三里坪大坝泄洪中表孔混凝土施工

刘 斌

（中国水电建设集团第十五工程局有限公司 陕西 西安 710065）

1 工程概况

三里坪大坝位于湖北省房县境内，工程为Ⅱ等大（2）型工程，主要建筑物为2级，拦河大坝由碾压混凝土对数螺旋线拱形双曲拱坝、泄洪表孔、泄洪中孔等组成。设计坝顶高420m，大坝底部高程287m,最大坝高133m。

大坝中孔设计2孔，孔高8m，孔宽5m，高程EL360m～EL368m，上下游均为悬挑结构，最大悬挑长度25.51m。表孔设计3孔，孔宽12m，底坎高程EL408m，最大悬挑长度15.46m。混凝土总量7.7万m3，钢筋制安3200t。

泄洪表孔底坎高程为EL408m，孔宽12m，设计为3孔。每孔安设弧形工作闸门。在上下游均为悬挑结构，上游悬挑长度为15.46m，坡比为 1.5∶1下游悬挑长度12.42m，坡比为1∶2。上游最大悬挑斜长27.87m，最小斜长7.48m。下游最大悬挑斜长13.89m，最小悬挑斜长2.36m。2#表孔左右边墩为中孔上游事故检修闸门闸墩。

2 施工规划

大坝下游EL290m高程安装一台QTZ7052型塔式起重机，用于泄洪中、表孔常态砼辅助浇筑入仓及钢筋、模板等施工材料垂直运输。在中孔EL356m～EL374m和表孔EL394m～EL420m分别架设二条高空皮带机作为混凝土入仓的主要方法。

3 施工方案

中、表孔混凝土施工方案基本相同，本文着重讲述中孔混凝土施工方法。

中、表孔混凝土关键是悬挑段混凝土施工，根据工程现场施工条件对几种施工方案进行了比较后选用了具有多次成功经验的“预制混凝土模板孔施工方案”，另增加了工字钢预制件预埋方案，确保混凝土内部浇筑质量。此施工方案优点是施工速度快、施工质量高、施工成本低，相互干扰小，并且可以满足设计要求。具体施工方法是在下层混凝土施工时在混凝土中每1.5m预埋一根工字钢，外漏0.5m，埋入混凝土中1m，然后外部再连接3.5m长工字钢，工字钢总长度为5m，伸入混凝土1m外露4m。在外露工字钢端进行打孔，在底部混凝土达到一定强度后，进行上部工字钢连接加高。连接方法采用夹板螺栓连接的施工方法，并对夹板两侧进行焊接。在工字钢连接完毕后开始安装预制混凝土模板，预制混凝土依靠工字钢进行加固，由于工字钢高度较大，对工字钢也需要进行加固，以防止在施工时工字钢发生变形，引起预制模板的位移。浇筑混凝土时是斜层施工，因此对工字钢的加固不只是前后的加固，还要考虑由于混凝土不是水平上升，引起的工字钢发生左右偏移的加固。预制混凝土模板安装的高程由于两孔起弧线不一致，为了能够统一施工，相贯线附近的混凝土采用外部预埋工字钢进行现浇施工。

这种施工方案的优点是可以保证混凝土平层上升，响应了设计要求，不需要预留键槽和加固用的插筋，施工进度由于可以保证平层上升，也可以得到保证，人员全部在仓内施工，安全得到保障。

其他方案包括：方案一，满堂架施工方案；方案二，孔内混凝土错台施工方案；方案四，外部全部悬挑工字钢施工方案。以上四种方案主要材料对比见表1。

4 模板施工方案

本工程设计结构较复杂，体型样式多变，对于模板的质量、安装要求比较高，针对工程设计，采取多种模板形式，以保证设计意图与建筑物的外观质量要求。

表1 四种施工方案材料用料表

（1）模板的钢筋拉条无弯曲，直径采用12mm拉筋，拉条与锚环的连接牢固，拉条与混凝土面呈40°为宜。

（2）组合钢模板横、竖围檩均采用两根φ48×3.5mm钢管，竖围檩间距75cm。当竖围檩采用单根钢管时，其间距为37.5cm。钢模板与围檩之间用M12钩头螺栓、3形扣件连接。每块模板上使用8个U形卡。多卡模板两块之间使用大U形卡连接，U形卡数量不少于4个。

（3）模板与混凝土搭接部位、各块模板接缝处均粘贴双面胶，防止振捣时漏浆，以保证混凝土表面的平整度和混凝土的密实性。建筑物分层施工时，逐层校正下层偏差，确保建筑物全高偏差满足设计要求。模板之间的拼缝采用原子灰刮平。待原子灰硬化后表明再涂刷一道清漆，确保两块模板之间拼缝严密、平整、不漏浆。

（4）进口段曲面模板方案。本工程进水口的曲面方程为：进口地板为1/4圆面，圆半径R=2m；侧面为1/4椭圆曲面，椭圆方程为X22/3.32+Y22/1.12=1；顶面为近似1/4椭圆曲面，椭圆方程为X12/82+Y12/2.672=1。根据《三里坪水利水电枢纽大坝砼施工技术要求》相关技术条款，孔口体型复杂且其工程量较小，定型钢模板都是一次使用，不能周转使用，为降低成本、便于操作，采用木模板方案，钢木加工厂加工，现场精确放样定位加固。圆曲面模板分为四组制作，平均每块高度0.785m，长度1.8m,四块为一组，每组总长度7.2m，共制作8套。侧面椭圆曲面模板一组分为8块制作，每块高度1.5m，长度0.5m～0.8m，共制作4套32组。顶面椭圆曲面模板一组分8块制作，每块高度0.5m～0.8m,长度1.5m，共制作2套16组。制作形式：面板采用3cm厚木板，肋条采用5cm厚木板制作，肋条间距50cm，肋条要求放样制作，2吋铁钉将3cm厚木板定于肋条上，要求木板缝隙控制在2mm以内。所有形式曲面模板均在现场安装时采用0.5吋铁钉将0.4cm厚复合木板钉在3cm木板内侧，固定牢靠，以使混凝土浇筑过程中不会出现漏浆现象，也能保证混凝土表面的平整度。

现场安装前，测量人员精确放样，现场施工人员积极配合。TCR702全站仪每50cm一个断面，断面必须垂直孔身轴线，每个断面内放样间距0.6cm，根据各自曲面长度情况布置放样点数。采用Φ12钢筋焊接在测量放样点位之上，根据测量放样成果，精确控制高程或者水平轴距，并用油漆等做醒目标记。用线绳将同一断面内的进行连接校核，若无误，则采用Φ12钢筋将同一断面内标记进行连接焊接，作为模板支撑钢筋，要求焊接牢靠。若有问题则重新逐个检查各放样点测量放样成果或者操作误差。支撑钢筋焊接完成后测量人员随即进行检测校核，最后开始进行模板安装工作。

5 砼分层浇筑施工方案

混凝土浇筑主要有以下问题：仓面面积较大、环境制约因素多、入仓方式受制约、入仓强度低等因素。根据这些原因，在现场施工时EL356m以下上下游是断开的，各自独立浇筑，EL356m以上通仓浇筑，浇筑方案为自上游向下游推进浇筑。

由于在中孔位置按照设计要求没有垂直分缝，所以混凝土浇筑仓面过大。按照台阶方式计算，每层台阶宽度3m计算，每小时需要混凝土180m3，混凝土初凝时间只有2小时，总的拌合能力可以达到120m3/h。在EL356m～EL360m和 EL368m～EL373.95m高程混凝土通仓浇筑时，不能满足施工要求180m3/h的需要，所以施工时在混凝土浇筑层在EL357m～EL360m段修改为1.5m一层；在EL360m～EL368m段由于中孔孔身将此段分为三段，所以浇筑层厚改变为2m；在EL368m～EL373.95m由于混凝土断面有所缩小，将混凝土浇筑层厚修改为2m一层，混凝土浇筑强度降低为120m3/h以内，混凝土拌合能力可以满足施工要求。

6 砼浇筑入仓方案

（1）EL345m～EL356m浇筑施工方案

砼入仓主要采用自卸车运输砼，塔吊入仓。

（2）EL356m～EL374m砼浇筑方案

因中孔左右混凝土浇筑量较大，在施工中采用皮带机配合入仓为主，局部边角部位塔吊配合入仓的施工方案。

（3）同一仓内变级配、变标号砼施工方案

根据设计图纸要求，从砼浇筑分层分块原则上，坚持分层高度控制在设计要求的变级配、变标号砼分区界线上，有利施工有力操作。无法调整的水平向变级配、变标号砼浇筑，施工前做好配合比的交底工作，做到心中有数，现场交底清楚，测量人员在钢筋或模板上标记清楚，防止混乱施工。施工过程中从一边开始进占施工，在需要变配合比的位置，形成锯齿状结合，保证平均厚度达到设计要求。改变配合比位置的混凝土要和其接触的混凝土必须是同层浇筑，不能形成大的错台，使混凝土级配分界线不明，造成材料浪费或不能保证施工质量。

7 结语

湖北三里坪碾压混凝土大坝泄洪中、表孔常态混凝土在工程施工中，经过详细认真的分析、计算，多种施工方案的比较，最终确定使用预制混凝土模板孔内预埋工字钢的施工方案。采用皮带机入仓为主、塔吊进行配合的混凝土浇筑方案，使中、表孔混凝土施工有序进行，质量满足设计要求，各节点目标按计划完成，在保证施工质量的前提下加快施工进度并节约工程投资，为今后同类工程的施工提供了借鉴经验。陕西水利