万家寨水利枢纽底孔侧壁薄层混凝土浇筑施工

王开拓，王银涛，李福育

(1.青海民族大学建筑工程学院，青海 西宁 810007； 2.济南市水利建筑勘测设计研究院有限公司，山东 济南 250000)

万家寨水利枢纽大坝为混凝土重力坝，工程自2002年竣工验收至今，已经过了10多年的凌汛和伏汛考验，泄水建筑物过流部位在经受10多年过流冲刷和冻融等作用后，不同程度地出现各种破损。为保证泄水建筑物后期运行安全，需要对泄流面、护坦、导墙进行维修加固[1]。

其中对泄水底孔侧壁的修复方案为表层老混凝土凿除25 cm(保留钢筋网)，植入砂浆锚杆，铺设面层抗裂钢筋，浇筑表层高强混凝土至原设计面。该设计方案中，因保留原钢筋网，又新加抗裂钢筋和砂浆锚杆，导致钢筋网分布密集，混凝土上料、入仓平仓和振捣困难，见图1。按照设计方案，混凝土施工完成后需在表面进行涂抹2 cm厚环氧砂浆施工，环氧砂浆对于基底混凝土浇筑质量的要求较高，因此该项目混凝土施工是关系到工程整体质量好坏的重要环节。王以斌等[2]通过对苏阿皮蒂大坝泄流底孔钢衬下部底板混凝土浇筑施工方案的研究，对存在钢筋网分布密集，混凝土下料、平仓和振捣难度大等困扰的工程混凝土施工，提供了经验。

图1 泄水底孔凿除修复布置图

1 底孔侧壁薄层混凝土施工难点分析

泄水底孔侧壁混凝土浇筑厚度仅为25 cm，凿除老混凝土后发现原钢筋网的保护层厚度为15 cm，原钢筋网与设计凿除面的间距仅有10 cm。新加防裂钢筋网设计要求保护层厚度为8 cm，新老钢筋网的间距仅为7 cm，新钢筋网与模板的间距仅有8 cm，考虑钢筋直径后间距进一步缩减，新植入的砂浆锚杆对混凝土的施工也有非常大的影响。狭窄的作业空间给混凝土的上料、入仓和振捣带来很大的困难，如何保证混凝土的浇筑密实度是首先要考虑和解决的问题。

2 浇筑方案选定

2.1 新老混凝土的结合

为保证新老混凝土结合的质量，避免在后期使用过程中从结合面处发生破坏，经研究采用在浇筑前涂刷界面胶的施工方法。施工前经现场多组混凝土原位拉拔试验确定，见图2，界面胶的粘接强度可以满足工程要求，见表1。

图2 混凝土原位拉拔试验图

2.2 混凝土的上料和入仓

原浇筑方案采用泵送作为混凝土的上料和入仓方式，在混凝土泵出口端套一软管直接入仓，控制每仓的高度为0.9 m。在实际施工过程中，由于仓号内密集的钢筋网和锚杆的影响，加上仓号入口较为狭窄，导致混凝土下沉的速度缓慢，直接采用软管入仓的方式会造成混凝土浪费约45%。经研究确定了新的混凝土上料和入仓方式，主要是采用脚手架搭设载料平台，载料平台与该仓号的底部齐平，泵送混凝土至载料平台，再由人工使用铁锹入仓。采用新方案增大了人工费的投入，并且对项目的节点工期造成一定影响，但采取该方案可极大降低混凝土的浪费并可保证混凝土的浇筑质量。

表1 界面胶现场试验记录表

经过调整后的方案降低了混凝土的浇筑效率，也导致堵泵现象的发生。究其原因为混凝土泵间歇性工作造成混凝土在泵管中停留时间延长，混凝土坍落度的损失加大导致流动性变差，进而发生堵泵。发生堵泵又会导致混凝土浇筑工作临时停止，对现场施工是非常不利的。为了解决该问题，在保证混凝土强度不变的前提下，对调整后方案作进一步改进，适当加大混凝土坍落度，略微减小混凝土中集料的最大粒径，方便混凝土入仓后向下流动，混凝土配合比见表2。同时加大人工的投入，从原来的“一泵一平台”增加到“一泵四平台”，减少混凝土在泵管中的停留时间，从而大大降低了堵泵的发生频率，也提高了施工速度。

表2 泄水底孔侧壁混凝土配合比表

2.3 混凝土的振捣

人工采用Ф 25插入式软轴振捣器和附着式振捣器(列间距1.5 m，每层距离底部模板40 cm)进行振捣，保证每段混凝土施工满足设计要求。顶部新老混凝土交界处，混凝土振捣采用Φ25插入式软轴振捣器进行振捣，人工抹面封角。

混凝土振捣要密实，振捣时间由20～30 s延长至40～50 s，以混凝土中骨料不再显著下沉，不出现大量气泡，并开始泛浆为准，避免过振[3]。

3 新浇筑方案与原浇筑方案比较

原浇筑方案虽然在人工上可以做到比较大的节省，但是并不能保证新老混凝土的结合面质量，且浇筑出的混凝土质量较差，易造成混凝土的浪费，浇筑的速度也较慢，效率较低。

新确定的浇筑方案可以很好的解决新老混凝土的结合问题，浇筑质量也较好，但价格较贵。两种方案的主要优缺点比较见表3。

表3 新浇筑方案与原浇筑方案优缺点比较表

通过上述两种方案的优缺点分析比较，结合万家寨水利枢纽度汛需要和业主对工程质量的要求，并对施工方案进行多次调整，最终确定采用新浇筑方案进行混凝土施工。

4 施工工序及工艺

4.1 施工顺序

泄水底孔侧壁浇筑时，采取从下游至上游的顺序，按照原有构筑物分缝分3区进行浇筑，见图3，侧壁浇筑时每仓高度0.9 m。混凝土下落高度不大于1.5 m，混凝土塌落度160～180 mm，混凝土技术指标为C50F300W6一级配，控制集料最大粒径2 cm。

4.2 施工工艺

1)仓面清洗。采用施工供水系统布设的供水管对仓面进行清洗，保证浇筑仓面上没有浮浆，灰尘，石渣等污物，保证仓面上无积水，并经过现场监理人验收合格后才能进行下一道工序。

2)原钢筋网恢复、新防裂钢筋网和预埋件制安。原结构钢筋网应进行拉直或更换的恢复，以确保钢筋网面层的平整，以便进入下道工序施工。

测量人员用全站仪严格根据设计图纸尺寸进行放样，使误差控制在±0.5cm范围之内，并采用红漆标识。

钢筋加工统一在钢筋加工场分批加工制作，钢筋成品按直径、编号及安装顺序分别堆放，自卸汽车运至施工现场，25 t汽车吊装卸。钢筋安装采用现场手工绑扎和焊接，钢筋连接采用焊接。现场施工工序为：铺料、划线、绑扎、焊接和仓位清理。

在现场安装过程中须根据测量点划线控制钢筋布置间距，钢筋的连接和接头错缝须满足规程、规范和设计要求。

图3 泄水底孔侧壁浇筑分区示意图

埋件主要为2 cm厚高压聚乙烯闭孔板、钢板及侧壁两侧用来搭设操作平台的锚筋和固定模板的插筋。因为高压聚乙烯闭孔板质地偏软，浇筑时振捣原因容易造成跑位，故施工时将闭孔板粘接在6 mm钢板上，施工过程中，严格按照设计图纸位置进行预埋、固定。锚筋长度方向每1 m布设一根，每根形成一个平台，平台高差0.5 m。

3)喷涂界面胶。为增强新老混凝土结合面的粘接能力，在新混凝土浇筑前须在原混凝土表面喷涂界面胶，厚度不超过1 mm。界面胶喷涂使用厂家配套的专用气压喷胶机，喷涂均匀，不漏喷。为保证能在界面胶最佳使用时间内进行混凝土浇筑，在界面胶涂刷完毕后立即进行模板安装，界面胶喷涂完毕至模板安装完成时间间隔不得大于2 h，模板安装完成后马上进行混凝土浇筑。

4)模板安装。侧壁混凝土采用P3015钢模板为主，木模板进行局部辅助，支撑系统的横、竖围檩为Φ48×3.5 mm钢管组成，钢管间排距为75 cm×75 cm，模板内支撑采用拉杆固定，拉杆采用Φ16圆钢。因为本工程为薄层混凝土施工，振捣棒易与模板接触，为防止模板底部加固不牢固，造成底部模板变形，将模板底排拉杆数量增加为3根，模板中部、顶部拉杆各设置2根，为防止混凝土浇筑过程中模板底部漏浆，在模板底部与下层混凝土接触面位置设置双面胶。

安装后的模板表面保证光滑、接缝严密，不漏浆，模板内侧浇筑前涂刷脱模隔离剂，以保证混凝土外表光滑平顺[4]。

5)混凝土浇筑。依照新浇筑方案按1-3区的顺序进行混凝土浇筑，收仓后对混凝土进行洒水养护至设计龄期。

5 结 语

万家寨水利枢纽底孔侧壁薄层混凝土在浇筑施工过程中，因采取了合理的上料、入仓和振捣方案，并采用喷涂界面胶、调整混凝土集料级配和坍落度等措施，保证了混凝土的浇筑质量。拆模后进行外观质量检查，除两处共约0.4 m2出现蜂窝麻面等缺陷外，整体外观质量良好。混凝土达到设计龄期后经原位拉拔实验测试，浇筑质量满足要求。虽然入仓方式的变更还是导致工期延误了5 d，但为后序环氧砂浆的施工打下了一个良好的基础，也取得了业主的好评。整体来说，该方案是切实可行的。