鎮(zhèn)安抽水蓄能電站面板堆石壩壩前翻模砂漿固坡施工措施探究

寧軍華

（中國水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司，陜西 咸陽 712000）

1 工程概況

鎮(zhèn)安抽水蓄能電站位于陜西省商洛市鎮(zhèn)安縣月河鎮(zhèn)境內(nèi)。電站距鎮(zhèn)安縣城公路里程74 km，距西安市公路里程134 km。鎮(zhèn)安抽水蓄能電站為一等大（1）型工程。電站總裝機容量1400 MW（4×350 MW），設(shè)計年發(fā)電量23.41 億kW?h，年抽水電量31.21 億kW?h。上水庫正常蓄水位1392 m，相應(yīng)庫容896 萬m3，下水庫正常蓄水位945 m，相應(yīng)庫容1220 萬m3。本電站樞紐主要由上水庫、下水庫、輸水系統(tǒng)、地下廠房及開關(guān)站等建筑物組成。

下水庫大壩為混凝土面板堆石壩，壩址位于東陽村上游1.6 km 的月河干流上，大壩基巖為花崗閃長巖，壩頂高程949 m，最大壩高95.00 m，面板最大斜長163.44 m，壩頂長302.34 m，大壩上游壩坡1∶1.4，下游壩坡1∶1.4～1∶1.6，壩頂寬10.00 m。

2 方案比選

方案一：斜坡碾壓施工，斜坡20 t 振動碾和牽引220 型推土機各一臺，墊層料超量1.8 萬m3。優(yōu)點：大壩填筑能連續(xù)施工，配合人員較少。缺點：墊層料浪費較大，成本較高，斜坡碾壓安全風(fēng)險極高。

方案二：擠壓邊墻施工，砼用量約為6000 m3，兩套擠壓邊墻機，配合人員12 人。優(yōu)點：墊層料用量可控，安全風(fēng)險較低，人員配合少。缺點：砼用量大，砼需要待凝，成型坡面平整度較差，需要后期人工修整。

方案三：翻模砂漿固坡施工，砂漿用量約為1800 m3，模板約450 塊，人工28 人。優(yōu)點：墊層料用量可控，安全風(fēng)險較低，砂漿僅為5 cm 厚，極大地節(jié)約了工程成本且成型后坡面平整度較好，大壩填筑及翻模砂漿能連續(xù)施工，工藝銜接較好。缺點：一次性投入模板較大，人工投入量較大。

3 翻模砂漿固坡技術(shù)原理及施工工藝

在大壩上游面安裝帶楔板的定制鋼模板，在模板內(nèi)填筑墊層料，振動碾初碾后拔出5 cm 厚塑料楔板，拔出楔板后形成空腔，向空腔內(nèi)灌注M5 砂漿，再進(jìn)行終碾。由于模板的約束作用及振動作用，形成的砂漿面表面平整光滑且密實，模板隨墊層料的填筑而翻升。

砂漿固坡施工后，大壩迎水面形成一道表面光滑、墊層料密實的坡面硬殼體，保證了鋼筋混凝土面板的砂漿墊層、止水銅片、鋼筋及澆筑混凝土基礎(chǔ)質(zhì)量，提高混凝土面板的穩(wěn)定性。

翻模模板采用定制鋼模板，砂漿采用M5 砂漿，砂漿由拌合站集中拌制，10 m3罐車運輸至壩面，人工配合溜槽進(jìn)行灌注。

施工工藝流程：測量放樣→模板安裝→模板檢測→墊層料填筑→墊層料初碾→拔出楔板→灌注砂漿→墊層料終碾→拆除最下層模板，翻至上層[1］。

3.1 模板設(shè)計

翻模砂漿固坡采用廠家定制鋼模板。模板長度60 cm，寬度69 cm，厚度為3.75 mm，肋高5.5 cm，單塊重量約22 kg；楔板的長度30 cm，寬度74 cm，厚度上口5.5 cm，下口4.5 cm，楔板的下部為斜三角，安裝后保證底部與砂漿面緊密結(jié)合。水平模板間以U 形卡固定，并在斜坡模板的背面連接角鋼，避免順斜坡連接模板時產(chǎn)生變形，上下層模板通采用螺桿相連[2］。

3.2 模板安裝

楔板緊貼斜坡模板，楔模上口鉆孔安裝橡皮手環(huán)，便于拔出及固定在鋼模外側(cè)。連接鋼筋采用￠14、長1.2 m 的圓鋼，一端用燕尾卡固定在斜坡模板上，另一端制作180°彎鉤穿過斜坡模板和楔板，鉤在錨固裝上，錨固樁采用￠20、長45 cm 的螺紋鋼，錨固樁每1.2 m 布置一個，與模板上的螺栓孔布置在一條線，錨固筋要穿透墊層料，錨固深度達(dá)到40 cm以上。首層安裝模板時每塊模板采用兩根￠14 拉錨筋固定模板，模板固定好后，檢測模板安裝角度及平整度。安裝好后的模板應(yīng)形成約36.5°的水平夾角，楔板安裝時要緊貼鋼模板，應(yīng)安排專人檢查，對安裝不緊密的楔板要重新安裝就位。經(jīng)檢查合格后將楔板用卡環(huán)與翻轉(zhuǎn)模板上口固定。第二層以上翻轉(zhuǎn)模板拉筋及錨固筋按照1.2 m 的間距布置。

3.3 墊層料填筑及初碾

墊層料填筑，虛鋪厚度45 cm，填筑時采用自卸汽車后退法間隔卸料，挖掘機粗平，人工配合精平，模板內(nèi)側(cè)三角區(qū)域采用人工輔助填筑及整平，填筑完畢后人工采用鋼筋或鋼管貼著鋼模板進(jìn)行插搗，盡可能使墊層料密實，防止粗料集中或出現(xiàn)架空現(xiàn)象，22 t 自行振動碾碾壓，碾壓前需要對鋪填平整的墊層料采用車灑水，水量以填筑層表面不積水為原則，冬季施工不灑水。碾壓時距模板邊界不10 cm～15 cm，先靜碾1 遍，再振動碾5 遍，初碾完成后對模板進(jìn)行檢測，有變形時立即調(diào)整。

3.4 灌注砂漿

墊層料初碾達(dá)到30 m 以上立即開始拔出楔板，同時進(jìn)行砂漿灌注，砂漿在拌合樓集中拌制，10 方罐車水平運輸至工作面，經(jīng)梯形溜槽入倉，人工配合整平。禁止污染壩面墊層料，污染后要立即清除。砂漿的稠度以目測砂漿灌注時能明顯流入楔形槽內(nèi)為準(zhǔn)。砂漿灌注完成后，及時對灌注完成區(qū)域進(jìn)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(jìn)行復(fù)灌，直到砂漿飽滿為止。

3.5 墊層料終碾

砂漿灌注結(jié)束后，振動終碾2 遍。振動碾碾壓時距離模板距離須控制在10 cm～15 cm，并安排專人進(jìn)行引導(dǎo)。振動碾無法到達(dá)部位，采用平板夯壓實墊層料。終碾結(jié)束后對模板進(jìn)行檢測，有變形時立即調(diào)整。

3.6 模板翻轉(zhuǎn)提升及養(yǎng)護(hù)

終碾結(jié)束后，即可拆除最下層模板并拼裝到最上一層模板上。一般拆模時間不小于24 小時。拆模后開始灑水養(yǎng)護(hù)，不少于7 日。

4 質(zhì)量控制

（1）模板下方三角區(qū)內(nèi)墊層料必須采用人工輔助喂料，保證填充飽滿，以防在拔出楔板后未灌注砂漿時造成坍塌。人工喂料時盡量選用細(xì)顆粒料，以防后續(xù)灌注砂漿時砂漿流入墊層料形成板結(jié)；

（2）在墊層料碾壓過程中，振動碾速度不大于2 km／h，安排專人引導(dǎo)，振動碾鋼輪邊緣與模板距離為10 cm～15 cm；

（3）兩岸坡周邊縫結(jié)合部位，采用異形木模板現(xiàn)場制作安裝，使成型后的砂漿固坡與周邊縫趾板緊密結(jié)合；

（4）每層模板安裝前必須測量放線，禁止用線繩延坡面方向順引；

（5）錨固筋安裝定位時必須向內(nèi)側(cè)形成一定夾角，以防拉筋掛鉤脫落；

（6）錨固筋布置在距鋼模板65 cm 處，主要考慮拉筋與模板要趨于垂直受力，以防拉筋受力后模板變形。

5 結(jié)語

（1）鋼模板采用人工拆卸爬升，設(shè)計時以輕巧為主不宜過重。設(shè)計制作楔板時要選擇不易變形且輕便，便于人工拔出；

（2）拉錨筋不宜小于￠14，錨固筋不宜小于￠20；

（3）在墊層料碾壓過程中，振動碾速度不大于2 km／h，安排專人引導(dǎo)，振動碾鋼輪邊緣與模板距離為10 cm～15 cm 為宜；

（4）固坡砂漿外露鋼筋在面板鋼筋安裝完畢后再割除，可以用于鋼筋的架立筋用；

（5）模板下部的斜三角區(qū)域填筑采用人工填料，填筑完畢后人工采用鋼筋或鋼管貼著鋼模板進(jìn)行插搗，盡可能使墊層料密實，防止粗料集中或出現(xiàn)架空現(xiàn)象，否則砂漿滲入墊層料內(nèi)，造成大量浪費；

（6）砂漿的稠度控制是形成砂漿面的關(guān)鍵，開始澆筑砂漿前應(yīng)充分考慮環(huán)境因素影響砂漿的塌落度損失；

（7）兩次碾壓完后的模板檢測至關(guān)重要，這是保證成型后的砂漿固坡平整度的關(guān)鍵；

（8）選擇振動碾激振力不宜過大，20 t、22 t 為宜。否則易造成模板變形，影響砂漿成型效果。

鎮(zhèn)安抽水蓄能電站下庫大壩固坡砂漿近3 萬m2，砂漿超用量僅為8%，經(jīng)測算比傳統(tǒng)擠壓邊墻節(jié)約成本約250 萬元，工期提前3 個月，比斜坡碾壓施工節(jié)約墊層料約1.8 萬m3，節(jié)約成本近200 萬元。通過對壩前翻模砂漿固坡施工整個過程進(jìn)行跟蹤分析，總結(jié)和積累了一些相關(guān)的施工數(shù)據(jù)及施工工藝，更好的進(jìn)行了優(yōu)化施工，節(jié)約了成本及工期，提高了經(jīng)濟(jì)效益，可為類似工程施工起到借鑒作用。