石包头水库防渗面板施工技术

□侯 斌 □赵 军（河南省水利第二工程局）

石包头水库防渗面板施工技术

□侯 斌 □赵 军（河南省水利第二工程局）

大坝防渗面板施工方法有多种，滑模施工是较为常用的一种。滑模施工具有速度快，混凝土连续性好，表面质量光滑，无施工缝，混凝土后期缺陷处理少，材料消耗少，能节省大量周转材料等诸多优点。

防渗面板；滑模；混凝土；施工技术

一、前言

石包头水库位于卫辉市西北30km的太行山区，海河流域卫河水系沧河的中上游。坝址位于卫辉市狮豹头乡黄叶村北500m处，是一座以防洪为主，结合灌溉、发电、城镇供水综合利用的Ⅲ等中型水库。主要建筑物包括挡水坝、溢洪道、输水洞、坝后电站等。主坝主要施工内容为大坝上游面增设钢筋混凝土防渗面板,经对大坝和施工图纸研究，坝面最佳方案选择采用有轨滑模。

二、防渗面板的滑模设计

（一）滑模设计

防渗面板的滑模采用1500mm×1200mm矩形桁架梁作为模板的围囹,桁架梁主梁采用∠80×8角钢，腹杆采用∠63×6角钢，模板采用P3015模板，提升架采用“F”型提升架，“F”型提升架竖腿采用18a槽钢，高度为2m，提升动力采用4台10T穿心式千斤顶。支承杆（俗称爬杆）采用Ф48×3500mm钢管，由于爬杆占用一根竖向钢筋的位置，在施工中每一根爬杆代替一根竖筋。

为了便于混凝土脱模后进行混凝土养护，在桁架梁下端吊挂一辅助平台，平台采用∠63×6角钢，辅助平台80cm宽，铺δ=5cm马道板，外侧焊接围栏，以确保施工人员的安全。

（二）滑升能力的验算

1.滑升摩擦力 G1=kfs=1.5×2kN/m2×18m2=54kN

K—附加影响系数，取k=1.5；f—摩擦阻力，取f=2kN/m2；S—模板的外表面积S=18m2。

2.模体结构自重G2=30kN

3.施工载荷：G3=（T1十 T2十 T3）×1.5×1.3=21.45kN

人员T1=8人×750N/人=6kN；设备T2=2kN；材料、工器具T3=3kN；动力荷载系数取1.5；不均匀系数取1.3。

4.支撑杆载荷 P=3.142×EI/k（UL）2

支撑杆的弹性模量E=2.1×106kg/cm2；支撑杆的惯性矩I=11.35cm4；计算长度UL按0.7×180cm.

5.千斤顶的数量：n=W/C/P=195.45/0.8/80=1.64（台）

总载荷W=G1十G2十G3=105.45kN；荷载不均匀系数C取0.8；千斤顶计算承载能力100kN，取80kN;

考虑到模体的受力选用HM-100型4台千斤顶能满足滑升能力的需要。

6.采用插入式振捣器，混凝土对模板的测压力为P：

混凝土容重r=2500kg/m3；混凝土厚度h取0.3m,

同时,考虑混凝土浇筑时动荷载对模板的侧压力:

侧压力:P总=1075kg/m2×12m×1.5m=19.35T

运行时8根锚筋同时受力，每根锚筋要求抗拔力≥2.5t。

三、防渗面板施工

（一）模板安装

当轨道、侧面沥青板、止水施工结束后，即可进行面板滑模体的安装，准确对中，找平，依次安装桁架梁、模板、“F”型提升架、千斤顶。

（二）钢筋安装

滑模施工中，钢筋安装采用边滑升边安装钢筋，平行作业方式。钢筋的绑扎，始终超前混凝土30cm左右。为了保证滑模速度，钢筋连接采用搭接连接。

（三）混凝土浇筑

1.接合面处理

混凝土浇筑之前，对浆砌石面用高压水枪进行充分冲洗，露出新鲜浆砌石面，以便与新浇混凝土防渗面板结合良好。施工缝部位浇筑前，在浆砌石面上先铺一层2～3cm厚的接缝砂浆。

2.拌合、运输

混凝土采用HZ25型拌合站拌制，混凝土水平运输采用3m3混凝土搅拌车，垂直运输主要采用D245导管流入，为避免混凝土离析，距混凝土面10m处设聚料槽，混凝土流入聚料槽后再自流入仓。为了保证混凝土顺利入仓，要求混凝土和易性好，入仓混凝土坍落度控制在16cm左右。

3.入仓、振捣

混凝土入仓下落高度超过规范要求的，将采取缓降措施（采用溜管，以便左右自由摆动入仓）。混凝土入仓后，由人工平仓，2.2kW插入式振捣器振捣。采用分层浇筑，层厚控制在35cm以内，振捣器插入点间距以40～50cm为宜。

4.分仓、间歇、模板滑升

混凝土浇筑分仓严格按照施工图纸进行。为确保新浇筑的面板与浆砌石面板的结合部位及分层之间免受浆砌石强约束区的影响，模板第1次滑升前，初始浇筑混凝土的总厚度，应满足混凝土自重超过模板与混凝土之间摩阻力的要求，一般应为60～70cm。浇筑后约隔3～5h（时间长短取决于浇筑温度），混凝土强度达到0.1～0.3MPa后，即可启动爬轨器行程。试运行的速度应尽量缓慢，对模板结构及液压系统进行全面检查，一切正常后，继续浇筑，每浇筑25～30cm高度，运行3～5个行程，直至混凝土表面距模板上口5～10cm，即转入正常滑升；模板滑动速度主要取决于混凝土达到脱模强度（0.2～0.4MPa）所需要的时间，人员、设备的配置应使混凝土拌和、运输和入仓浇筑的生产能力满足模板滑升速度的要求。

5.温度监测及控制

本工程大体积混凝土浇筑工期安排在2～5月，施工区域内气温条件较好，有利于新浇筑混凝土的温升控制。开工之前，根据施工图分缝、分块尺寸、混凝土允许最高温度及有关温控措施要求，编制详细的温度控制措施，作为专项列入混凝土施工措施计划，报监理人审批后实施。

大体积新浇筑混凝土内部温度监测采用在混凝土中埋设电阻式温度计进行观测，并有专人负责作详细记录，将观测成果与温控计算成果进行对比，不断改进浇筑工艺，采取必要措施降低混凝土内部温升。

6.控制面板裂缝的施工措施

本工程为了保证内在质量和表观质量，防止混凝土发生内、外部裂缝，主要采取以下施工措施：降低混凝土水化热温升；降低混凝土浇筑温度；降低出机口温度；加强混凝土表面保护，减少内外温差；根据设计要求和施工能力，合理分层、分块，按规范要求处理好施工缝。

7.滑模滑升

混凝土初次浇筑和模板初次滑升应严格按以下6个步骤进行：第1次浇筑10cm厚半骨料的混凝土或砂浆，接着按分层30cm浇筑第2层，厚度达到70cm时，开始滑升3～6cm，检查脱模混凝土凝固是否合适。第4层浇筑后滑升6cm，继续浇筑第5层又滑升12～15cm，第6层浇筑后滑升20cm，若无异常现象，便可进行正常浇筑和滑升。

滑模的初次滑升要缓慢进行，并在此过程中对液压装置，模体结构以及有关设施在负载情况下作全面检查，发现问题及时处理，待一切正常后方可进行正常滑升。

施工转入正常滑升时，应尽量保持连续施工，并设专人观察和分析混凝土表面情况，确定合适的滑升时间，并根据以下几点进行鉴别，滑升过程能听到“沙沙”的声音；脱模的混凝土无流淌和拉裂现象，手按有硬的感觉，并能留出1mm左右的指印，能用抹子抹平。

滑模正常滑升根据现场施工情况，确定合理的滑升速度，按正常滑升每次间隔1h，控制滑升高度30cm，日滑升高度控制在4.5m左右。

修面是滑模混凝土的一道重要工序，当混凝土脱模后必须立即进行此项工作，一般用抹子在混凝土表面用原浆压平或修补，如表面平整亦可不做修整，为使已浇筑的混凝土具有适宜的硬化条件，防止发生裂缝，在辅助盘上对混凝土表面刷养护剂进行养护。

对滑模混凝土要求固身初凝时间6～8h。所谓固身初凝是达不到初凝但又不流淌，即手按有1mm指痕，约0.1MPa左右。

8.测量控制

滑模在滑升过程中，受各种不均匀动力影响，模体会发生上浮情况，为了方便及时地观察模体上浮或下沉，在轨道上方设一斜线，每滑升30cm时检查斜线相对于轨道的位移，发现上浮或下沉及时处理，保证混凝土体形变形在2cm之内。

2010-03-16