锦屏一级水电站大坝泄洪表孔混凝土施工技术

2016-04-07黄丹勇杨卫森

四川水利 2016年6期

关键词：表孔抹面大梁

黄丹勇，杨卫森

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

锦屏一级水电站大坝泄洪表孔混凝土施工技术

黄丹勇，杨卫森

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

锦屏一级水电站大坝泄洪表孔主要包括溢流面及支撑大梁混凝土施工，原施工方案为溢流面预留台阶分二期浇筑。经方案优化，在支撑大梁下部闸墩内侧预埋支撑桁架，溢流面采用一次浇筑成形，同时加强溢流面成形后的保护，解决了支撑大梁支撑结构对溢流面的占压，及溢流面上部混凝土施工对其成形质量的影响。

泄洪表孔溢流面支撑大梁混凝土施工锦屏一级水电站

1 概述

锦屏一级水电站大坝共设置4孔表孔，分别跨横缝布置。表孔溢流面进口起始高程1866.5m，堰顶高程为1868m，由三段圆弧、WES曲线及两段直线组成。WES曲线方程为：Y=0.001293X1.85。进口宽11m，出口宽4.4m，孔长41.05m～41.22m，溢流面倾角33.0°至41.6°；表孔支撑大梁位于高程1868m～1885m之间，宽度5m～15.6m，梁跨度6.22m(下游)～9.5m(上游)，上游面1868m～1874m高程为1∶1.6反坡，其余上下游面基本为竖直面。支撑大梁跨中位置(即流道中心线位置)预留宽缝分二期浇筑，宽缝顶宽2.5m、底宽2.0m，宽缝内预留钢筋接头。

表孔主要包括表孔溢流面及支撑大梁混凝土施工，前期主要考虑支撑大梁为大体积悬臂结构，其承重排架需搭设在溢流面底部占压溢流面，同时支撑大梁上部混凝土施工会对溢流面造成损伤。表孔溢流面分二期浇筑，一期预留台阶，在支撑大梁底部溢流面一期混凝土预留的台阶上搭设承重排架，作为支撑大梁施工期的承重结构，待支撑大梁上部结构施工完成后，拆除排架再进行溢流面二期混凝土施工。经方案优化，在支撑大梁下部闸墩内侧预埋支撑桁架，同时加强溢流面成形后的保护，解决了支撑大梁支撑结构对溢流面的占压，及溢流面上部混凝土施工对其成形质量的影响。表孔溢流面一次浇筑成形，既确保了溢流面质量，相对于溢流面分二期浇筑又节约了工期。

2 表孔溢流面混凝土施工

2.1 结构布置

表孔溢流面由三段圆弧、WES曲线及两段直线组成，总长48.8m，进口起始高程1866.5m，堰顶高程1868m，采用C18040W15F300混凝土浇筑，按3m升层施工，共8仓。

2.2 模板施工

2.2.1 施工难点。泄洪表孔进口段为弧形，需要挂样架立模，溢流面两侧墙需要立异形模板，再加上多层钢筋网影响，立模、混凝土下料、振捣及抹面难度大。

2.2.2 溢流面圆弧段模板。圆弧段采用钢筋样架上铺设定型钢模板，样架采用三角钢筋柱支撑，在三角钢筋柱上焊接螺母，样架钢筋通过T形螺杆与三角钢筋柱连接固定。模板通过套筒螺杆与仓内拉条固定，定型钢模板在混凝土初凝前拆除，然后人工收面。

2.2.3 WES曲线段和直线段。此段坡度渐变，采用钢筋样架上铺设P3015组合钢模。样架采用三角钢筋柱支撑，在三角钢筋柱上焊接螺母，样架钢筋通过T形螺杆与三角钢筋柱连接固定。模板通过套筒螺杆与仓内拉条固定，模板在混凝土初凝前拆除，然后人工收面。在溢流面上部20cm，采用木板搭设收面工作平台。

模板预留下料口，尺寸为50cm×90cm。在混凝土浇筑至下料口并振捣完成后，采用加工成型的木模板封闭。

2.2.4 溢流面两侧边墙模板。闸墩边墙三角区内采用定型钢模板，三角区以外采用大型平面悬臂模板。

2.3 混凝土浇筑

2.3.1 分层。表孔溢流面按3.0m升层施工，在溢流面下游收仓时，利用超高模板形成不小于30cm的45°倒角。

2.3.2 下料。模板上预留下料口下料，浇筑时该部位优先铺料，以保证与仓面非结构部分同步上升。下料时须避开样架，以免造成样架移位、变形，下料高度控制在1.5m以内。

2.3.3 振捣。流道模板内撑内拉系统范围内设置红线区域，禁止大型设备进入。红线区域人工采用φ100mm和φ70mm高频振捣器平仓振捣，振捣棒与模板面保持同向倾斜，振捣作业应依次顺序进行，防止漏振；振捣中的泌水应及时刮除，不得在模板上开洞引水自流。

2.4 溢流面抹面

2.4.1 下部陡直段

下部陡直段(水平面夹角41.7°，斜长6.7m)坡度陡，作业人员需借助工作桥等辅助手段进行抹面。结合溢流面宽度，采用宽度为2.0m、2.7m、3.3m工作桥各1套。闸墩边墙侧桥台(L50角钢制作)，采用φ20mm圆钢制作挂钩挂于模板水平围檩上；横缝侧桥台(L50角钢制作)坐于模板边上，桥台底部φ12mm圆钢卡于模板插销孔内；工作桥与桥台采用M10螺栓连接。闸墩边墙侧桥台在每档水平围檩内，可调节3次高度，调节间距为20cm；横缝侧桥台每爬升1个模板插销孔，竖直方向上升10cm，可实现两端桥台水平。后浇块在横缝处无模板时，在溢流面上铺设一层麻袋片对溢流面进行保护，在麻袋片上放置桥台基座，桥台基座在顶部与仓面锚筋连接，侧面与模板围檩连接，以保证桥台基座不滑移。

混凝土接近初凝时，拆除模板，取出套筒螺栓，使用原浆回填后即开始抹面施工。首先使用刮尺对整个混凝土面来回刮刷，去高填低，使混凝土大面水平；然后再用木锉对局部不平整部位进行微调，使用水平靠尺对混凝土进行检查，不符合要求处再进行处理。最后使用铁抹进行收光处理。

为保证作业人员安全，避免施工器具、杂物下落危及下部施工，在流道下游面设置一道防护脚手架，满铺竹夹板，竹夹板与脚手架钢管采用铁丝绑扎，临横缝侧设置临时栏杆。

2.4.2 上部缓直段

上部缓直段水平面夹角为33°，宽5.47m～11.0m，斜长30.6m，该区域较缓，可直接作业。作业人员系戴安全绳、安全带，端部固定于上部模板围檩，并站立于组合钢模板上(与上部围檩、样架等连接，避免向下滑动)，以避免对局部混凝土扰动。收面流程同上。

2.4.3 WES曲线段

混凝土浇平样架上口，人工振捣，然后将直刮尺紧贴样架φ28mm钢筋上口，从下游向上游刮，使过流面成型；在混凝土达到一定强度且初凝前，拆除样架。为防止浇筑与收面位于同一段样架上，样架应分段架立，分段拆除，抹面形成一段即拆除一段；然后用混凝土原浆，将样架坑槽填实抹平，由人工抹面收光，同一截面的抹面工作同时进行。

混凝土手工抹面作业为三遍，第一遍是在全幅振捣整平后紧接进行，用抹子用力揉压平整，以柔压泛浆、压下露石、清除明显凹凸为主，达到去高填低、揉压出的灰浆均匀分布在混凝土表面为止；第二遍是在混凝土泌水后进行，间隔时间视气温情况而定，常温为2h～3h，以挤出气泡、将砂子压入板面、消除砂眼为主，使板面密实，并用直尺检查平整度；最后一次抹面要细致，着重消除板面残留的各种不平整印痕，同时加快板面水分蒸发。

2.4.4 进口圆弧段

溢流面进口圆弧段(高程1866.5m～1868.0m)，高1.5m，宽11m。在上游面、横缝面设置临空防护栏杆，收面工作人员站立于堰前及堰顶模板上进行抹面工作。

2.5 混凝土养护及保护

在进行抹面施工时，派专人现场管理，确保混凝土终凝前完成抹面施工。混凝土抹面结束后，采用覆盖麻袋洒水的方式养护，加强养护值班和检查，养护时间不少于28d。

溢流面抹面结束后，表面满铺1.5cm厚彩条保温被保护，保温被上部设置竹跳板压实，避免上部施工坠物损伤溢流面，再采用φ48mm钢管固定竹跳板。加固钢管间距为3m，钢管、竹跳板及彩条保温被采用结安螺母固定。

3 表孔支撑大梁混凝土施工

3.1 结构布置

表孔支撑大梁位于高程1868m～1885m之间，宽度5m～15.6m，梁跨度6.22m(下游)～9.5m(上游)，上游面1868m～1874m高程为1∶1.6反坡，其余上下游面基本为竖直面。支撑大梁跨中位置(即流道中心线位置)预留宽缝，顶宽2.5m，底宽2.0m，宽缝内预留钢筋接头。

3.2 表孔支撑大梁施工方法

3.2.1 支撑系统安装

支撑系统由底部工字钢、预埋型钢三角架、承重平台、承重排(桁)架组成。

底部工字钢型号为I20，提前三角架一仓预埋，工字钢伸入混凝土80cm，外露50cm，用于三角架预埋安装时的固定。

型钢三角架在工厂按设计结构加工，利用仓内汽车吊单榀吊装，间距0.75m，三角架顶部工字钢埋入混凝土长度1.5m；同时焊接适量的下拉锚筋分散应力，位置调好后与底部工字钢焊接，作为上部荷载的承重结构。

在三角架上铺通长的I10mm工字钢，间距为30cm～50cm，与三角架焊接形成承重平台，在承重平台上搭设支撑排(桁)架，形成模板的支撑系统。梁底部水平段采用φ48mm×3.5mm钢管排架支撑，横距0.5m，纵距0.5m，步距1.2m，在钢管顶部采用[6.3mm槽钢作为柱帽，柱帽上方水平放置钢管，确保立杆垂直受压，斜坡段采用型钢桁架支撑。支撑大梁采用组合钢模板，局部木模补缝，[12mm槽钢作为围檩(间距0.5m)。

3.2.2 施工期钢筋

表孔支撑大梁分层浇筑，下部已浇筑层需承受上部施工荷载，考虑到已浇筑层混凝土龄期较短，为提高施工期安全余度，在支撑大梁底部4仓仓面下30cm，布置一层施工期钢筋网：首仓配置φ36mm@20cm纵横向钢筋，其后3层施工期钢筋顺流向按φ32mm@50cm、横向按φ36mm@20cm配置、层距150cm；在大梁顶部1883.2m、1883.4m高程，增加施工期钢筋，配筋同下部3层施工期钢筋；同时，为加强上下浇筑层的连接，在支撑大梁施工缝面预埋φ25mm钢筋，L=1m，间排距75cm×75cm。

3.2.3 混凝土施工

表孔支撑大梁前4仓按1.5m升层浇筑，此后按3.0m升层浇筑，全部采用二级配混凝土，缆机直接入仓，人工平仓、振捣，下料时严格控制下料高度和混凝土坯层厚度，对模板周边进行复振。