龙开口水电站坝基深槽承载板（拱桥）施工技术研究

2014-12-24汪志琳

湖南水利水电 2014年6期

汪志琳

（中国水利水电第八工程局有限公司长沙市 410004）

1 工程概况

坝基深槽EL.1 185.0 m～EL.1 200.5 m 范围内进行深槽承载板（拱桥）混凝土浇筑。深槽承载板（拱桥）宽15.5 m、最大跨度40 m，混凝土浇筑量7.65 万m3，安装7 000 多t 钢筋、槽钢等。深槽承载板（拱桥）混凝土采用C2830W8F100 混凝土，外掺1%MgO（控制MgO 含量不超过水泥重量的5.2%）。承载板（拱桥）混凝土浇筑前基础砂砾石覆盖层应进行压实处理，处理后的地基承载力不小于0.25 MPa；地模表面铺筑（7～8）cmM10 水泥砂浆，水泥砂浆表面铺设双层彩条布。第一层混凝土须掺入适量的缓凝剂以保证EL.1 191.0 m 高程以下混凝土在初凝之前完成浇筑。承载板（拱桥）混凝土分块界面设置球形键槽，形式与大坝分仓缝键槽同，先浇块在浇筑分块界面预埋Φ28：L=3.0@1.0 m×1.0 m，梅花形布置，外露1.5 m。

2 施工环境、重点及难点

深槽工程施工工程项目多（排架施工、浇筑混凝土、锚筋桩及锚杆等），工序复杂，施工面狭窄，各施工项目间干扰大，难以协调同步施工，只能尽量创造施工条件，合理调配资源，保证施工进度。回填混凝土大部分采用泵送，泵送混凝土施工排架量大，浇筑过程中排架预埋进混凝土的量很大，且深槽不规则，工期紧，任务重。施工排架为高空作业，安全问题突出，需加强安全意识，并配置安全员经常巡视，确保安全文明施工。

3 施工准备

由于地模的施工、钢筋施工以及后期混凝土的浇筑设备、材料无法直接到达仓面，为此设备、材料均由缆机吊入仓面，再经人工两次转运至施工面。

4 深槽承载板（拱桥）混凝土施工

4.1 承载板（拱桥）配合比（表1、表2）

4.2 施工程序

①人工凿除建基面岩石后，人工再利用高压风或高压水清理深槽两边建基面的松散石渣等。②测量人员对施工区域进行测量放样；③人工辅助碾压机、挖机形成地膜；④抹砂浆，铺设双层彩条布；⑤溜槽施工排架、安全通道、钢筋平台等搭设；⑥两侧边坡锚杆、锚筋桩支护施工；⑦按设计要求进行混凝土模板、钢筋与预埋件安装。⑧按设计要求进行冷却水管的安装。⑨混凝土浇筑与养护。

表1 深槽混凝土地模采用掺1%的水泥级配碎石配合比

表2 承载板（拱桥）混凝土主要施工配合比

4.3 清基施工

清基采用逐段清基法，先清EL. 1 185.0～EL.1 191.0 的建基面，再依次根据混凝土分层清理下一块，每次清理出混凝土高程以上（1.0～1.5）m。人工对该区域上松动岩块、石渣、软弱夹层及断层等进行凿除清理,然后采用高压风管或水管清洗建基面，确保建基面内无松动岩块、积渣、积水等。

4.4 测量放样

采用全站仪等按设计施工图对施工孔位及结构边线进行放样，并用油漆等进行标志。

4.5 地模施工

深槽挖至EL.1 184.0 高程，深槽外掺1%水泥的级配碎石采用碾压机按30 m 一层进行回填碾压，确保地模承载能力不小于0.25 MPa，碾压至EL. 1 187.2 高程后，采用人工辅助挖机进行地膜键槽的修正。同时确保深槽地模形成后，防止渗水进入仓面，在深槽中间布置透水体（渗水经透水体排至坝后），透水体尺寸为1 m×2 m（深×宽），透水体采用石渣进行回填。

4.6 抹砂浆、铺彩条布施工

地抹施工完成经验收合格后，在地模表面铺筑（7～8）cmM10 水泥砂浆，水泥砂浆在拌和楼拌好，采用自卸汽车从C2 标拌和楼运至右岸缆机供料平台，再经缆机转运至仓面，水泥砂浆人工进行铺筑，再人工采用刮平器进行抹面，采取高处多磨、低处补原浆的方法进行，边抹光边找平。水泥砂浆铺筑完成，砂浆达到强度后，人工进行双层彩条布的铺筑。

4.7 排架、通道、平台搭设

为满足深槽承载板（拱桥）混凝土的浇筑强度，在9#坝段与10#坝段分缝的位置设置溜槽。在下游靠12#坝段侧安装一永久标准踏步爬梯上至12#坝段EL.1 202 平台，再沿12#坝段靠深槽侧各个施工块内安装一临时性双扣件式脚手架爬梯下至深槽各施工块，临时爬梯随深槽混凝土浇筑上升埋入混凝土内。深槽2#块因场地狭小，在深槽1#块与3#块浇筑混凝土后，无产地摆放钢筋，为不影响2#块的施工进度，在深槽设置1 个钢筋堆放排架，以利于现场施工。溜槽排架、爬梯安全通道、钢筋堆放平台搭设的所有材料均由缆机吊运至仓面，人工两次转运至施工面人工安装，或者直接缆机吊运材料同时人工辅助缆机安装。

4.8 钢筋制安

深槽承载板（拱桥）第一层混凝土有5 层钢筋网第二层混凝土有两层钢筋，顶部混凝土有了两层钢筋，钢筋网必须由下面的支撑钢筋支撑，67 号钢筋为斜筋，必须做样架，才能确保钢筋在混凝土下料时不移位。深槽混凝土盖板的Φ28 分布钢筋为绑扎搭接（搭接长度为40 d），其余所有钢筋连接均采用套筒连接（现场连接时采用管钳扳手拧紧）。工字钢位于钢筋网中，因工字钢单重较大，需搭设支撑架，现场采用∠50×5×5 角钢和Φ28 钢筋作为支撑架支撑工字钢，使工字钢顺利焊接，满足受力要求。由于深槽钢筋量大、品种多，钢筋制安完毕后，必须挂牌出厂。

4.9 立模

深槽混凝土盖板上下游模板均采用组合钢模板。模板安装施工工序为：测量放线—→根据点线立模—→测量复测—→模板调整—→加固—→下一工序。承载板（拱桥）在EL 1 185.0 m～EL 1 190.0 m 高程之间共布置有5 层钢筋网，在承载板（拱桥）混凝土浇筑过程中，因钢筋网布置密集且穿过模板使得混凝土浇筑完成后无法进行拆模。将上述高程之间的木模板改用σ=4 mm 厚的钢板进行替换。

4.10 预埋件的安装

固结灌浆、帷幕灌浆和排水孔以及回填灌浆孔、接触灌浆孔、新增固结灌浆孔等钢管，埋管前根据设计要求测量放点，最底层调整角度后采用钢筋支撑架进行支撑，并将钢管和钢筋支撑架焊接牢固。混凝土下料管及电缆穿线管，在施工现场焊接，缆机和吊车均不能使用，只能人工拼接。深槽接触灌浆预埋管采用Φ25 铁管做连接管及排气管，Φ35 镀锌钢管作为进回浆管，在车间加工成2 m 一根，并2 头车丝通过丝套进行连接。出浆盒采用1.2 mm 厚镀锌铁皮加工制作，每2 m 放置一个，通过直接头与连接管相连接。排气槽采用1.2 mm 厚镀锌铁皮加工制作。深槽承载板（拱桥）中基础接地扁钢敷设高程由原来敷设高程改为敷设于承载板（拱桥）顶面钢筋网上，并与钢筋网可靠焊接，同时注意与承载板（拱桥）外基础接触扁钢的接通。

4.11 混凝土施工

（1）混凝土分层分块（附图）。

承载板（拱桥）混凝土分成4 块：坝上0+007.00桩号～坝下0+018.00 桩号为第一块，坝下0+018.00桩号～坝下0+050.00 桩号为第二块，坝下0+050.00桩号～坝下0+082.00 桩号为第三块，坝下0+08200桩号～坝下0+100.00 桩号为第四块。

承载板（拱桥）混凝土均分为5 层。EL.1 185.0 m～EL.1 190.0 m 为第一层，EL.1 190.0 m～EL.1 192.5 m 为第二层，EL.1 192.5 m～EL.1 194.5 m 为第三层，EL. 1 194.5 m～EL. 1 197.5 m 为第四层，EL. 1 197.5 m～EL.1 200.5 m 为第五层。

（2）混凝土入仓方式。

附图混凝土分层分块图

根据设计要求承载板（拱桥）混凝土分成4 块，第一层确保40 h 浇筑完成，第一层最大的浇筑方量6 919 m3，则最大浇筑强度173 m3/h。深槽混凝土盖板浇筑方式为：2 台缆机浇筑强度90 m3/h、2 台HBT120A 混凝土泵浇筑强度80 m3/h（备用1 台）、第一块和第四块各布置1 条溜槽浇筑强度150 m3/h、第二块和第三块各布置两条溜槽（最大面积在第三块）、在承载板（拱桥）后面布置1 台布料机，浇筑强度80 m3/h（特额定浇筑强度80～120 m3/h）（只能浇筑第四块），2 台缆机+2 台HBT120A 混凝土泵浇筑强度可以达到170 m3/h，这种结合的方式进行混凝土盖板浇筑已经满足要求。缆机和布料机采用自卸汽车运输，溜槽和混凝土泵采用9 m3混凝土搅拌车运输。盖板混凝土采用12 台20 t 自卸汽车运输和13台9 m3混凝土搅拌车运输。

（3）混凝土入仓道路。

①缆机入仓的道路：C2 标拌和楼—→右岸上坝公路—→右岸缆机供料平台，运距约0.7 km。②布料机入仓、HBT120A 混凝土泵入仓：C2 标拌和楼—→右岸上坝公路—→进厂公路—→下游围堰—→二期施工道路—→入仓，运距约2.0 km。③溜槽入仓：C2标拌和楼—→右岸上坝公路—→上游围堰—→上游围堰下基坑道路—→9#坝段EL.1234 平台—→溜槽入仓，运距约2.5 km。

（4）温控及冷却水管的布置。

冷却水由左岸导墙EL.1240 平台（8#坝段坝后）的移动式冷水站生产，其生产强度每小时可生产120 m3、10℃的冷水。混凝土冷却水，从冷却机组引至9#坝段与10#坝段分缝位置，在从坝下0+082.00桩号和坝下0+018.00 桩号位置分支往深槽内引冷却主水管。在通水运行前，用泡沫塑料纸对进出水管的主水管进行逐条包裹，以提高水管冷却效率和温控观测精度。

深槽承载板（拱桥）（1.5～2.0）m 浇筑层厚混凝土温控：要求混凝土出机口的温度不超过9℃、浇筑温度不超过13℃、最高温度不超过28℃。冷却水管按1.0 m×1.5 m（水平×垂直）间距铺设，冷却水管到承载板（拱桥）结构边缘的距离采用（0.5～1.0）m；如遇到承载板（拱桥）内预埋管和钢筋，冷却水管位置应适当调整以避开，并对水管加以固定；在承载板（拱桥）中钻孔的部位须采取有效措施防止冷却水管被打断；冷却水管升管可接至廊道内，进、出口处水平间距和垂直间距一般不小于1.0 m；考虑到二期冷却的需要，承载板（拱桥）内冷却水管在一期冷却结束后应妥善保护，防止损坏或堵塞；冷却水管水流量控制在（1.2～1.5）m3/h，冷却水温8℃，水流方向24 h 变换一次，在一期冷却过程中最高温度出现前可加大水流量以利于削峰；一期冷却目标为25℃，满足一期目标温度后，通河水（控制水流）使承载板（拱桥）混凝土温度控制在在（23～25）℃，不得低于23℃。

深槽承载板（拱桥）3.0 m 浇筑层厚混凝土温控：要求混凝土出机口的温度不超过8℃、浇筑温度不超过12℃、最高温度不超过28℃。冷却水管按1 m×1 m 间距铺设，冷却水管冷却水温7℃。为利于削峰，保证3 天内冷却水流量不小于2.0 m3/h，之后恢复（1.2～1.5）m3/h；根据现场温度实测资料，在满足一期冷却目标温度后，通河水（控制流量）使承载板（拱桥）混凝土温度控制在（23～25）℃，不得低于23℃；浇筑层间间隙不小于8 天。

深槽承载板（拱桥）浇筑最高温度已远超设计要求的最高温度，为避免承载板（拱桥）混凝土温降过大，造成混凝土收缩过大，承载板（拱桥）近期温控作如下调整：承载板（拱桥）混凝土从最高温度下降（5～8）℃时，减少冷水水管通水流量或停止通水，使其维持该温度或自然降温。

（5）混凝土浇筑。

混凝土铺料层厚度一般控制在50 cm，人工手持铁锹平仓。止水片底部采用人工送料填满，严禁直接下料，以免止水片卷曲及其底部混凝土架空。混凝土主要采用Φ130、Φ100 振捣器振捣，在结构钢筋网与模板间较狭小部位用Φ70、Φ50 软轴振捣器振捣。振捣前后两次插入混凝土中的间距，应不超过振捣器有效半径的1.5 倍，振捣器应垂直插入混凝土中，按顺序依次振捣，如略带倾斜，则倾斜方向应保持一致，以免漏振。每一位置的振捣时间，以混凝土不再显著下沉、不出现气泡，并开始泛浆时为准。

（6）拆模、养护。

混凝土浇筑完并达到一定设计强度后方可拆模。模板拆除时由外向内、自上而下拆除，在边角部位须小心拆模，以防损坏边角混凝土。混凝土收仓后，抹面应平顺、平整、压光、直顺，不得有裂缝、空鼓现象，混凝土表面无蜂窝、麻面和其它严重缺陷。冷却及养护：混凝土浇筑完后进行通水冷却和采用洒水养护或持水材料覆盖等方式进行混凝土养护，经常保持混凝土表面湿润，养护不少于28 天。在养护到混凝土与基岩温度一致后，方能安排上层坝体混凝土的上升浇筑。