某水電站二期泄水壩段中孔混凝土施工

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摘要：向家壩水電站二期泄洪壩段共布置三層泄水通道，包括右岸10個泄水中孔。該中孔部位的混凝土施工具有工程量大、工期緊、施工強度高等特點。項目部結合向家壩的現(xiàn)場施工條件，合理優(yōu)化了二期泄洪壩段中孔混凝土施工的工藝及方法，確保了泄水壩段中孔混凝土施工的順利完工。 

關鍵詞：中孔 混凝土澆筑 模板 鋼筋 預埋件  1 工程概況  向家壩水電站是金沙江下游河段規(guī)劃的最末一個梯級電站，壩址位于云南省水富縣和四川省宜賓縣的金沙江下游河段上，裝機容量640萬kw。樞紐工程由兩岸非溢流壩段、左岸壩后廠房、左岸升船機、河中溢流壩段、右岸地下廠房、兩岸灌溉取水口組成。壩頂高程384米，壩高162m，壩頂長度909.26米，水庫為峽谷型水庫，面積95.6平方公里。  2 泄水壩段中孔布置  泄水壩段位于河床中部，靠近右岸，共布置10 個中孔及12 個表孔，采用表中孔聯(lián)合泄洪方式，間隔布置。泄水中孔分別布置在右岸泄②～泄⑥和泄⑧～泄⑿這10個壩段，每個壩段各布置一個。每個泄水中孔順水流方向長134.0m，寬6.0m，進、出口底板高程分別為305.0m和253.0m，其底板溢流面從上游到下游縱向幾何體型依次為：半徑為r=16.343m的正弧段、坡度1∶2.747的斜坡段、坡度1∶2.051的斜坡段、半徑為r=55.0m的反弧段、水平段。在兩個斜坡段結合處設置有高度150cm的跌坎，跌坎兩側側墻上各設有一個直徑為φ140cm的通氣孔孔口，通氣孔在側墻內(nèi)上引至大壩下游面。  按照孔頂封閉的狀況，每個中孔從上游到下游可分為：進口有壓段、弧門空腔段和敞孔明流段。其中：進口有壓段過流面為全鋼襯，弧門空腔段和明流段底板、空腔段距底板高10m的側墻范圍、明流段側墻高程290.0m以下范圍及中孔下游端高程244.0m-253.0m范圍設置有100cm厚的c9055抗沖磨混凝土，其余中孔周邊均為c9030的結構混凝土。  每個中孔由縱縫ⅱ分為上、下游兩段分別澆筑，在縱縫ⅱ處，中孔底板和側墻距離過流面50cm處設有一道紫銅ⅱ型止水。為滿足中孔運行、檢修等需要，每個中孔設置檢修門、事故門和工作門各一道，門槽底坎和側軌砼采用二期砼澆筑。  3 總體施工方案  每個泄洪壩段順水流方向由縱縫ⅰ、ⅱ劃分為三塊，從上游至下游依次是甲塊、乙塊和丙塊，依次澆筑。  泄水壩段進入中孔施工后，混凝土主要按3.0m升層進行澆筑，為便于底板混凝土施工，底板混凝土及其上游的主體混凝土超前下游墩墻混凝土一個升層，墩墻混凝土和主體混凝土之間收倉面按1∶3的坡度控制。  根據(jù)乙塊施工分層，甲、乙塊澆筑至高程283.0m后并縫成一塊。按此分層，每個泄洪壩段有中孔底板抗沖磨混凝土澆筑的倉位14個，其中12個倉位的中孔底板混凝土采用拉模施工，另2個倉位采用掛樣架施工。  3.1 周邊混凝土入倉時機  (1) 進口鋼襯周邊混凝土  為保證泄洪中孔進口鋼襯的安裝質量，同時減少鋼襯安裝對施工進度的影響，在進行中孔進口鋼襯段混凝土施工時，將甲塊混凝土倉位分為上、下游兩塊澆筑。先澆筑上游塊，并在距鋼襯底板約200cm處預留砼臺階，鋼襯隨上游塊的上升而跟進安裝，待鋼襯安裝完畢并驗收合格后，澆筑下游塊混凝土。  (2) 溢流底板混凝土  泄洪中孔底板砼采用二期砼澆筑，泄洪壩段主體混凝土澆筑時在中孔底板處預留臺階，臺階上設置φ25過縫插筋。  3.2 混凝土入倉設備  泄洪中孔過流面混凝土與泄洪壩段主體混凝土整體澆筑，所有泄洪中孔均布置在tb2#塔帶機和tb3#塔帶機的覆蓋范圍之內(nèi)，為此，泄洪中孔混凝土主要采用tb2#塔帶機和tb3#塔帶機入倉。部分壩段丙塊混凝土也可采用布置在大壩下游的2#上海港機掛吊罐入倉。進口段鋼襯底板混凝土局部需采用泵機運輸入倉，泵機就近布置在施工部位附近。  3.3 模板規(guī)劃  (1) 側墻模板  中孔側墻混凝土為高標號抗沖模砼，主要采用多卡d22懸臂模板施工，面板尺寸為3.0m×3.1m（寬×高，下同），由一塊尺寸為3.0m×2.1m的標準多卡面板和一塊尺寸為3.0m×1.0m的加高塊拼接而成。側墻下端與底板銜接部位的補縫板為定型鋼模板，定型鋼模板面板厚12cm，采用4mm厚的鋼板加工而成，縱、橫向板肋間距均為30cm，其下口端曲線按照中孔底板溢流面的體型進行設計和制作。  (2) 底板模板  高程292.8m以下，中孔溢流面底板為抗沖磨混凝土，由斜坡段、反弧段和水平段組成。其中高程257.0m以下，底板法線坡度均緩于1∶2.69，采取掛收倉樣架、人工抹面的方式成型；高程257.0-292.8m之間為1∶2.051的斜坡段，采用拉模施工，共配置三套拉模。  拉模為牽引式拉模，由面板、支承桁架梁、操作平臺及適量的配重塊組成。其中支承桁架梁由型鋼加工而成，每套拉模配置兩榀桁架，每榀高80cm，長620cm；面板采用p3012散裝鋼模板拼接而成，左、右方向長620cm，順水流方向寬120cm，通過鉤頭螺絲與支承桁架梁固定成整體；每套拉模尾端牽引一個操作平臺，操作平臺由1寸鋼管和□5的方鋼加工而成，鋪設寬55cm、厚5cm的松木板。  中孔底板采用拉模施工的部位，在底板順水流方向設置3道抹面樣架，相鄰樣架間距為300cm，兩側樣架安裝時，按照中孔底板結構邊線控制，樣架上口即為底板溢流面的設計高程。底板混凝土澆筑時，拉模面板貼靠樣架向上游滑升，兩側樣架兼作為拉模的滑升軌道。每套拉模由兩臺3.5t的手動葫蘆牽引，葫蘆上端掛在事先預埋在倉內(nèi)的鋼筋三腳柱上。  (3) 其他模板  中孔門槽二期混凝土采用面板為膠合板、板肋為木板肋定型模板；弧門空腔段頂板采用組合鋼模板，局部采用木模板補缺，支撐采用八字撐。  4 主要施工方法  4.1 縫面處理  嚴格按收倉線收倉，收倉面必須平整、無腳印及積水坑，收倉后派專人把守倉面至混凝土初凝。施工縫面采用高壓水沖毛，沖毛槍角度要求控制在70o-75o，沖毛壓力控制在30-50mpa之間，特別注意倉面周邊和鋼筋密集區(qū)的沖毛質量。沖毛時間根據(jù)不同季節(jié)的氣溫情況而經(jīng)試驗確定，一般為收倉后的24-36h，先局部試沖毛，達到標準后再進行整倉沖毛。  采用吊罐入倉時，施工縫層面上部混凝土鋪筑前，均勻鋪設1.5-2cm厚的水泥砂漿，砂漿強度應比碾壓混凝土高一等級，每次砂漿鋪設面積應與澆筑強度相適應，以鋪設砂漿后能及時被覆蓋為準。采用塔帶機入倉時，第一坯層混凝土需采用二級配混凝土或富漿三級配混凝土。  4.2 鋼筋制安  (1) 鋼筋加工  根據(jù)設計圖紙及混凝土分層圖，并結合現(xiàn)場實際情況制定鋼筋加工配料單，配料單上須注明尺寸、角度、弧度。依據(jù)配料單，在鋼筋廠內(nèi)加工成型。  (2) 鋼筋運輸  加工好的鋼筋按種類和綁扎的先后次序，一般使用平板汽車運至現(xiàn)場。運輸時按配料規(guī)格分類裝車，采用方木墊底，鋼筋端頭應整齊在同一斷面，絲頭須戴上保護套或連接套，不得裸露，并嚴防受壓變形。卸車時仍須按不同規(guī)格分類吊卸，嚴禁采用自卸方式傾倒鋼筋。鋼筋拖運到現(xiàn)場后須及時用門機吊至施工倉位，起吊過程中應注意保護鋼筋絲頭及連接套筒，避免損壞。  (3) 鋼筋安裝  鋼筋安裝施工時按照先內(nèi)層、后外層，先底部、后側墻筋的施工順序分層施工，上下層鋼筋應做到一一對應，施工一層，驗收一層。鋼筋接頭按照設計圖紙及施工規(guī)范要求錯開，鋼筋按同截面接頭百分率50%布置。    確保過流面鋼筋頭不外露，鋼筋與模板之間的保護層采用焊接丁字支撐，丁字支撐與模板間采用木楔楔緊。丁字支撐采用ф20鋼筋加工成型確保強度，丁字支撐與模板間木楔在混凝土澆筑至支撐高程時由值班木工及時拆除。  鋼筋綁扎安裝完畢后，及時妥善保護，避免發(fā)生錯動和變形。根據(jù)圖紙認真檢查鋼筋的鋼號、直徑、根數(shù)、間距等是否正確，然后檢查鋼筋的搭接長度與接頭位置是否符合有關規(guī)定，鋼筋綁扎有無松動、變形，表面是否清潔，有無鐵銹、油污以及鋼筋安裝的偏差是否在規(guī)范規(guī)定的允許范圍內(nèi)。  (4) 鋼筋連接  鋼筋接頭主要采用直螺紋連接或焊接。接頭焊接確保焊接質量，鋼筋電弧焊所采用的焊條，其性能應符合有關規(guī)定，牌號應符合設計要求。焊接時，引弧應在幫條或搭接鋼筋的一端開始，收弧應在幫條或搭接鋼筋端頭上，弧坑應填滿，第一層焊縫應有足夠的熔深，主焊縫與定位焊縫特別是在定位焊縫的始端及終端應熔合良好。焊縫長度單面焊不小于10d、雙面焊不小于5d。  鋼筋直徑大于ф28的可采用直螺紋連接。采用直螺紋連接前，操作人員應檢查絲頭和連接套筒是否相符，螺紋是否干凈無污染，完好無損，滿足要求時方可連接。具體施工時先在需連接的鋼筋端部劃紅色線標記，標記距鋼筋端部每邊1/2套筒長,用卡鉗將套筒旋至接頭一側的鋼筋上，然后將需連接的鋼筋端部對齊、貼緊，再用卡鉗旋轉套筒，使套筒兩端見不到標線，此時鋼筋接觸面處于連接件的中間位置，在套筒上用油漆作擰緊標記。  4.3 預埋件施工  泄水中孔混凝土施工預埋主要包括止水（漿）片、壩體冷卻水管、灌漿管路及金結、機電安裝工藝埋件等。  (1) 紫銅止水施工  紫銅止水施工中，止水片要求止水鼻槽對中，止水鼻槽中滿填瀝青麻絲。紫銅止水片采用搭接連接，搭接長度不得小于2cm，焊接時必須進行雙面焊接。止水片安裝好后需利用鋼管止水架（垂直75cm一道、水平75cm一道）固定，并用三角木楔將其楔緊。澆筑過程中，應注意對紫銅止水的保護，止水周邊澆筑混凝土不得出現(xiàn)骨料集中現(xiàn)象。  (2) 冷卻水管施工  泄水中孔混凝土采取3m升層施工，每倉需布置兩層冷卻水管。第一層冷卻水管采用φ25.4mm黑鐵管，間距均按2.0m控制，布設在施工縫面上，混凝土開倉前用細鐵絲綁扎固定在倉面的鋼筋樁上；第二層采用φ32mm的高密塑料管，間距均按2.0m控制，布設在已振搗好的中間坯層混凝土面上，鋪設好利用φ6mm“u”型鋼筋將冷卻水管固定，固定鋼筋間距為2m。  在底板和側過流面高標號抗沖磨混凝土區(qū)設置一層塑料冷卻水管，距過流面40-50cm，間距按1.5m控制，采用鐵絲綁扎固定在過流面鋼筋網(wǎng)內(nèi)側。  (3) 其他埋件施工  灌漿管路和金結、機電安裝工藝等埋件在混凝土澆筑前預先放出的控制點埋設，并加固牢固。澆筑過程中，注意對各種埋件進行保護，混凝土下料和振搗時，避開埋件，防止碰撞導致埋件變形。  4.4 模板施工  (1) 多卡模板安裝  多卡d22懸臂模板的結構主要包括面板系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)及工作平臺等。在面板上，根據(jù)不同的升層，在相應的升層高度上鉆錨錐孔，以滿足不同升層錨錐的埋設要求。多卡d22全懸臂平面模板用汽車運輸至施工現(xiàn)場，起吊安裝就位，倉面用汽車吊或港機配合人工安裝將模板準確就位，安裝人員通過調節(jié)支撐絲桿來實現(xiàn)面板內(nèi)外傾斜度的調整，使其達到安裝精度要求。每升層模板安裝時，均按照測量放樣點對模板位置調整和校正。  (2) 底板樣架安裝  中孔溢流面樣架采用φ23.4鋼管制作，樣架間距不大于2m，距模板邊20cm。鋼管樣架采用φ16mm螺栓支撐固定，鋼管樣架與螺栓之間連結采用點焊。螺栓在溢流面鋼筋網(wǎng)上加固，螺栓下用φ28mm鋼筋支撐到老混凝土面上，以防止樣架下沉。樣架安裝必須嚴格按測量放樣點進行控制，安裝好后需進行測量復核，復測資料經(jīng)監(jiān)理工程師審查通過后，進行下道工序。  (3) 拉模施工  先在倉內(nèi)按測量控制點將中孔拉模滑軌（樣架）和鋼筋三角柱安裝并加固好，再吊裝拉模。拉模事先在倉外拼裝成整體，采用大壩下游港機（或纜機）吊入倉內(nèi)，再由倉內(nèi)汽車吊吊裝到滑軌（樣架）上，然后掛系兩臺3.5t的手動葫蘆，待手動葫蘆掛系好后，汽車吊方能脫鉤。拉模安裝就位后，由倉內(nèi)汽車吊將操作平臺安裝到位。澆筑混凝土時，拉?；俣劝?.3m/h左右控制。  4.5 混凝土澆筑  (1) 施工分層分塊  泄水壩段進入中孔施工后，混凝土主要按3.0m升層進行澆筑，共有14個倉位。  (2) 混凝土標號和級配  混凝土標號須嚴格按標號分區(qū)圖進行控制，混凝土下料順序必須以確保高標號混凝土區(qū)不被侵占的原則進行規(guī)劃設計。  混凝土一般采用三級配混凝土，塌落度為3-5cm；中孔周邊等鋼筋密集區(qū)采用二級配混凝土，塌落度為5-7cm；進口鋼襯底板混凝土采用高流態(tài)二級配混凝土。  (3) 混凝土下料和振搗  泄水壩段中孔混凝土施工主要采用tb2#和tb3#塔帶機入倉，進口鋼襯底板混凝土需輔以溜槽入倉，對于局部較平緩的部位，在鋼襯上適當開設下料口，并采用hbt60混凝土泵入倉。  根據(jù)以往的施工經(jīng)驗，塔帶機澆筑混凝土標號較多的倉位時，其入倉強度一般為80-100m3/h。進行中孔澆筑底板施工時，根據(jù)各倉位面積的大小，每個泄水壩段甲、乙并縫后的三個中孔倉位和丙塊高程251.0m-256.8m兩個掛樣架抹面?zhèn)}位需采用臺階法澆筑，其余倉位可采用平澆法澆筑。采用臺階澆筑時，臺階寬度按4.0-5.0m控制，厚度按50cm控制；采用平澆法施工時，坯層厚度按40cm控制。  混凝下料高度控制不大于1.5m，下料過程中出現(xiàn)的集中骨料必須及時散開，振搗采用多頭振搗臂輔以人工手持φ130、φ100振搗器振搗，確保澆筑振搗能力與入倉強度匹配。下料完畢后必須先平倉，然后有序振搗，振搗時間一般為20-30s，以混凝土不再沉落、不出現(xiàn)氣泡為止，抗沖磨混凝土可適當延長振搗時間。進口鋼襯過流面底板區(qū)域砼采用長柄φ100、φ80振搗器振搗，鋼筋密集區(qū)砼可專門配備φ70或φ50軟管振搗器振搗，確保鋼筋密集區(qū)內(nèi)砼振搗密實。  4.6 混凝土養(yǎng)護及溫控  混凝土收倉8-12h后進行倉面灑水養(yǎng)護，使表面經(jīng)常保持濕潤狀態(tài)。側墻混凝土在拆模后，掛設花孔管對側墻混凝土面進行流水養(yǎng)護時間不少于28d。底板混凝土抹面完畢后6-8h開始灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護1-2d后改用草袋覆蓋并灑水養(yǎng)護，既防干縮又防寒潮沖擊，養(yǎng)護期不少于28d，之后在表面覆蓋保護材料進行保護。  混凝土收倉后，須按要求進行冷卻通水。低溫季節(jié)到來之前，須按要求進行保溫，其中中孔側墻和底板覆蓋2cm厚的保溫被。  5 結語  向家壩二期工程通過合理優(yōu)化的施組設計，良好的施工過程控制和有力的項目管理，確保了泄水壩段中孔混凝土施工的順利完工，對其他類似工程的中孔混凝土施工存在一定程度的借鑒和指導意義。  參考文獻：  [1] 全國水利水電工程施工技術信息網(wǎng). 水利水電工程施工手冊(第三卷，混凝土工程)[k].北京：中國電力出版社，2002.  [2] 張永濤.向家壩水電站泄洪建筑物設計[j].中國三峽建設.2008(05)  [3] 郭宗彥.用履帶機配合塔帶機快速澆筑大壩混凝土[j].水力發(fā)電.2002(09)  [4] 侯衛(wèi)東,劉紅舉,劉亞輝.大體積混凝土的溫控施工技術措施[j].河南水利與南水北調.2007(11)