右壩段第1階段B區(qū)376.7 m～377.5 m高程底板混凝土施工。

廊道底板鋼筋下方采用機拌變態(tài)三級配混凝土和常態(tài)C25混凝土，廊道上游側采用C20碾壓二級配碾壓混凝土進行碾壓作業(yè)，自泄洪底孔左側邊至右壩端，采用8 m3混凝土罐車或8 m3翻斗汽車運至左岸397 m卸料平臺至負壓溜槽傳輸混凝土至50#裝載機料斗轉(zhuǎn)運至右壩段B區(qū)澆筑部位，機拌變態(tài)混凝土經(jīng)可移動性溜槽進入廊道底板鋼筋網(wǎng)下方，進行混凝土振搗。廊道上游側進行碾壓混凝土布料、平倉、碾壓作業(yè)。在廊道上下游側做木盒子，預留廊道安裝結合槽和廊道底板混凝土內(nèi)外側預埋兩排插筋，保證廊道安裝穩(wěn)固性。底板混凝土部位按要求布設一層冷卻水管。機拌變態(tài)三級配及常態(tài)C25混凝土質(zhì)量控制，項目將召開質(zhì)量部、實驗室、拌合站操作人員專題培訓會，確保廊道底板混凝土質(zhì)量。

（9）第9步，右壩段第2階段B區(qū)377.5 m～380.75 m高程廊道安裝。

廊道安裝。7027塔吊35 m范圍內(nèi)采用塔吊提升安裝就位，35 m以外至右壩端塔吊無法安裝的采用40 t汽車吊安裝，40 t汽車吊?？吭谟野度雮}口平臺處。

遇誘導縫及橫縫時，廊道安裝不能跨縫安裝，需分縫安裝。

廊道安裝完成后，廊道上游側及內(nèi)側采用螺紋18鋼筋進行拉錨（見圖4），防止廊道上游側碾壓混凝土時廊道向下游傾倒。

圖4 預制廊道安裝上游側及內(nèi)側錨筋加固示意圖

（10）第10步，右壩段第3階段B區(qū)377.5 m～380.75 m（380.25 m）高程平層碾壓混凝土施工。

該條帶進行平層碾壓，泄洪底孔左側和右壩端機械設備無法到達的位置采用變態(tài)二級配混凝土。多余機械設備?？吭谧髩味蜛區(qū)。

（11）第11步，右壩段第3階段C區(qū)377.5 m～380.75 m（380.25 m）高程變態(tài)三級配混凝土施工。

采用變態(tài)三級配混凝土澆筑，比大廊道頂部底25 cm（比小廊道頂部底5 cm）。

（12）第12步，左壩段第3階段D區(qū)377.5 m～380.75 m（380.25 m）高程變態(tài)三級配混凝土施工。

采用變態(tài)三級配混凝土澆筑，比廊頂?shù)? cm或25 cm。多余機械設備?？吭谟覊味蜟區(qū)。

（13）第13步，左右壩段通倉第3階段E區(qū)380.15 m～381.5 m高程碾壓混凝土施工。

在通倉碾壓混凝土施工前需對整個倉面進行沖洗，監(jiān)理方驗收合格后攤鋪砂漿按對應區(qū)域采用對應標號碾壓混凝土從左岸至右岸分5塊，平均45 m長度進行平層攤鋪碾壓混凝土施工。

2.5 376.7 m～381.5 m高程窄倉面廊道層施工方案優(yōu)化

考慮到在泄洪底孔右岸廊道安裝時需要使用25 t汽車吊，即停滯在左壩段廊道上游380.75高程機械需要開移至右壩段377.5 m高程，進行吊裝作業(yè)，故左右壩段需要通行。經(jīng)業(yè)主、設計、監(jiān)理、施工四方查看現(xiàn)場，并結合實際情況，根據(jù)各方達成的共識，對初次大壩376.7 m～381.5 m高程廊道層施工方案進行再優(yōu)化，具體如下：

（1）左壩段廊道上游A區(qū)377.5 m～380.75 m高程碾壓混凝土收倉口處（泄洪底孔左側邊線）立面施工縫調(diào)整為1∶10的斜層碾壓層間結合縫，并在斜層面距上游模板30 cm處增設一道651橡膠止水，斜面呈臺階狀，臺階高度15 cm，保證左右壩段部分結合質(zhì)量，并有利機械設備左右岸通行，保證施工正常進行。

（2）廊道下游部分，倉面狹窄，再加上預制廊道外層鋼筋和下游翻升模板加固拉錨鋼筋的侵占，寬度不足1.5m，碾壓設備無法正常施工作業(yè)。結合實際情況，參建四方商定將廊道下游區(qū)域全部調(diào)整為C20變態(tài)三級配混凝土進行澆筑。

其余施工按原方案執(zhí)行。

3 結語

頂層廊道升層窄倉面碾壓混凝土施工是本工程技術難度最大的一個升層，項目部技術團隊通過技術攻關內(nèi)外聯(lián)動邀請中國水電十五局等水利專家多次召開專題研討會議，最終項目技術團隊在融合了諸多水利專家的觀點和深入分析工程自身特點難點后，大膽設想，跳出常規(guī)設計束縛，提出將下游377.5 m交通橋與廊道底板以下下游狹窄區(qū)域一次性采用變態(tài)混凝土澆筑。不局限于下游區(qū)域的碾壓混凝土與377.5 m交通橋的常態(tài)混凝按次序澆筑，探尋出了廊道層施工思路，項目技術團隊反復進行試驗論證，終于在歷經(jīng)35個日日夜夜加班加點的方案研討設計后，一套倉面施工組織網(wǎng)絡流程圖及具體的施工方案出爐，經(jīng)可行性驗證后成功應用于現(xiàn)場施工。2017年3月18日～5月1日通過45天的日夜施工，順利完成該升層窄倉面223塊預制廊道的安裝、51.77t鋼筋制安和8059.96 m3碾壓混凝土施工，攻克了該廊道層窄倉面碾壓混凝土施工技術難關，確保了施工進度快速、施工質(zhì)量良好和施工安全零事故?？蔀楹笃陬愃乒こ烫峁┙?jīng)驗借鑒。