北川开茂水库大坝面板混凝土施工及质量控制

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(中国水利水电第十工程局有限公司，成都，610072)

1　工程概况

开茂水库位于四川省绵阳市北川羌族自治县安昌镇境内，主坝采用钢筋混凝土面板堆石坝，坝顶高程612.0m，河床堆石区最低建基面高程556.0m，最大坝高56.0m，坝顶宽度6.0m，坝轴线长约357.35m，坝顶设1.2m防浪墙。上游坝坡1∶1.4，下游坝坡1∶1.4，下游坝坡在585.0m处设3.00m宽马道。下游原地面高程571.0m，坝体埋在地面下12.0m～15.0m，坝体浸润线较高，混凝土面板下游侧设垫层区和过渡区，水平宽度分别为3.0m和4.0m。主坝分区自上游而下依次为坝体盖重区、上游粘土铺盖区、混凝土面板、特殊垫层区、垫层区、过渡区、堆石区、下游护坡。

2　混凝土面板施工

主坝混凝土面板设计坡比1∶1.4，设计厚度为35cm，采用二级配混凝土，设计标号C25W10F100，塌落度为50mm～70mm，面板钢筋为单层双向配筋。主坝面板设计分块共计30块，其中12m宽面板28块、10.84m宽面板1块、18.19m宽面板1块，面板分块总长1436m，混凝土总计7418m3，钢筋总计425.45t。面板分缝总长为2571m，其中张性缝长度为1218m，压性缝长度为540m，周边缝长度为437m，防浪墙底水平缝长度为376m。

面板堆石坝混凝土浇筑施工要点主要分为以下几方面：钢筋制安、模板安装、混凝土拌制、混凝土浇筑等。施工技术人员只有严格把握混凝土浇筑施工要点，才能保证混凝土浇筑施工的规范性、专业性，抑制不良因素对混凝土浇筑施工造成的不良影响。

2.1　混凝土配合比设计

根据面板混凝土有关技术要求，北川开茂水库枢纽工程面板混凝土设计主要技术指标见表1。

表1混凝土配合比设计主要技术指标

混凝土配合比设计要求满足混凝土的主要设计指标、混凝土施工强度保证率、均匀性指标和施工和易性要求。为使混凝土强度保证率满足设计要求，在设计混凝土配合比时，应考虑施工质量的不均匀性，导致混凝土强度波动，为使施工中混凝土强度符合设计要求，应使混凝土配置强度有一定富余度；此外，考虑到面板混凝土抗裂性能，在配合比设计中考虑掺一定量的聚氨酯纤维。综合以上因素，结合本工程工地混凝土原材料、施工工艺要求、施工质量控制水平，施工配合比试验选择见下表2。

表2混凝土施工配合比表

混凝土采用砂石料厂集中拌合站拌制，6m3混凝土运输罐车运至施工作业面。

2.2　面板施工

混凝土面板施工流程如图1所示。

图1　混凝土面板施工工艺流程

2.2.1测量放线、砂浆条带施工

在上游挤压边墙面上用红油漆布设面板的尺寸控制点及边缘线，全站仪测量放样出坝面方格网，采用每6m通过钢筋打点的方式标记边线、高程控制点。同时对比挤压边墙面测量数据和设计图纸，对挤压边墙坡面局部位置进行修整，对于超出基准线的坡面采用人工或电镐进行凿除后用砂浆抹平，对低于基准线的坡面，采用M5砂浆进行修补，其平整度偏差按±25mm进行控制，完成坡面修整后，进行测量验收，保证坡面满足后续施工要求。

此外，对面板垂直缝位置按照设计尺寸对挤压边墙混凝土坝面进行宽50cm、M20砂浆条带施工。砂浆条带施工要求，须完全将挤压边墙混凝土凿断，避免对成型后的混凝土面板产生约束，同时砂浆条带作为垂直缝铜片止水垫层，对平整度有一定要求，表面平整度用2m直尺检查，其允许偏差为±5mm。

2.2.2侧模施工

侧模选用方条木材制作而成，以2m长为单元进行拼装，侧模安装前对上道工序施工的砂浆垫层保护面按照3m×3m的方格网进行平整度控制测量，然后在垫层面上测放出面板纵缝位置。侧模施工过程中，严格按照测量结果进行模板高度控制，对于高度变化的模板须用红油漆进行编号。侧模外侧利用插筋固定角钢架增强固定性，内侧采用钢筋顶住加固，每一个单元有四个支承架，支承架上设有微调螺栓，以小范围内调整模板位置和支撑紧度。

为了减少滑模的滑动阻力，在侧模方木顶部涂刷一层黄油，以此来增大滑模施工的周转次数。

2.2.3滑模安装及溜槽布置

待侧模及钢筋网片施工完毕，卷扬机吊装就位，即可进行滑模吊装施工。现场采用无轨滑模，滑模尺寸为13.6m×1.5m，经由两台重达8t的卷扬机从坝顶处牵引滑升，牵引点设在滑模两侧，滑模上端设置施工振捣平台，下端设置两道抹面施工平台。在滑模下滑时，将溜槽堆放在滑模的振捣平台上，下滑过程中，溜槽采用串联形式安装，加固选用10#铁丝斜拉仓面的挤压边墙内设的插筋(插筋在浇筑混凝土时拔出或割断)，间距以不大于10m为宜。溜槽搭设必须顺直，加固牢靠。

周边三角块混凝土浇筑主要采用旋转滑模浇筑法，其施工程序为：当周边倾角较小，且滑模长度大于三角块斜边长度时，先将滑模降至周边趾板顶部，然后由低向高逐层浇筑混凝土，即逐步提升滑模低端，高端不提升，使滑模以高端为圆心旋转，直至低端滑升到与高端平齐后，再进入标准块正常滑升；滑模长度小于三角块斜边长度时，采用固定楞管的方式，同时辅以人工翻模进行浇筑，以确保三角区混凝土浇筑质量。

2.2.4混凝土浇筑

面板混凝土浇筑质量控制要点主要包括以下几个方面：

(1)浇筑前准备。浇筑前仓面检查工作，混凝土浇筑之前，组织对仓面包括基础面、模板、钢筋安装预埋件以及止水设施等环节进行复核，确保上述工序均符合设计要求；

(2)混凝土供应控制。混凝土备料充足，需满足面板混凝土浇筑强度，为保证面板混凝土施工质量，避免浇筑过程中仓内混凝土出现初凝现象产生冷缝。混凝土采用项目部集中拌合站统一拌制，同时做好混凝土应急预案，联系就近商品混凝土站，确保拌合站故障时能够及时解决混凝土供应问题；

(3)面板混凝土浇筑过程控制。面板混凝土采用二级配常态混凝土，根据设计要求面板混凝土性能指标要求为：强度等级C2825，抗渗强度为W10，抗冻强度为F100，入仓塌落度为5cm～7cm，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，掺用粉煤灰质量等级不低于Ⅱ级，掺量宜为15%～30%，水胶比不大于0.45。混凝土运送速度需要与作业面浇筑强度相协调，同时每浇筑1层(30cm～40cm)混凝土提升滑模1次，每次滑升的幅度控制在25cm，滑模的滑升速度，与浇筑强度、脱模时间相适应，平均滑升速度控制在1.5m/h～2.5m/h。根据现场实际，滑模提升速度以出模混凝土不发生鼓胀、突起，不流淌、不拉裂为原则控制，且最大滑升速度不超过3m/h。混凝土振捣采用软轴振捣器，确保止水周围混凝土浇筑密实，严防损伤铜止水及橡胶止水带。振捣时振捣器不得触及滑模、止水片，振捣器插入方向必须在滑模前沿铅垂向下，严禁靠模板振捣和顺坡面伸入滑模底下进行振捣，以防漂模、跑模及影响钢筋握裹效果；

(4)混凝土塌落度控制。混凝土设计塌落度为5cm～7cm，施工过程中混凝土塌落度采取在拌合站出料口进行经常性取样，根据施工时段以及现场天气情况进行控制，同时对入仓混凝土进行塌落度复查和混凝土温度测量；

(5)混凝土表面控制。对于出模混凝土，立即进行人工抹面，采用2m靠尺刮平，二道人工用泥掌子将混凝土表面抹平压光。对于成型混凝土加盖保护塑料布，防止混凝土干缩裂缝或者因下雨造成混凝土表面砂浆冲刷流失。

2.2.5混凝土养护

混凝土养护是确保混凝土施工质量的重要工序，同时也是防止混凝土表面产生裂缝的有效措施之一。对于初凝后的混凝土立即采用土工布进行覆盖，在坝顶面板顶部布置多孔软管，形成自流水进行持续养护至大坝蓄水。

3　结语

堆石坝面板混凝土施工是一项非常复杂且难度较大的施工工艺，施工过程中要严格把控的环节很多，影响工程质量的因素复杂多样，为了保证工程的建设质量，应从以下几个方面进行质量控制：

(1)原材料及施工配合比质量控制。原材料作为影响质量的基本因素，对原材料的检测须严格按照规范进行，对于与试验配合比原材料相比较存在偏差，需及时调整混凝土的配合比，保证入仓混凝土质量合格；

(2)温度控制。面板混凝土浇筑应避开高温、低温条件，如工程实际所需，高温条件下施工，须严格控制好入仓混凝土原材料温度，有必要的采取降温措施；低温条件施工，需注意对出模混凝土进行保温处理；

(3)混凝土施工过程控制。面板铜片止水作为防渗主体，在混凝土浇筑过程中，注意对止水片的保护，对于止水片周围的混凝土要求振捣密实，同时振捣器应当注意不要损坏止水片。坡面长度较长的仓面，卸料溜槽长度长，对混凝土要求更高，要求混凝土和易性要好，避免在卸料过程中产生骨料分离。浇筑准备期间需关注天气情况，尽量避开雨天施工，混凝土施工要求连续，避免仓内混凝土出现初凝产生冷缝。混凝土施工过程中，对于挤压边墙上起支撑架立作用的架立筋，在混凝土布料前需及时割断，避免对混凝土面板产生基础约束；

(4)混凝土养护。面板作为薄壁结构，受气候影响大，需及时做好面板混凝土保温保湿措施，直至大坝蓄水。