预制混凝土底板在汾河流域生态修复工程中的应用

王新宇

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

预制混凝土底板在汾河流域生态修复工程中的应用

王新宇

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

预制液压坝底板首次在汾河流域生态修复工程中的应用，可解决冬季施工可能造成混凝土质量的问题。采用预制底板，实现了标准化、工厂化、规模化，达到了提高工程质量、加快工程进度、保证施工工期的目标，可供类似工程借鉴和应用。

生态修复；液压坝；预制底板；冬季施工；汾河流域

1 概况

汾河中游核心区干流蓄水工程为汾河流域生态修复项目的一部分，主要任务为通过在河道内设置蓄水闸坝，抬高河道水位，拦蓄洪水，为堤外蓄水湿地提供水源，同时河道内形成蓄水水面，增补地下水，改善周边生态环境，再现大河风光。

本工程在中游核心区干流上共布设液压坝15座，总长度3 876 m。其中，滩地上2 m高的液压坝总长2 826m，占72.9%。液压坝工程施工占线长、工程量大、质量要求严格，为保证液压坝工程能在来年具备度汛条件以及确保工程质量和总进度要求，经研究确定对占多数的滩地2m液压坝底板进行冬季施工，采用标准化设计、工厂化预制和现场装配化安装。

2 预制液压坝底板设计

根据液压坝底板预埋件和油管路的布置，以及液压坝的稳定要求，底板设计厚度为1.5m，顺水流方向长5.5m。相应单扇6.0m宽的坝底板拟采用两块预制，为了保持坝底板的整体性，结合启闭设备二期预埋件的布置，每块预制件宽度为2.55m，中间预留0.9m宽的后浇带。

2.1 方案比选

方案一：实体预制件。每块预制件厚度1.5m，宽度2.55m，块间预留0.9m宽的后浇带。单块重45 t。

该方案的优点是：预制件占总底板的比例为72.7%；结构整体性强；施工速度快。缺点是：构件重量大，制作运输成本高；需要的吊装设备大；由于安装误差，完工后表面平整度较差。

方案二：空箱预制件。每块预制件厚度1.2m，表层0.3m厚的后期现浇，块间预留0.9m宽的后浇带。单块重27.9 t。

该方案的优点是：构件重量轻，运输成本低；需要的吊装设备小；完工后表面较为平整。缺点是：预制件占总底板的比例为39.2%；构件为箱体结构，应力分析复杂；后期现浇时需预留油管路槽等，施工工艺复杂。

经综合比较，考虑到后期基础表面平整度、后期适应变形的能力以及吊装运输的复杂性，最终确定采用空箱预制件方案。

2.2 预制底板结构设计

结构计算采用弹性地基梁计算理论。

计算工况：每块液压坝底板建成后按两块预制底板与表层0.3m厚现浇整体化混凝土层及块间0.9m宽后浇混凝土整体受力进行设计；预制厂成品后的结构计算；运输吊装时结构计算。

经计算，预制底板顺水流方向长5.5m，垂直水流方向长2.55m，单个预制底板重27.9 t。预制底板基本为空箱结构，底板厚度0.3m，侧壁厚度0.3～1.4m。

每块预制件设置4个吊环，采用直径34mm的圆钢制作（严禁使用冷加工钢筋），埋入预制件的深度应不小于30 d，并焊接在钢筋骨架上。上游侧吊环距构件上游端2.5m，下游侧吊环距构件下游端2.43m。

2.3 主要材料

混凝土强度等级采用C30，抗渗等级W6，抗冻等级F150；钢筋采用HRB400和HRB235钢筋。

2.4 施工要点

为使后浇混凝土与预制底板紧密结合为整体，预制底板表面必须凿成凹凸不小于6 mm的粗糙面，0.1m×0.1m面积中不少于1个点，以利于新旧混凝土的良好结合。起吊时尽量使每个吊点同时均匀受力。预制底板的混凝土强度达到设计强度的70%时方可起吊，达到100%时才能运输。对于油管路槽、大小液压缸、预制底板间、后浇带连接的钢筋，在预制底板时应注意相应的位置，并要求预先埋入预制底板内。

3 滩地液压坝地基处理

根据地勘资料，液压坝基础坐落在粉砂和低液限粉土上，本工程地质区为液化场地。为满足地基承载力、消除地基震动液化，地基处理措施如下：

为满足坝基冬季施工的要求，考虑防渗体系的可靠性，结合地基土的特性，坝体段采用围封处理地基液化，并兼作防渗墙的形式，即垂直河道方向设两（三）道垂直防渗墙（多轴搅拌水泥土地连墙）伸入相对不透水层0.5m，深4～15m；与顺河道方向间距6m的水泥土地连墙形成网格状围封结构，围封顶部换填500mm厚的碎石垫层，上部为100mm厚的C15素混凝土垫层。

4 预制底板吊装、运输、安装

4.1 预制底板吊装

在预制工厂，采用龙门吊将预制底板吊装上车，吊装时一定要严格按照设计的标准吊点进行，依次从预制底板存放区进行吊装作业，吊装过程中应注意加强成品保护，避免损伤预制底板。

4.2 预制底板运输

预制底板的运输采用平板拖车进行，要求根据施工进场道路、施工便道实际情况选择适当吨位的平板拖车，应提前组织好施工便道的维修和保养工作。

4.3 现场安装

现场安装尽量采用80～100 t履带吊车，以利用履带吊车在吊装过程中能自由移动的特点，实现预制底板的准确定位。为保证预制底板底面与其下C15素混凝土垫层充分接触，同区域内预制底板的吊装应连续进行，在基础C15素混凝土垫层未完全凝固前，将预制底板吊装完成。

5 结语

汾河流域生态修复建设项目增多、任务重、时间紧，尤其是河道内壅水闸坝工程，多数要求在一个枯水期完成，即在第二年汛前建成并安全度汛，故不少工程必须安排在冬季施工。本工程设计具有一定的创新性，预制底板实现了标准化、工厂化、规模化，达到了提高工程质量、加快工程进度、保证施工工期的目标，可供类似工程借鉴和应用。

TV213.2 ［

］C ［

］1004-7042（2016）09-0046-02

王新宇（1979-），男，2006年毕业于太原理工大学水利水电工程专业，工程师。

2016-07-12；

2016-08-17