混凝土面板堆石壩面板施工

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摘要：水布埡混凝土面板堆石壩為目前世界最高的面板堆石壩，最大壩高233m，上游采用擠壓邊墻固坡技術(shù)。面板分三期施工，本文詳細(xì)介紹了一期面板混凝土的施工技術(shù)、施工工藝、質(zhì)量管理和安全管理措施，對二、三期面板混凝土施工具有指導(dǎo)意義。
　　1工程概況
　　清江水布埡混凝土面板堆石壩位于湖北省巴東縣水布埡境內(nèi)，上距恩施市117km，下距隔河巖水利樞紐92km.壩頂高程405.0m，最大壩高233m，大壩上游壩坡1：1.4，下游平均壩坡1：1.4.混凝土面板總面積13.84萬㎡，總方量8.14萬m3。面板共有55條塊，分16m和8m寬兩種，最大坡長392.16m。面板厚度從上至下逐漸變厚，頂厚30cm，底部最大厚度110cm。面板分三期澆筑，一期澆筑高程為177.0m至278.0m。一期面板面積為3.15萬㎡，混凝土方量為2.8萬m3，鋼筋制安2870噸，共有19塊，其中16m寬18塊，8m寬1塊，單塊最長173.77m。面板總體平面布置見下圖1。
　　　　2施工平面布置
　　一期混凝土面板是在壩體填筑到高程288m后開始施工，其施工平臺布置在288m高程，平臺寬40m，長300m。
　　2.1施工道路
　　混凝土的水平運(yùn)輸主要利用左岸7#公路及7#公路下段從拌和系統(tǒng)運(yùn)至壩前高程288m平臺，同時(shí)在高程288m平臺上布置12m寬的交通通道以滿足混凝土卸料、鋼筋臺車運(yùn)輸、吊裝滑模、卷揚(yáng)機(jī)就位及壩面現(xiàn)場銅止水加工等需要。
　　為了解決面板坡面上下交通需要，分別在橫0+164、0+244、0+292m樁號處各設(shè)置一套鋼樓梯，總長度為492m。
　　2.2施工用水
　　沿壩前輔設(shè)一趟Φ100mm的供水管與左岸趾板主供水管相連，每隔16m設(shè)三通和閘閥，以滿足面板施工用水和養(yǎng)護(hù)用水。
　　2.3施工用電
　　在高程288m平臺左側(cè)岸坡附近布置一臺500KVA變壓器，沿壩前鋪設(shè)一趟3×105型電纜，每50m設(shè)一空氣開關(guān)，以滿足鋼筋和模板加工、止水銅片壓制、卷揚(yáng)機(jī)運(yùn)行、混凝土澆筑及現(xiàn)場照明等施工用電。變壓器周圍用安全圍欄進(jìn)行防護(hù)。
　　2.4綜合加工廠
　　綜合加工廠寬25m，沿壩軸線200m布置，用于鋼筋和現(xiàn)場臨時(shí)模板的加工和堆放。分為原材料堆放區(qū)、加工區(qū)和成品區(qū)。其轉(zhuǎn)運(yùn)以人工為主，機(jī)械為輔。
　　3砼的配合比設(shè)計(jì)
　　面板混凝土的設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)見表1，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，面板混凝土施工配合比見表2。
 

面板混凝土的設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)見表1，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，面板混凝土施工配合比見表2。

　　表1水布埡一期面板混凝土設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)

強(qiáng)度
等級　 級
配　 抗?jié)B
等級　 抗凍
等級　 極限拉伸值
（×10^-6）　 自生體積變形
（×10^-6）（90d）　 W/（C+F）　 粉煤灰摻量
（%）　 坍落度
（cm）　 保證率
（%）　 C30　 二　 W12　 F100　 ≥100　 ≥20　 ≤0.38　 20　 3～7　 ≥95　

　　表2水布埡一期面板混凝土施工配合比（表見附件）

　　4施工機(jī)械
　　4.1拌和系統(tǒng)
　　以左岸大巖淌HZS90強(qiáng)制拌和機(jī)為主，三友坪3ZJ3-1.5自落式拌和樓為輔。拌和機(jī)進(jìn)料為皮帶機(jī)運(yùn)輸，生產(chǎn)能力75～135m3/h，自動(dòng)監(jiān)控。強(qiáng)制式拌和機(jī)凈拌制時(shí)間不小于75s，自落式拌和機(jī)凈拌制時(shí)間不小于是180s.聚丙烯腈纖維人工摻加?；炷恋倪\(yùn)輸距離為3～5km。
　　4.2混凝土運(yùn)輸機(jī)具
　　混凝土運(yùn)輸以8噸自卸汽車為主，6m3攪拌汽車為輔。從拌和樓經(jīng)左岸上壩公路運(yùn)至壩面各面板塊受料斗再由溜槽入倉。新拌制混凝土從拌和樓運(yùn)至倉面的時(shí)間約需5～10分鐘。
　　4.3滑模機(jī)具
　　面板混凝土施工采用無軌滑模?；＝Y(jié)構(gòu)尺寸為17.66×1.5m，由底部鋼面板（=8mm）、上部型鋼桁架（25和I25）及抹面平臺三部分組成，總重量6.74t，滑模前部設(shè)振搗平臺，寬約1.0m；后部設(shè)二級抹面平臺，細(xì)部結(jié)構(gòu)見圖1.由于面板設(shè)計(jì)寬度分別為16m和8m，因此將滑模設(shè)計(jì)成三節(jié)，其中5.0m長兩節(jié)，7.66m長一節(jié)，現(xiàn)場用高強(qiáng)螺栓拼接?；Ｓ?臺10噸的卷揚(yáng)機(jī)牽引。
　　5面板混凝土施工工藝
　　5.1擠壓邊墻鑿斷處理
　　為了盡量減少混凝土擠壓邊墻對面板混凝土的約束，在沿面板垂直縫方向?qū)D壓邊墻鑿斷，其鑿斷深度不小于30cm，縫底寬度不小于6cm，縫口寬度不小于10cm，用ⅡAA料填縫并人工分層錘實(shí)。
　　5.2垂直縫砂漿墊層施工
　　首先在混凝土擠壓邊墻坡面上將面板垂直縫的位置及砂漿墊層的范圍準(zhǔn)確放出，人工用鐵釬在其范圍內(nèi)鑿槽，鑿槽深度滿足砂漿墊層的厚度。然后人工鋪設(shè)M20的砂漿墊層，其平整度要求在2m長的范圍內(nèi)控制在5mm以內(nèi)，利于止水銅片及側(cè)模的安設(shè)。
　　5.3周邊縫瀝青砂漿塊施工
　　將周邊縫處趾板止水片的保護(hù)設(shè)施拆除，露頭拉筋用砂輪機(jī)磨平。人工用鐵釬、鐵撬按設(shè)計(jì)邊線、深度和坡度鑿槽，并修整成型；埋設(shè)瀝青砂墊塊，墊塊之間的縫隙用熱瀝青灌實(shí)，其平整度控制在10m范圍內(nèi)起伏度不超過20mm.瀝青砂漿塊在綜合加工廠預(yù)制，其配比為：瀝青：砂為1：10（重量比），瀝青針入度50～60.
　　5.4混凝土擠壓邊墻坡面整修
　　垂直縫砂漿墊層施工完畢后，以其為基準(zhǔn)對混凝土擠壓邊墻面進(jìn)行超欠整修處理，其偏差按+5cm～－8cm控制。以保證為面板提供一個(gè)平整的支承面。
　　5.5噴涂乳化瀝青施工
　　擠壓邊墻坡面整修完畢并經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收后，瀝青噴射機(jī)由上至下開始噴涂乳化瀝青。首先在坡面上噴射一遍乳化瀝青，待干后再噴射第二遍乳化瀝青，并用小車在其后人工拋灑砂子，隨后用滾輪碾碾壓一遍，然后噴射第三遍乳化瀝青，在其面上再灑一層砂子，用滾輪碾再碾壓一遍。乳化瀝青為瀝青含量約為60%的溶劑稀釋乳液。
　　5.6鋼筋制安
　　每塊面板鋼筋按設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诂F(xiàn)場分別加工。接頭采用剝肋滾壓直螺紋套筒連接。為保證鋼筋接頭滿足規(guī)范要求，將鋼筋兩端頭用專用車絲機(jī)加工成螺紋型，并用專用硬質(zhì)塑料套保護(hù)。加工完成的鋼筋按要求套絲檢查、記錄、編號掛牌堆存。
　　安裝鋼筋時(shí)首先在坡面布置架立筋，架立筋用Φ25mm螺紋鋼，間排距2.2×2.4m，打入擠壓邊墻40cm，按總量的50%布置，其余用板凳筋作架立筋支撐鋼筋。并在架立筋上標(biāo)出鋼筋綁扎的設(shè)計(jì)位置。然后將壩面上加工合格的鋼筋按編號順序用鋼筋臺車水平運(yùn)至施工倉位，20T吊車將運(yùn)至的鋼筋吊于坡面施工臺車上，用5T卷揚(yáng)機(jī)牽引鋼筋臺車將其運(yùn)至安裝工作面，人工現(xiàn)場組裝，每次輸送2～3噸鋼筋。
　　5.7止水制安
　　采用自制四級銅止水片成型機(jī)在壩面施工平臺現(xiàn)場壓制成型，順坡面下送至周邊縫接頭處。長度依每塊面板的情況確定，盡量減少接頭，最長連續(xù)壓制成形140m.垂直縫拐角處L型異型接頭采用廠家定做，現(xiàn)場人工安裝。銅止水連接采用雙面搭接焊，搭接長度不少于20mm。
　　5.8側(cè)模制作安裝及就位
　　側(cè)模為鋼木組合結(jié)構(gòu)，主要由18輕型槽鋼配木模板組成。輕型槽鋼標(biāo)準(zhǔn)長6m，部分為3m。底部漸變段為6cm厚木模板，每副模板長3m，細(xì)部結(jié)構(gòu)見圖3.周邊縫模板現(xiàn)場整修加工。
　　側(cè)模安裝在垂直縫底止水安裝完成后進(jìn)行，面板側(cè)模安裝自下往上，在倉面兩側(cè)布設(shè)坡面小車，用5噸卷揚(yáng)機(jī)牽引運(yùn)輸側(cè)模材料。側(cè)模外側(cè)采用三角支撐架固定，三角支撐架用Φ20mm長50cm鋼釬固定于擠壓邊墻墊層護(hù)面上。內(nèi)側(cè)采用鋼筋作支撐。
　　當(dāng)側(cè)模初步安裝完成后，用連接螺栓調(diào)整垂直度，以保證側(cè)模之間的接縫平整嚴(yán)密，無錯(cuò)臺現(xiàn)象。
　　5.9溜槽鋪設(shè)
　　溜槽采用梯形，每節(jié)長2.0米，端部設(shè)連接掛勾?；Ｏ禄瑫r(shí)，在鋼筋網(wǎng)上鋪設(shè)并分段固定。溜槽上部采用柔性材料作蓋板，底部鋪上塑料布或絨毛氈使其與鋼筋網(wǎng)隔開，溜槽內(nèi)每隔20～30m設(shè)置塑料軟擋板，以防止骨料分離和緩沖混凝土下滑沖力。面板分縫寬16m時(shí)對稱布置二道溜槽，8m寬時(shí)中間布置一道溜槽。
　　5.10混凝土澆筑
　　混凝土用自卸汽車運(yùn)輸至壩面后卸入受料斗內(nèi)，由受料斗順坡面溜槽輸送入倉，倉內(nèi)人工擺動(dòng)溜槽，按30～50cm分層布料，倉面中部采用φ100mm的振搗器振搗，靠近側(cè)模和止水片的部位，采用φ70mm軟管振搗器振搗。振搗由專人負(fù)責(zé)。在振搗時(shí)振搗器沿滑模前鉛錘方向向下，以防止模板上浮，并不得觸及滑模、鋼筋、止水片，振搗間距不大于40cm，深度達(dá)到新澆混凝土層底部以下5cm。脫模后人工進(jìn)行兩次收面。
　　為了保證混凝土的澆筑質(zhì)量和施工速度，受料斗及溜槽在卸料前要用砂漿進(jìn)行潤滑，以保證混凝土輸送的順暢。倉面混凝土坍落度控制在3～5cm，出機(jī)口坍落度按澆筑部位的不同分別控制在5～7cm和7～10cm，初凝時(shí)間為10～12h之間。周邊三角區(qū)采用扣模法施工。
　　5.11混凝土養(yǎng)護(hù)
　　混凝土出模經(jīng)人工收面后，在混凝土表面覆蓋粘有塑料膜的絨毛氈保溫被，并用從壩面供水管引出的支管進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，達(dá)到保溫和保濕的效果。單塊面板澆筑完畢后，在頂部布置一趟鉆孔的花管進(jìn)行不間斷流水保濕養(yǎng)護(hù)。
　　5.12雨季施工措施
　　在遇大雨時(shí)立即停止?jié)仓?，并將倉面遮蓋好，同時(shí)做好倉面的排水工作。雨后及時(shí)排除倉內(nèi)積水，若混凝土沒有初凝可先對倉內(nèi)混凝土加鋪同標(biāo)號砂漿振搗后繼續(xù)澆筑，否則則按施工縫處理。
　　降雨量較小時(shí)，對運(yùn)輸混凝土的自卸汽車覆蓋防雨雨布，對倉內(nèi)兩側(cè)銅止水處用棉紗布進(jìn)行攔堵流水，在水平方向?qū)娡康娜榛癁r青鑿斷以利于流水滲入擠壓邊墻墊層內(nèi)，在保證倉面混凝土在無沖刷的情況下繼續(xù)澆筑混凝土。
　　6面板混凝土施工管理
　　6.1進(jìn)度安排
　　一期混凝土面板采用2套滑模施工，澆筑時(shí)間安排在2005年1月6日至2005年3月27日，歷時(shí)三個(gè)月，平均月澆筑強(qiáng)度9300m3，最大月澆筑強(qiáng)度13886m3。
　　施工準(zhǔn)備從2004年10月中旬開始，主要進(jìn)行施工場地的布置和坡面整修、預(yù)制瀝青砂漿塊、垂直縫墊層施工、周邊縫銅止水修整等工作，于11月底結(jié)束。
　　鋼筋綁扎在坡面乳化瀝青噴涂完畢后進(jìn)行，按倉位施工計(jì)劃安排同時(shí)展開三個(gè)面施工作業(yè)，單個(gè)作業(yè)面每天綁扎鋼筋至少18噸，以滿足二套滑模同時(shí)澆筑。
　　面板混凝土采用滑模跳倉澆筑，滑升速度為1.0～1.8m/h，首先從L1塊開始依次向兩邊跳倉澆筑，當(dāng)Ⅰ序塊澆筑10天后，再進(jìn)行Ⅱ序塊的澆筑。
　　為了加快施工進(jìn)度，除合理安排施工程序和優(yōu)化勞動(dòng)力組合外，還采用經(jīng)濟(jì)手段對關(guān)健工期節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，為混凝土面板的按期完成提供了保障。
　　6.2質(zhì)量管理
　　按照ISO9002質(zhì)量保證體系的標(biāo)準(zhǔn)，健立健全面板混凝土施工質(zhì)量保證體系，嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”，對施工過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，做到上道工序未驗(yàn)收簽證不允許進(jìn)入下道工序施工。
　?。?）加強(qiáng)原材料的質(zhì)量控制。對于用于面板上的原材料嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的品種和型號進(jìn)行選用，并經(jīng)試驗(yàn)檢驗(yàn)合格報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后使用。
　?。?）采用聚丙烯腈纖維混凝土。在滿足設(shè)計(jì)要求各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的條件下，對水灰比和外加劑進(jìn)一步優(yōu)化。
　?。?）降低擠壓邊墻墊層對面板混凝土的約束。按規(guī)范要求對擠壓邊墻坡面進(jìn)行整理，使坡面上無突變錯(cuò)臺；在面板垂直縫處將擠壓邊墻墊層鑿斷；在擠壓邊墻坡面上噴涂3mm厚乳化瀝青隔離層；將一部分架立筋改為板凳筋，并在混凝土澆筑過程中將插入墊層內(nèi)的架立筋割除，以消除對面板混凝土的約束。
　　（4）加強(qiáng)對混凝土澆筑過程的質(zhì)量控制。每塊面板必須經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收并簽發(fā)開倉證后才能澆筑混凝土。在澆筑過程中對周邊縫止水處混凝土采用人工鋪料、φ70mm軟管振搗器振搗，以保證止水處混凝土的密實(shí)；在滑模提升時(shí)，每次提升距離不得大于50cm；人工擺動(dòng)溜槽布料距離滑模上口不得大于2.0m且每層布料厚度控制在30～50cm，并分層振搗密實(shí)；混凝土振搗由專人負(fù)責(zé)；在整個(gè)混凝土澆筑過程中有專職質(zhì)檢人員跟班進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。
　?。?）認(rèn)真落實(shí)面板混凝土的保濕、保溫措施。為了防止面板表面發(fā)生溫度裂縫，除在滑模支架上掛一套活動(dòng)暖棚，對剛出模的混凝土進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)外，還選用表面貼有塑料膜的絨筆氈保溫被在混凝土出暖棚前進(jìn)行覆蓋保溫。保濕采取不間斷噴水，在混凝土澆筑過程中用從壩頂供水管引下的支管進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，后期用壩頂固定的花管滴滲保濕養(yǎng)護(hù)。保濕、保溫工作定專人負(fù)責(zé)檢查和維護(hù)。
　　6.3安全管理
　　（1）編制施工安全管理方案，對面板施工過程中的危險(xiǎn)源進(jìn)行辯識，并制定相應(yīng)的防范措施。
　　（2）對參與面板施工的施工管理和操作人員有針對性進(jìn)行安全培訓(xùn)。以提高其安全意識和安全防護(hù)能力。
　?。?）加強(qiáng)對現(xiàn)場的安全防護(hù)設(shè)施和起重機(jī)械的檢查。如安全欄桿、安全繩、安全帶、卷揚(yáng)機(jī)、鋼絲繩、地錨、滑模吊耳、卡環(huán)等，以保證其處于安全的工作狀態(tài)。
　　（4）嚴(yán)格安全獎(jiǎng)懲制度，杜絕習(xí)慣性違章的發(fā)生。
　　7結(jié)語
　　在水布埡面板堆石壩施工過程中，由于采取了上游混凝土擠壓邊墻技術(shù)，使壩體填筑速度得以加快，同時(shí)也使坡面的平整度得到較好控制。如何減少擠壓邊墻對面板混凝土的約束，這是建設(shè)各方十分關(guān)注的一個(gè)問題，對此在面板混凝土施工中進(jìn)行了一些有益的探索，同時(shí)對長面板混凝土快速施工技術(shù)和施工管理也進(jìn)行研究，取得了較好的效果，為二、三期面板混凝土的施工積累了經(jīng)驗(yàn)，具有指導(dǎo)意義。