苏阿皮蒂大坝泄流底孔钢衬下部底板混凝土浇筑施工

王以斌，陈铉文，王 锋

(中国水利电力对外有限公司，北京 100120)

苏阿皮蒂水利枢纽大坝为碾压混凝土重力坝，共分为52个坝段，其中27号坝段为泄流底孔坝段，宽25.00 m。底孔为无压泄流，分为2孔，进口体型为椭圆曲线，进口段后设置2孔5 m×7 m(宽×高)事故检修门，和2孔5 m×6 m(宽×高)弧形工作闸门，弧形工作闸门下游为斜坡段流道，坡度为1∶10，后接反弧段及挑流鼻坎，见图1。

在泄流底孔上游布置的弧形工作闸门，底部、侧面和顶部均设计为钢衬结构，底部钢衬布置有振捣孔和灌浆孔，用于混凝土浇筑下料和振捣，以及后期对钢衬与混凝土之间的脱空区域进行灌浆，振捣孔间距为1 500 mm×1 000 mm，灌浆孔间距500 mm×1 000 mm，钢衬底部布置有两层钢筋网，分布密集，混凝土下料、平仓和振捣难度大，见图2。

1 钢衬底部混凝土施工难点分析

单个钢衬底板尺寸为6 015 mm×5 200 mm，面积31.3 m2，表面为平面钢衬，底面纵横布置有高度250 mm的工字钢和加劲板，间距为1 000 mm×500 mm，振捣孔间距为1 500 mm×1 000 mm，但被高度为250 mm的加劲板分为55个方格区域，见图3。加劲板网格的设计的目的是考虑到钢衬底部将承受最大约84 m的水头压力，但却给混凝土下料、平仓和振捣施工增加了很大的困难。如何保证钢衬底部混凝土浇筑密实是首要问题。

图1 泄流底孔典型剖面图

图2 弧形工作闸门底部钢衬剖面图

图3 弧形闸门底部钢衬振捣孔和灌浆孔布置图

2 钢衬加固方案和混凝土施工程序

为方便钢衬加固，将钢衬下部的混凝土浇筑至距钢衬底板顶面1.5 m的位置，此高度为加固钢衬的最优距离，既能保证钢衬拼装精度和底部的埋筋焊接质量，又能使钢衬加固结实可靠，确保在浇筑过程中钢衬不会因混凝土的浮托力而发生位移和变形，并且方便混凝土的下料和振捣浇筑。

首先进行钢衬底板下部钢筋的安装，随后做好钢衬底板的安装和加固，利用提前埋设好的工字钢、角钢支撑和加固钢衬，完成加固并通过验收后，再进行其下部1.5 m范围内的混凝土浇筑。待钢衬底板混凝土浇筑完成后再安装两侧和顶部的钢衬结构，最终完成钢衬底部-侧面-顶部整体金属结构的安装，见图4。

图4 钢衬上游立视图

3 钢衬底部混凝土浇筑

经研究，将上游钢衬段底部1.5 m范围内的混凝土做为一个独立仓号施工，该仓号分成三个小的独立区域，见图5。备仓完成后，使用扩散度500～550 mm的高流态一级配混凝土，依次、连续浇筑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区，目的是要通过快速浇筑的方式，让高流态混凝土能够在短时间内完全充满整个钢衬底部。

其中Ⅲ区和Ⅰ、Ⅱ区钢衬两侧浇筑相对容易，采用二级配C40、坍落度为70～90 mm的混凝土；Ⅰ、Ⅱ区钢衬和弧门底坎底部采用C40高流态一级配混凝土，其扩散度为500～550 mm，该区域混凝土施工的关键就是要快速，以满足高流态混凝土通过辅助振捣后在短时间内充满整个钢衬底部的要求。

3.1 Ⅰ、Ⅱ区浇筑

1)利用布置在相邻坝段的QTZ400塔机，采用坍落度70～90 mm的二级配常态混凝土先进行钢衬两侧混凝土浇筑，待两侧上升到一定高度不能入料后，再使用溜槽配合一级配高流态混凝土从钢衬预留的振捣孔中灌料，进行钢衬底部及弧门底坎底部混凝土的浇筑，同时，钢衬两侧混凝土也应同步上升，保持良好的流动性，确保钢衬底部混凝土的浇筑质量。

2)使用溜槽时，应先从钢衬下游侧的预留孔开始，整体保持混凝土料下游高、上游低的态势。同时，从弧门底坎底部振捣孔和下游侧进行振捣；必要时，可从弧门底坎下游侧少量进料并保持适当超高(超高部分初凝前处理)，以保证弧门底坎底部混凝土的浇筑质量。

3)待高流态混凝土上升至(或接近)钢衬底部时，即可将溜槽前端设置的软管下料口依次伸入钢衬振捣孔内下料，同时，可根据实际情况适当振捣(浇筑前预备φ50振捣棒)，以使混凝土尽可能多地充满至钢衬其他方格内。

4)振捣孔的间距为1 500 mm×1 000 mm，混凝土的扩散度为500～550 mm在,根据现场实际情况，每个振捣孔可控制约3～5 m2的面积范围，按最小3 m2面积计算，可以控制直径2 000 mm的区域。所以通过混凝土自身的扩散+平仓和振捣，能够保证混凝土充满整个钢衬底部。

5)通过相邻的振捣孔观察混凝土在钢衬底部的流动情况，在底部浇筑密实后继续对其灌料并在相邻孔利用振捣棒“拖料”，直至所有的相邻孔开始排气冒浆后，再持续灌料一段时间，就可以移动溜槽在其他的振捣孔灌料。

3.2 Ⅲ区浇筑

1)待Ⅰ、Ⅱ区钢衬底部混凝土浇筑完成后，再利用QTZ400塔机进行上游Ⅲ区流道底板混凝土浇筑，见图6。

2)浇筑Ⅲ区前应做好各项施工准备工作，计划好开仓时间，三个区域的混凝土应尽可能一次性连续浇筑完成，确保混凝土的整体质量。

3)钢衬底部三个区域的混凝土浇筑共历时约19 h，其中Ⅰ、Ⅱ区浇筑用时9 h，Ⅲ区浇筑用时10 h。整个浇筑过程满足质量要求。

4)经测量，钢衬未发生移动和变形现象，测量数据满足规范和设计要求，具体测量成果见表1。

图5 钢衬分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域后的示意图

图6 钢衬底部浇筑示意图

工程部位泄流底孔左、右孔钢衬混凝土后测量成果测量仪器 TS11 S2示意图:左孔钢衬测量成果点号设计高程/m实测高程/m偏差Δh/mm右孔钢衬测量成果点号设计高程/m实测高程/m偏差Δh/mm1130.000129.997-31130.000129.997-32130.000129.997-32130.000129.997-33130.000129.997-33130.000129.997-34130.000129.997-34130.000129.997-35130.000129.997-35130.000129.997-36130.000129.997-36130.000129.997-37130.000129.998-27130.000129.997-38130.000129.998-28130.000129.998-29130.000129.998-29130.000129.998-210130.000129.998-210130.000129.998-211130.000129.998-211130.000129.998-212130.000129.998-212130.000129.998-2

注：1.表中偏差值比设计值高为“+”、反之为“-”,测点间距为2 m左右。

2.根据相关规范，钢衬允许偏差值应小于5 mm。

5)在混凝土收仓后及时对混凝土表面进行不间断洒水养护，直至混凝土达到设计龄期为止。

4 结 语

泄流底孔弧形工作闸门范围的底部钢衬在施工过程中，因对钢衬混凝土进行合理分层、分区的浇筑方案，并采用高流态一级配混凝土浇筑，从而保证了浇筑质量。在混凝土达到设计龄期后，经检查，钢衬与混凝土面之间仅有约2～4 mm的脱空，属于混凝土正常的收缩所致，说明整个浇筑过程是成功的。