观音岩水电站尾水扩散段施工工艺

吴 蕾，娄红兵，谢 越

(中国水利水电第七工程局有限公司观音岩项目部，四川 攀枝花，617012)

观音岩水电站尾水扩散段施工工艺

吴 蕾，娄红兵，谢 越

(中国水利水电第七工程局有限公司观音岩项目部，四川 攀枝花，617012)

观音岩水电站尾水管扩散段结构体形复杂，混凝土外露面为过流面，混凝土表面质量要求高；尾水扩散段各个边角均为圆弧形。施工难点在于模板配置设计及过流面质量控制。本文主要介绍了该电站尾水扩散段施工的相关经验，总结了它的施工技术要求及施工方法。

观音岩水电站 尾水扩散段 定型钢模板 混凝土施工

1 工程概况

观音岩水电站位于云南省丽江市华坪县与四川省攀枝花市的交界处，上游接鲁地拉水电站，下游距攀枝花市27km,是金沙江中游河段唯一的界河电站。该电站是金沙江中游河段“一库八级”水电开发方案的最后一个梯级，也是除龙盘外8个梯级电站中在建的最大工程。水电站为一等大(1)型工程，以发电为主，兼顾防洪、供水、库区航运及旅游等综合利用效益。电站水库正常蓄水位1134m，正常蓄水位以下库容为20.72亿m3，调节库容5.55亿m3，装机容量3000(5×600MW)MW。

观音岩水电站主厂房下游侧尾水扩散段，单孔最大宽度为11.58m，高度范围为6.10m～10.27m，呈倒坡状，底板坡度为5°，顶板坡度为13.8°，各个边角均为圆弧形，最大圆弧半径3.077m，最小圆弧半径0.887m。尾水扩散段缓坡面顺接肘管底板，按5°坡将机组尾水导出至尾水渠。该尾水扩散段范围为坝横0+159.600m～坝横0+196.600m，高程983.00m～985.52m,总长37m，高差为2.52m，该部位混凝土标号为C2825W8F100。

2 尾水扩散段混凝土施工

2.1 施工重点及难点

(1)尾水扩散段混凝土体型较复杂，边角处含渐变段圆弧型，需采用定型模板和普通钢模板(或宝丽板)进行拼装，安装难度大；

(2)尾水扩散段孔宽度和高度较大，且采用现浇混凝土施工，满堂脚手架支撑，脚手架施工量大，且底板和顶板为斜坡和曲面，施工难度大，安全要求高；

(3)尾水扩散段钢筋较多，备仓时间较长，且施工工艺比较复杂，影响混凝土浇筑施工效率；

(4)尾水扩散段为过流面混凝土，高差大，需分多层进行施工，施工质量要求高。

2.2 施工方案选择

尾水扩散段坝横0+160.00m～坝横0+189.05m采用满堂架作为模板支撑，根据现场尾水扩散段部位的分层方式，顶板处混凝土最大厚度为3.0m。

混凝土浇筑及材料运输，主要采用仓内布置的皮带布料机进行入仓，并用下游布置的1台M900型塔机、1台MQ900B门机及1～2台混凝土泵辅助施工。

2.3 排架参数设计

现以观音岩水电站3#机尾水扩散段承重排架为例进行结构设计。

尾水扩散段坝横0+161m～坝横0+189.05m顶板为斜坡状，坡度13.8°，采用满堂钢架管承载孔顶模板，确保孔顶混凝土浇筑。组合钢模板下部为纵横向双层D-1空心方钢(边长A100mm，臂厚S=5.0mm)支撑，下部设相应型号的调节螺杆，便于安装和拆卸模板。下部排架钢管采用φ4.8×3.5mm无缝焊接钢管，搭设参数为0.75m×0.75m×1.0m(横距×纵距×层高)，其顺水流方向和垂直水流方向每隔3m设剪力撑稳固排架。厂房尾水扩散段承重排架支撑如图1所示。

图1 厂房尾水扩散段承重排架支撑示意

2.4 混凝土浇筑施工方法

2.4.1 满堂架施工

在孔底混凝土面通过测量定位立杆位置→铺放调平槽钢→摆放横杆→逐根树立立杆并与横杆扣紧→安放第二步横杆并与立杆扣紧→加设抛撑或剪刀撑→安放上部横杆并与立杆扣紧→接长立杆→增设横杆并与立杆扣紧→安装顶托→安装方钢→安装顶板底模。

2.4.2 模板施工

尾水扩散段曲面部位采用定型钢模板，平面部位组合钢模板及大模板。

组合钢模板采用P1015+P3015+6015模板构件拼装，模板之间采用“U”扣连接。模板与模板之间，以及模板与周边已浇混凝土紧密相接，留有的缝隙用止浆带封堵，保证施工过程中不漏浆。

安装模板前，先对下层混凝土进行插筋预埋，间排距为1.5m×2m、φ25mm、L=0.3m。安装模板时外侧采用方木或φ48mm架管作围囹，内侧采用φ28mm、φ12mm作支撑筋、拉筋，固定模板。

大面混凝土面部位采用3m×3.1m悬臂大模板，严格按照厂家提供的安装操作作业指导书进行安装。

2.4.3 钢筋施工

钢筋施工按照设计蓝图进行，混凝土保护层为100mm，钢筋超过极限长度时进行搭接焊连接，搭接长度单面焊不小于10d，双面焊不小于5d，500mm区段内钢筋的接头面积不超过50%，钢筋锚固长度不小于40d。具体的制作和安装符合相关规范要求。

2.4.4 混凝土分层分块处理

在每仓混凝土浇筑前，首先在上一仓水平施工缝处铺一层比浇筑混凝土标号高一号的水泥砂浆(厚30mm)，并细致捣实，使新旧混凝土紧密结合。在仓号收盘混凝土终凝后，采用高风压水对混凝土面冲毛处理。为避免浇筑过程中存在尖角、棱角、接缝不良等而出现应力集中、脱壳等现象，导致冲刷、气蚀等结构破坏，将中游段、下游段各分成3块进行施工，首先施工中部混凝土，再施工两侧墩身混凝土。具体分层分块调整如图2所示。

图2 尾水扩散段分层分块示意

2.4.5 混凝土分缝处理

施工缝设键槽，插筋参数为φ28@500mm，L=1m，外露0.5m。

2.4.6 混凝土拌和及运输

混凝土主要由右岸拌和系统、左岸HL90拌和系统供应，其拌和标准完全符合规程规范要求。混凝土水平运输主要采用25t自卸汽车沿规划的施工道路运输至工作面，垂直运输主要是布料机、M900塔机、MQ900B门机及混凝土泵。

2.4.7 混凝土入仓

采用台阶法铺料，浇筑层厚为50cm，从短边一端向另一端铺料，边推进边加高，逐步向前推进并形成明显的台阶，直至把整个仓号浇筑到收仓面。浇筑按从下游到上游的方向进行。仓号内注意薄层平铺，认真平仓，防止骨料分离；加强振捣，注意层间结合，确保连续浇筑，防止出现施工冷缝。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；浇筑过程中注意观察，巡视模板、支撑排架的变形情况，发现异常及时处理。

入仓强度分析。最大厚度为3m，采用台阶法浇筑，仓面宽度为18m，每坯层厚度为50cm，计算时取7层，则混凝土入仓强度为：(18m×7×0.5×2)/4h=31.5m3/h，配备1台皮带布料机，及门塔机协助入仓，则入仓强度为100m3/h～120m3/h>31.5m3/h，满足入仓强度要求。

2.4.8 混凝土平仓振捣

平仓采用插入式振捣器插入料堆顶部振动，使混凝土液化后自行摊平，利用振捣器高频低振幅的振动，使塑性混凝土液化，骨料相互滑移，砂浆充填骨料间的空隙。

振动棒的操作做到“快插慢拨”，振捣棒移动间距应小于50cm每一振点的延续时间以表面呈现浮浆为度，为使上下层混凝土结合成整体，振捣器应插入下层混凝土5cm。

2.4.9 混凝土养护

连续养护不少于28d，用于养护的设备应处于常备状态。混凝土表面用湿养护方法，养护期间连续保持表面湿润，养护用水应清洁。在顶部表面混凝土能抵抗水的破坏之后，立即覆上持水材料使其表面保持潮湿状态。对于侧面混凝土让养护水流从混凝土顶面向模板与混凝土之间的缝渗流，以保持表面湿润，水养护应在模板拆除后继续进行。混凝土温控措施从略。

2.4.10 模板及满堂架拆卸

(1)不承重的侧面模板，在混凝土强度达到3.5MPa以上，能保证表面及棱角不因拆模而损坏时，才能拆除；

(2)支撑顶部混凝土的承重模板，在混凝土的强度达到100%后才能拆除；

(3)拆模板及满堂架时，先松开模板下的调节螺杆，再取出空心方钢，然后拆出顶部钢模板；

(4)利用模板下操作平台，及时对顶拱及周边混凝土表面缺陷进行填补和修饰；

(5)应清除脚手架上杂物及地面障碍物，脚手架拆除顺序为：杂物——剪刀撑——横杆——立杆。拆除作业必须由上而下逐层进行，严禁上下同时作业；

(6)严禁直接抛掷拆卸的架管和连接件至地面，以防混凝土面受到破坏。

3 尾水扩散段底板流道面施工

3.1 流道面外观质量控制

根据尾水扩散段底板流道面坡比的设计特点，为更好控制底板混凝土表面平整度，确保混凝土浇筑的外观质量满足设计要求，采取如下施工方法：

3.1.1 收面钢筋架立

在顺水流方向，采用φ16mm圆钢做收面控制钢筋，将收面钢筋架立在底板混凝土结构线外，并与底板结构混凝土表面相切，并用φ25mm架立筋固定。过流底板宽度为11.58m，按约1.45m宽划分收面条带，共计分为8个条带。

3.1.2 收面工艺

过流面混凝土浇筑到位并完成振捣后，先用滚筒粗抹出少许浆液，再用铝合金刮尺对已浇筑混凝土(未初凝前)面进行削面，使坡比达到设计值，最后采用人工抹光过流面。

用铝合金刮尺进行削面时，以收面钢筋为滑轨，刮尺与铅垂方向成45°角，从上游向下游单方向刮面，重复5～6次，力度适中，防止刮板未在滑轨上移动，发生浮托，影响收面质量。

3.1.3 划分收面单元

由于坡面上游低下游高，混凝土浇筑采用从上游向下游台阶法浇筑，坯层宽度为2m,然后按扩散段底板中心线划分长度,使收面单元面积控制在2m×3m范围内。

3.1.4 收面钢筋拆除

收面钢筋拆除与混凝土收面需在2h～3h内完成。收面钢筋拆除主要采用电焊切割架立筋的超出底板部位，在混凝土初凝前的1h～2h内，分段取出收面钢筋(收面单元)，再迅速光面。

3.1.5 测量监控

在收面过程中，测量应实时跟踪，对已收面混凝土表面加密打点进行修正，确保底板混凝土表面满足设计要求。

3.2 雨季及高温时段施工

3.2.1 当降雨强度>0.3mm/6min时，混凝土不得开仓浇筑。已开仓浇筑的应立即中止混凝土入仓作业，已入仓的混凝土应将表面覆盖以防止雨水进入混凝土，并应尽快将混凝土平仓捣实。

3.2.2 在混凝土浇筑过程中降雨强度≤0.3mm/6min时，可继续浇筑，但应采取下列措施：

(1)适当减少混凝土拌和用水量和出机口混凝土的坍落度，必要时适当减少混凝土的水胶比；

(2)加强仓内排水和防止周围雨水流入仓内；

(3)做好新浇筑混凝土面尤其是接头部位的保护工作；

(4)降雨停止后混凝土恢复浇筑时，如果表面的混凝土尚未初凝，则应按监理指示对混凝土表面适当处理后重新浇筑混凝土，否则应待混凝土完全凝固后按施工缝进行处理。

3.2.3 有抗冲耐磨和抹面要求的混凝土不得在雨天施工。

3.2.4 在浇筑过程中，遇大雨、暴雨，应立即停止进料，已入仓混凝土应振捣密实后遮盖。雨后必须先排除仓内积水，对受雨水冲刷的部位应立即处理；如混凝土还能重塑，应加铺接缝混凝土后继续浇筑，否则应按施工缝处理。

3.2.5 及时了解天气预报，合理安排施工。

3.2.6 当日平均气温等于或高于25℃时，应大幅度削减层间间隔时间，采取防高温、防日晒、调节仓面等措施，防止混凝土在运输、摊铺和振捣时，表面水分迅速蒸发散失。

3.3 混凝土浇筑质量保证措施

3.3.1 加强工序施工“三检制”和验收会签制。混凝土施工前，先由工程技术部负责技术交底，技术负责人在施工班组完成自检、互检和交接；质检员认真对模板分项工序进行复查，须严格执行报验程序。

3.3.2 制定质量奖罚制度，落实质量责任制。由工程技术部组织作业队、质量部对该层混凝土进行检查和考评，依质量优劣情况奖罚。

3.3.3 质检员、试验员应测定每次混凝土的坍落度，检查混凝土的和易性，若发现不符合要求的，立即调整。

3.3.4 夜间施工必须保证足够的照明度，配齐灯具和手电筒。

3.3.5 施工过程中必须严格按方案加固模板，认真检查、严格控制混凝土下料高度，要分层进行浇筑。上层振捣时，振捣棒插入下层深度不能过大(要求为5cm)，否则易造成胀模或跑模。在混凝土浇筑过程中，应派专人看模，随时观察模板支架情况，当发现有变形、位移时应停止浇筑，加固调整后方可继续施工。

3.3.6 混凝土施工中若发现蜂窝、麻面、漏筋、孔洞等缺陷时，不得私自处理，必须经过技术部门会同设计、监理等有关单位研究后再行处理。

3.3.7 施工中不能用重物冲击模板，不在模板吊帮上蹬踩，保护模板的牢固和严密。

3.3.8 混凝土浇筑完成表面待结硬后(采用手按法检验)，方可上人放线施工，对于刚浇筑完的部位应设标识，不得在其上堆物和走人。已浇混凝土必须待其强度达到1.2MPa后，方准在其面上安装结构所用的支架和模板。

4 结语

观音岩水电站利用该方法进行尾水扩散段的混凝土浇筑，施工顺利，尾水扩散段体型尺寸精度高，模板间接缝数量少、底板、侧墙、顶板外观质量好，杜绝了过流面常见的质量缺陷。所在工序质量均达到要求，施工质量满足规范要求。这充分说明，通过上述施工方法进行的施工是可靠、可行的。

TV544：TV732.8

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2095-1809(2016)03-0039-04