白石水库混凝土坝预制廊道技术

师宁焉

（辽宁省白石水库管理局，辽宁 朝阳 122000）

1 概况

白石水库总库容16.45亿m3，为大（1）型水库。是辽宁“九五”期间是重点工程。建设过程中认真执行“三项制度”的同时引进和开发先进技术24项，获水利厅及省部级科技进步奖9项，获国家专利1项，总体质量优良。下文对廊道预制件接缝部位微渗原因进行了分析，以便为类似工程提供参考。

2 方案的选择

廊道预制件的形式一般分为全断面预制和部分预制。在全断面预制中又分整体预制和分体预制。整体预制指除廊道底板外（有时亦包括底板），侧墙和顶板（或顶拱）均一次预制；部分预制就是仅预制侧墙或顶板（顶拱）中的某一部分，其余现场浇筑。

全断面整体预制，就是把廊道按长度方向分成若干段，每段（以下称廊道预制件）一次预制完成。这种预制方法受力条件好，预制和安装都很方便，外形质量容易控制，但需有较大的运输和安装能力。全断面分体预制，一般是把每个廊道预制件分成2～3段，到现场拼接，外观质量不易控制，增加了安装和接缝处理的难度。

白石水库工程总工期由原设计6.5年减少为5.5年，时间紧，必须优化施工。当时工地预制厂设有30 t龙门吊，大坝现场有DMQ540/30 t门式和40 t汽车起重机，有15 t以上的运输汽车。因此选择了整体预制方案。

3 整体预制廊道设计

3.1 预制件尺寸确定

廊道预制件几何尺寸的确定，除应考虑经济性，还要考虑装运、安装及水库运行期构件自身的坚固性。最终确定长99 cm，厚40 cm，内高400 cm。每个预制件的边棱部位留有等腰2 cm的内倒角和6 cm的外倒角，两相邻块设计间隙2 cm。

3.2 预制混凝土设计指标

采用三级配混凝土，最大骨料粒径80 mm，标号为C20W6。

3.3 配筋设计

配筋设计主要考虑以下荷载：①水平和垂直起吊自重产生的内力；②混凝土浇筑产生的侧压力；③水库正常运行期廊道的应力。经计算，在第③种情况下，廊道周围不产生拉应力，只需按构造配筋。因此，廊道配筋设计主要应满足①、②，配置了双层φ20@200钢筋。每个预制件都设置了3个水平吊环和2个垂直吊环供吊装使用，吊环位于起吊内力均匀分布处。为避免预制件在吊运、安装期间两自由端发生变形产生不利的内应力，在下部增设了临时支撑。

3.4 预制数量

廊道水平段总长403 m，在排水与灌浆廊道3个相交部位采用现场支模浇筑（长15 m），其余388 m均采用预制廊道。预制件总数388块，单件体积4.14 m3，重11.07 t，预制总量1606 m3。

4 预制廊道施工

4.1 场地与设备

预制场在坝址下游，配有起重量30 t的龙门吊1台，400 L搅拌机1台及电焊机、钢筋加工机等附属设备。

4.2 模板

廊道预制件内模采用定型组合钢模板，面板用厚5 mm的钢板制作，每个预制件的内模分4块，即2块1/2半圆段和2块侧面直线段，外模全部采用钢桁架的木模板，亦分成4块组装。内外倒角用红松或白松制作。

4.3 底 台

为利于标准化作业，保证预制件精度，在预制之前要先做成与预制件断面相同的底台，底台用一级配混凝土浇筑，高10 cm，表面包镀锌铁皮。每隔80 cm留一圆孔，以便穿加固模板的螺栓之用。支模时内外模板把底台夹在当中。

4.4 混凝土施工

首先将钢筋笼放到底台上，把各种预埋件按设计位置固定好。然后将涂刷完脱模剂的内外层模板组装并加固，验收合格后进行混凝土浇筑。

混凝土坍落度3～5 cm为宜，人工分3层入模振捣后，进行修面。振捣器功率为1.1 kW的软轴振捣棒，初凝后洒水养护。在夏季48 h就可拆模、72 h可用龙门吊轻移到存放场继续养生到28 d后再堆放。如用蒸气养护，则更节省时间。

4.5 预制廊道安装

在坝体齿槽浇筑到底面高程以下0.5 m为安装基面，预埋两条∠100×100×10 mm角钢，其间距与预制廊道底边外缘预埋铁相同，预制件精确就位后，进行间断焊接，焊缝高度不小于10 mm，每侧焊缝总长不小于底边长的50%。每台吊车可安2 m/h。基面以上相邻预制件接缝做防渗处理：①将内外侧缝口封堵密实后向缝内灌注膨胀水泥砂浆；②初凝后拆开外封口，用钢刷除掉外倒角表面的粘结物和乳皮，冲冼干净；③用较稠的水泥净浆涂刷外倒角后填抹膨胀水泥砂浆至齐平；④养护3 d后在风干表面涂贴4油3毡，向两侧预制件多贴10 cm以上；⑤浇筑坝体混凝土；⑥沟抹内倒角，浇筑廊道底板二期混凝土。

4.6 施工质量

4.6.1 质量标准

预制廊道施工质量标准如表1所列。

表1 预制廊道构件施工质量标准

4.6.2 施工质量评定

拆模后每一个预制件都要进行质量检验，合格率100%，优良品率90%；廊道安装合格率100%，优良品率95%。廊道整齐壮观，美中不足的是水库蓄水后，有部分预制件接缝处发生微渗，1999年和2011年2次对5～27号坝段廊道预制件接缝渗水进行了调查，在淹没水深11～28 m条件下，结果基本一样。坝段横缝22个，整圈微渗7个占32%，无横缝处预制件366个，整圈微渗7个占2%。

5 技术与质量总结

5.1 渗水原因分析

坝内廊道位于上游齿槽部位，高程较低，安装后正是春季混凝土浇筑好时候，负责生产的某些领导为了抢工期，认为廊道至碾压混凝土之间有1 m厚C9015的常规混凝土，且坝段横缝上有橡胶止水带，能满足预制件接缝防渗要求，现场决定，取消接缝防渗处理工序。后来在设计等有关技术人员坚持下又按原设计进行了施工，但给施工者留下了“可有可无”的不良印象，致使该道重要工序施工比较粗糙，如用灰袋纸塞缝口，造成漏浆；大部分间隙不灌注砂浆而直接填抹外抹角砂浆，存在局部不实、不平、4油3毡空鼓、粘贴面不干燥，贴的不严密等问题，这些都是导致接缝渗水的因素。

5.2 预制廊道优点

该工程采用整体预制廊道，加快主体工期1个月，如把廊道内模板拆除难度算上，可加快单项工期3个月；与现浇廊道比较节省造价74万元；另外无裂缝、涨模、错台等质量问题，外表美观标致，结构安全可靠，有利文明施工。

5.3 需改进和注意方面

1）随着科学技术发展，新材料、新工艺不断问世，在处理预制件接缝（嵌缝）上应选择新型可塑性防渗材料，如聚氯乙烯胶泥，塑料油膏，基丁橡胶等等。

2）相邻预制件安装必须保持在同一平面，外抹角可减小到3 cm×3 cm，有利于节省嵌缝胶材和确保外层的4油3毡粘贴质量。

3）油毡卷材应选择有一定弹性和耐久性的新型材质，液态胶应选择可塑性的，以适应坝体变形，特别要重视坝段横缝防渗处理。

4）预制件安装间隙应先用膨胀水泥砂浆灌注，内外缝口建议用适当直径小胶管充气封堵效果更佳。待砂浆接近初凝时，拆开外封口，压实压光。

5）如外抹角全部采用可塑防渗胶材回填时，结合面应涂刷液体胶过渡层。如用早强膨胀砂浆回填也需涂刷净水泥稠浆过渡层，砂浆养生不小于3 d隙。贴油毡前要风干表面，不宜用喷灯烘烤。廊道外侧横缝止水不可取消，要保证止水效果。