黄登水电站表孔溢流面二期常态混凝土6m升层施工工艺探析

卢耀锋

【摘要】黄登水电站设计有3个泄洪表孔，分布在8-11坝段跨8#、9#、10#横缝布置。泄洪表孔上下游净距离为132.5m，由上游反弧段、堰顶曲面段、过渡段、上游斜直段、下游反弧段和下游斜直段六部分组成，中墩宽度为5.0m，边墩宽4.5m，3个泄洪表孔流道宽均为15m。沿流线方向设有两个门槽底坎、侧墙折流器、掺气坎、半径为80m和40m圆弧相接形成的反弧段和下游燕尾挑流段。下游斜直段高程EL1520.696以下為扩散式泄流结构，最大宽度为13.0m。泄洪表孔体型多变，结构复杂，施工工艺局限性大，施工难度大，加之溢流面属于高速水流面，因此如何在昼夜温差大、高温季节降雨量大等不利气候条件下防止出现温控裂缝，确保行表孔二期常态混凝土快速施工是本工程施工难点。

【关键词】泄洪表孔；溢流面二期；6m深层；平整度

1、概述

黄登水电站位于云南省怒江州兰坪县境内的澜沧江上游河段，是澜沧江上游曲孜卡至苗尾河段规划八个梯级中的第六级，上游与托巴水电站相衔接，下游为大华桥水电站。坝址距营盘镇公路里程约12km，距兰坪县城约67km，距昆明市约631km。

大坝泄洪表孔坝段二期施工主要为8#-11#坝段3m厚溢流面及5m宽中墩常态混凝土浇筑，其中过流面面层、中墩、边墩外侧1m范围均浇筑C9050W8F150抗冲耐磨混凝土，其余为C2825W8F100常态混凝土浇筑。依据黄登水电站2017年下闸蓄水节点：10月底完成8#-11#坝段高程1610.0m以下混凝土浇筑之要求，单一依靠一台30t缆机和一台M1500塔机按传统施工方式不利于节点工期的顺利实现，加之2017年下半年也是泄洪底孔事故门、工作门等金属结构安装的高峰年，经综合考虑分析研究，拟在桩号坝横0+43.64m设置临时施工缝作为分界线，分上、下两段同时采用6m升层浇筑的方式进行施工。另外，黄登（B）版技术要求溢流面“严格按照1m范围内的凹凸值在5mm以下；顺水流向坡度不陡于1：30，垂直水流向坡度不陡于1：10”。故须通过整合现有施工资源、合理规划布置入仓手段、改进施工工艺、加强组织管理和加强施工人员培训等措施，保证混凝土外观体型达到优良标准，混凝土温控达到设计标准，确保二期混凝土施工能正常有序的进行。

2、总体规划

2.1 浇筑手段

⑴ 表孔坝段二期仓面模板起吊、施工材料垂直吊运手段主要为1#缆机、2#缆机和坝后M1500塔机。

⑵ 坝后M1500塔机覆盖范围为坝横0+69.0m～0+209m，是表孔坝段下游段二期混凝土中墩浇筑的主要入仓手段；1#缆机主要负责8#-11#坝段坝横0+18.81m～坝横0+86.5m范围溢流面3m厚常态混凝土及表孔中墩浇筑；2#缆机作为补充浇筑手段以保证临时施工缝上、下两段浇筑强度。

2.2施工分层

表孔坝段二期常态混凝土分坝段，按上下两段同时进行施工，浇筑分层一般为6m。

如遇体型变化或浇筑薄层位置时视情况须局部做1：4缓坡做超欠浇处理。

2.3 施工缝设置

桩号坝横0+43.64施工缝上游段中、边墩随大坝主体同时施工，但须在泄洪表孔中、边墩与溢流面混凝土间施工缝，为保证临时施工缝水平铜止水与下游段施工缝铜止水有效连接，在中、边墩桩号坝横0+43.64高程1563.17m位置提前预埋铜止水“丁字”接头；另在桩号坝横0+18.18预留台阶，距施工缝面50cm位置须预埋一道水平止水铜止水（δ=1.8mm）；确保对接焊缝质量。

2.4人员配置

⑴ 要求表孔坝段二期施工人员必须独立，不得参与除二期施工以外的其他施工任务，尤其严格落实仓号重点部位人员定岗定责；安排有经验带班人员组织施工，钢筋、模板、振捣、抹面人员必须经过培训后方可上岗作业；在仓号备仓、浇筑过程中，协作队伍第一负责人必须随叫随到，督促落实有关问题整改；

⑵ 大坝溢流面二期混凝土浇筑时，浇筑队必须安排一名有丰富施工经验的管理人员进行仓面组织及指挥协调。

⑶ 在备仓过程中二检、三检人员应加强巡视力度，对不符合质量要求和技术标准要求的事项及时督促落实整改，避免返工。

⑷ 每仓开仓之前由质量办对仓面资源配置情况进行检查，并进行详细现场交底。

3、模板安装方法

翻升模板

表孔中、边墩均采用3m*3m翻升模板。翻升钢模板的安装与拆除严格按照翻升模板操作规程执行。必须确保模板支撑架都能有效对接，连接销必须全部配置齐全，支撑架丝杆必须完好且能正常调节高度；

首次采用翻转模板安装浇筑常态混凝土时，采用内拉内撑方式加固，浇筑升层不应大于3m；当浇筑升层3m

⑵ 溢流面翻模

溢流面主要利用组合钢模板，采用翻模工艺施工，一般为：底口为P3015模板打底“P1015+P6015+P1015+P6015……”形式进行模板配置，但需保证模板上口高出设计收面高程至少30cm，以确保1：4倒角成型；模板围柃拟采用四方管（50*50*4mm）或【8槽钢。

4、模板加固质量保证措施

4.1 翻升模板加固质量保证措施

⑴ 模板和支架材料在设计制作优先选用钢模板及钢支撑，使其刚度、表面平整度及密封性满足要求。

⑵ 模板安装时，每层模板均采用测点放线控制统一的高程及安装角度，以保证模板安装满足表孔中墩体型要求。保证模板下口及模板拼缝严密，浇筑不漏浆。立模时要逐层校正上下层偏差，以免产生错台。预埋在下层混凝土中的套筒螺栓、预埋环等锚固件位置准确，锚固可靠。模板立模完成后质检人员应对模板接缝、拉杆布置等进行检查，以保证模板安装符合质量要求。

⑶ 对同一部位上下层模板采用同一厂家生产模板，以避免模板出现偏差。

⑷ 为保证模板调节丝杆在浇筑前均处于受压状态，模板校正时先将模板调节向外3-5cm左右，再通过调节丝杆将模板校正。

⑸ 在浇筑过程中安排专人（二检和模板工）看护检查模板，单仓看模人员不少于2人。

⑹ 模板采用内拉加固时，模板末端采用8mm厚的钢垫板并且使用双螺帽。

⑺ 相邻模板之间拼缝连接U型卡数量不少于5个，模板四角必须安装。

⑻ 翻升模板设计为下层模板支撑受力，3m升层模板在调节丝杆调整到位的情况下不需要设置拉杆，6m升层时在3m以上浇筑时底部3m范围混凝土未完全终凝，为加强预埋爬锥强度，在爬锥上增加2排拉杆，针对拉杆未拉紧的情况，现场将爬锥后退，后部增加垫板已达到拉杆受力状态。

⑼ 针对6m升层浇筑时，每浇筑3层（按50cm分层），由测量队复测模板一次，并对测量结果进行复核矫正，以确保混凝土外观体型。在模板周边卸料或推料时安排专人看护，严防因拉杆挤压变形造成模板变形。

⑽ 混凝土浇筑过程中，设置专人负责检查盯仓，紧固拉杆螺栓，防止模板跑模。模板周边采用人工振捣的方式。

⑾ 模板拆除根据不同部位，在混凝土达到规定的拆模强度后才能拆除，拆除时要采用措施不损伤混凝土及模板。

⑿ 拆模时要爱护面板，严禁野蛮拆卸，防止硬物打击或划伤面板。拉杆外漏端头不得使用电焊割除须用手持式切割机割除。

⒀ 模板拆除后要用电动钢刷或小铲对面板的水泥浆进行认真清理，并涂刷好脱模剂。

⒁ 在仓号开盘前，对调节丝杆要进行逐个排查，使均处于受压状态；对模板连接附件必须配套，插销及调节螺栓要有效连接牢固，以避免模板出现偏差。

4.2翻模模板加固质量保证措施

经过前期对溢流面施工工艺的研究和总结，影響抹面效果的主要因素为：第一、卸料冲击拉杆对模板的扰动；第二、模板样架割除再回填，人为对溢流面的破坏。

为减少因卸料冲击拉杆对模板平整度的影响，拟采用减少或取消拉杆的方式施工，即首先在保证钢筋网保护层的情况下确保第一层钢筋网刚度，利用螺杆与钢筋网焊接加固模板，具体为首先在保证钢筋保护层的情况下横（竖）向加长L型钢筋（1m*1m，与一期预埋插筋焊接牢靠）与上层钢筋网有效焊接，并与下层钢筋网点焊加固。为保证上层钢筋网整体刚度，上层钢筋网应该全绑扎或电焊。

传统工艺在拆除模板样架时会严重破坏溢流面，这也是影响抹面效果的主要因素，因此拟采用以下方式进行施工：立模方式沿用前期施工方法，即经测量队打点后布置角钢模板样架（带调节螺杆）再立模，角钢样架利用钢筋网加固牢靠；根据模板配置布置40mm方钢或[8槽钢模板围柃，加固螺杆及拉杆套筒，加固螺杆应为带弯钩型式与钢筋网焊接；如需要，在模板复测过程中上下调节角钢样架，再次紧固拉杆套筒以使模板达到设计体型要求；在角钢样架左右利用带椎体带弯钩螺杆做模板支撑点与钢筋网电焊牢靠以固定角钢样架，其中一排椎体必须要顶在角钢样架内侧，以防样架脱落，并用红漆标识点位方便抹面时取出；最后，除椎体拆除角钢样架其它所有加固支撑杆件；至此模板加固完成。

在浇筑过程中安排专业木工加强监护，在每坯层抗冲耐磨混凝土覆盖后振捣前，利用手动葫芦及时提升角钢样架并随时紧固螺栓；加强抗冲耐磨区二次振捣；

浇筑溢流面时控制拆模时间在3～4小时为宜（可视来料情况适当调整）；必须安排有经验人员抹面，对不合格抹面人员一经发现立即更换；椎体螺杆须保证低于设计体型以下至少2cm。椎体在翻模时取出。

5、混凝土浇筑6m升层温控措施

依据黄登水电站抗冲耐磨混凝土原材料及温度控制施工技术要求，结合6m升层浇筑阶段高温季节大坝混凝土温度控制实际情况，制定了专项温控措施：

⑴ 尽量避免高温时段浇筑混凝土，应充分利用早晚及夜间气温低的时段浇筑， 6m升层常态混凝土浇筑时应控制浇筑强度。

⑵ 加强施工管理，尽可能减少 转运次数；缩短运输时间，避免混凝土运输车辆在卸料点长时间等候；混凝土 运输机具必须设置防雨、防晒设施，避免混凝土暴晒，并防止降雨改变混凝土配合比；高温季节自卸车应做保温措施，以避免天气、气温等因素影响混凝土温度上升。

⑶ 低温季节（10月份～翌年3月份）混凝土浇筑温度控制按不大于15℃控制，高温季节（4月份～9月份）混凝土浇筑温度控制按不大于15℃控制。

⑷ 高温季节（4月份～9月份）浇筑过程中在混凝土振捣密实后立即覆盖等效放热系数β≤15kJ/（m2.h.℃）的保温材料进行保温，在上一坯层浇筑前逐步揭开。混凝土坯层间隔时间： 4月份～9月份不应大于5小时，宜控制在4小时以内；10月份～翌年3月份不应大于6小时。

⑸ 每个仓面均配置2台小型喷雾机进行仓面喷雾降温形成仓面小气候，喷雾时水分不应过量，要求雾滴直径达到40μm～80μm，以防止混凝土表面出现积水。亦或采用喷毛枪进行人工喷雾。

⑹ 控制混凝土层间间歇期不少于5d，同时应避免产生老混凝土

⑺ 在混凝土内埋设冷却水管进行通水冷却，冷却水管间距按照1.0m（间距）×1.5m（层距）布置，浇筑6m升层的仓号共埋设3层冷却水管。对上引管进行重点保护，防止阻塞影响通水。

⑻ 二期混凝土下料浇筑即开始第一期通水冷却，一期通水水温为12℃～16℃，且一期冷却进口水温与混凝土最高温度之差不超过25℃，水流方向每24h变换一次。一期通水连续通水冷却时间不少于20天，并连续进行，最大降温速率每天不超过0.5℃，通水流量为 1.5m3/h～2.0m3/h；最高温出现一天后控制通水流量宜不超过1.5m3/h；一期通水冷却结束时应进行进行全面的闷水测温，以确定冷却效果是否达到要求，若未达到要求应继续通水，直至达到要求。

⑼ 预埋电子自动温度计对二期混凝土进行监控。

⑽ 仓号混凝土养护一般应在混凝土浇筑完毕后12～18h及时采取洒水或喷雾等措施养护，使混凝土表面经常保持湿润状态。对于新浇混凝土表面，在混凝土能抵抗水的破坏之后，立即覆盖保水材料或其它有效方法进行养护。混凝土所有侧面也应采取挂花管的方法进行养护。养护工作安排专人负责，保证表孔混凝土永久表面持续保持潮润状态。

⑾ 养护对抗冲耐磨混凝土尤为重要，混凝土浇筑抹面结束后应立即养护，采用喷雾等手段，以防止由于早期失水过快产生塑性裂缝，过1～2天后改用土工布覆盖并洒水养护，既防干缩又防寒潮冲击，并采取常流水养护，标准是使其表面始终处于饱和水潮湿状态，养护期不少于28天。

⑿ 对溢流面平整度进行测量后用竹夹板覆盖前防止坠物或打击破坏溢流面。在拆模过程中合理安排拆模时间，防止拆模时破坏混凝土面。

6、总结

㈠ 溢流面施工工艺改进在实际施工中取得了实效，实现了溢流面“1m范围内的凹凸值在5mm以下；顺水流向坡度不陡于1：30，垂直水流向坡度不陡于1：10”之要求。

㈡ 6m升层浇筑可有效缓解生产压力，减少备仓循环次数，节约施工时间，减少辅材投入，有效降低施工资源投入，进而从源头上为顺利实现节点目标，亦可达到减亏增效的目的。