汉阴洞河水库碾压混凝土双曲拱坝廊道层窄仓面施工技术

邵钰斌

（中国水电建设集团十五局有限公司第三工程公司，陕西 咸阳 712000）

1 工程概况

汉阴洞河水库枢纽工程是一座以灌溉、供水为主，兼有发电和防洪等综合利用效益的Ⅲ等中型工程，拦河坝为碾压混凝土抛物线双曲薄拱坝，建基面高程332.0 m，坝顶高程397.5 m，最大坝高65.5 m，坝底宽15.751 m，坝顶宽6.5 m，厚高比0.24，最大倒悬度0.24，最大坝顶弧长266.129 m。

汉阴洞河水库枢纽工程碾压混凝土双曲拱坝376.7m～381.5 m高程为最顶层廊道升层的碾压混凝土施工，本升层高度4.8 m，预制廊道安装长度223 m,安装后整个仓面被廊道分隔为上下游两个独立仓面，上游仓面宽度4.7 m，下游宽度2.7 m,再加上泄洪底孔、溢流表孔、左右岸交通支洞的横向分隔，上下游独立仓面又被横向分隔成数个狭小独立仓面，廊道外围又分布钢筋网片，更愈凸显小仓面繁多且狭窄，碾压机械设备无足够空间停放，预制廊道吊装、坝后悬挑交通桥、泄洪底孔、溢流表孔等水工结构同时出现工序交叉复杂。该廊道层碾压混凝土施工是本工程技术难度最大的一个升层。

2 双曲拱坝廊道层窄仓面施工方案

2.1 仓面分区

左右坝段，分界线为泄洪底孔左侧边线；上下游坝段，分界线为376.7 m～377.5 m高程廊道下游边线向下游偏80 cm的轮廓线，377.5 m～380.75 m高程廊道上游边线。

将大坝376.7 m～381.5 m高程仓面划分为5大浇筑区：左上为A浇筑区；右上为B浇筑区;右下为C浇筑区；左下为D浇筑区；左右坝段通仓为E浇筑区。

2.2 施工分阶段

376.7 m～381.5 m高度4.8 m，窄仓面廊道安装碾压升层施工分三阶段进行施工。

第1阶段：进行376.7 m～377.5 m高程底板混凝土施工（高度0.8 m）。

第2阶段：进行377.5 m～380.75 m（380.25 m）高程廊道安装施工（高度3.25 m、2.75 m）。

第3阶段：进行377.5m～381.5m高程混凝土施工（高度4m）。

2.3 施工组织网络流程图

施工组织网络流程图，见图1。

图1 施工组织网络流程图

2.4 施工方案

（1）第1步，左坝段第1阶段D区交通桥底板376.7 m～377.5 m高程混凝土施工。

376.7 m～377.5 m高程80 cm施工。将仓面划分为左右坝段，分界线为泄洪底孔左侧边线（在坝体与泄洪底孔交界处增设竖向651橡胶止水）。避免应力集中，该缝不宜与溢流表孔右侧边线连通，向右岸方向偏移1 m设分缝。

进行左坝段D区交通桥底板376.7 m～377.5 m高程混凝土施工。自左至右进行廊道下游侧 (坝体段宽+交通桥段宽=3.91 m或3.53 m）,采用微塌落度C25混凝土自左坝端至溢流表孔左侧浇筑，采用8 m3混凝土自卸车运至左岸397.5卸料平台至负压溜槽传输混凝土接换相桶至50#装载机料斗运至左坝段D区浇筑部位。距廊道下游边线80 cm处立模板，分界面预埋插筋（参照泄洪底孔说明，分缝插筋预留L=2 m,Φ25@500,各伸1 m）。左坝段PZ1-PZ2处预埋D325×9排水管。左岸交通支洞现浇段预埋插筋。

微塌落度C25混凝土塌落度控制到7 cm～9 cm，质量部与实验室严格控制混凝土含水，减少坝体水化热。微塌落度C25混凝土运输环接宜用8 m3自卸汽车。

（2）第2步，左坝段第1阶段A区376.7 m～377.5 m高程廊道钢筋制安。

进行左坝段第1阶段A区376.7 m～377.5 m高程廊道钢筋制安。自左至右廊道钢筋制安分5部分。第1部分：灌浆平硐出口上部三角体现浇钢筋型号规则采用灌浆平硐布筋规则。第2部分：灌浆平硐与预制廊道连接段现浇钢筋型号规则参照342高程廊道层钢筋布筋规则。第3部分：3 m宽灌浆廊道外包钢筋水平筋，外伸廊道下游侧75 cm,廊道上游侧水平外伸40 cm,向下弯折35 cm。第4部分：2.5 m宽交通廊道外包钢筋水平筋，水平外伸廊道下游侧75 cm,水平外伸廊道上游侧40 cm，向下弯折35 cm。第5部分：监侧耳洞与左岸交通支洞现浇段钢筋布筋规则参照342高程廊道布筋规则。钢筋制安遇诱导缝及横缝过缝筋需断开。

（3）第3步，左坝段第1阶段A区376.7～377.5高程底板混凝土浇筑。

廊道底板钢筋下方采用机拌变态三级配混凝土和常态C25混凝土，廊道上游侧采用C20碾压二级配碾压混凝土进行碾压作业，自左坝端至泄洪底孔左侧浇筑，采用8 m3自卸汽车运至左岸397卸料平台至负压溜槽传输混凝土至50#装载机料斗转运至左坝段A区浇筑部位，机拌变态混凝土经可移动性溜槽进入廊道底板钢筋网下方，进行混凝土振捣。廊道上游侧进行碾压混凝土布料、平仓、碾压作业。在廊道上下游侧做木盒子，预留廊道安装结合槽和廊道底板混凝土内外侧预埋两排插筋，保证廊道安装稳固性。底板混凝土部位按要求布设一层冷却水管。机拌变态三级配及常态C25混凝土质量控制，将召开质量部、实验室、拌合站操作人员专题培训会，确保廊道底板混凝土质量。

（4）第4步，左坝段第2阶段A区377.5 m～380.75 m（380.25 m）高程廊道安装。

进行左坝段第2阶段A区377.5 m～380.75 m（380.25 m）高程廊道安装。采用7027塔吊于护坦位置提升5.2 t或3.7 t预制廊道至仓面距塔吊约35 m范围处（10 t轻型汽车安全停靠位置），接着由10 t轻型汽车转运至左坝段25 t汽车吊能够提升的位置内，然后由25 t汽车吊提升预制廊附以人工配合安装就位。25 t汽车吊停靠位置上游侧第2层模板在该部位廊道安装完成后方可进行安装，防止吊车无法自由旋转。下游侧模板待上游侧浇筑至廊道顶停仓时安装。25 t汽车吊2.5 m宽外侧最大距离1.85 m，外伸支撑臂遇到廊道上游侧钢筋阻碍时进行局部弯折使汽车吊正常就位。

遇诱导缝及横缝时，廊道安装不能跨缝安装，需分缝安装。

廊道安装完成后，廊道上游侧及内侧采用螺纹18钢筋进行拉锚（见图2），防止廊道上游侧碾压混凝土时廊道向下游倾倒。

图2 预制廊道安装上游侧及内侧锚筋加固示意图

（5）第5步，左坝段第3阶段A区377.5 m～380.75 m（380.25 m）高程斜层碾压混凝土施工。

进行左坝段第3阶段A区377.5 m～380.75 m（380.25 m）高程碾压混凝土施工。采用C20二级配碾压混凝土、斜层碾压方式浇筑。廊道上游侧碾压采用斜层碾压，开始无机械设备放置，将多余机械设备停靠在右坝段下游无妨碍区域，首先由30装载机（宽×长=2.2 m×4.7 m）前进到仓面铺筑位置进行布料，后退离开浇筑条带，如此反复布料，自左岸至右岸进尺10 m直段，上层斜面覆盖下层已碾压完成的层面，依次向右岸方向进尺，接着平仓机（宽×长=3.12 m×4 m）前进至铺料区进行平仓，达到平整度要求后退出仓面，然后振动碾压前进至摊铺平仓完成的虚料面层进行碾压，碾压合格后将振动碾停靠在最左端，平仓机紧邻停放呈一字型，30#装载机前进布料，平仓机对向平仓，振动碾邻后碾压。该浇筑块机械设备一字排列进行三工序紧密衔接，井然有序进行碾压混凝土施工。见图3，斜层碾压直段为10 m长，坡比为10%，大廊道部位升层3 m高（碾压10层，比廊道顶底25 cm），小廊道部位升层2.7 m高(碾压9层，比廊道顶底5 cm)。过渡段在大小廊道分界线左岸方向起坡（坡比1∶10）自然与大廊道区域混凝土第10层碾压混凝土衔接。斜层碾压段水平距离长96 m，临近仓后水平20 m范围进行平层碾压作业。斜层碾压泄洪底孔左侧斜三角位置收仓口处理：采用6015模板封堵，预埋灌浆管及键槽插筋，50#装载机自负压溜槽底部接混凝土至档板处入仓，仓口内30#装载机平层布料，直至碾压到小廊道顶部底5 cm处。冷却水管斜层碾压段沿斜面布置距边75 cm,相邻管路1.5 m，每隔1.5 m厚设置一层冷却水管。本升层总共布设2层冷却水管。诱导缝预制块进行布设时遇斜层面采用平仓机配合人工修平后进行安装。诱导缝灌浆管进出口引至廊道内侧。

图3 左坝段A区廊道升层碾压示意图

（6）第6步，进行右坝段第1阶段C区交通桥底板376.7 m～377.5 m高程混凝土施工

在进行左坝段第1阶段A区376.7 m～377.5 m高程廊道钢筋制安的同时可进行右坝段C区交通桥底板376.7 m～377.5 m高程钢筋制安。而只有在第3阶段A区斜层碾压混凝土施工完成后方可进行该部位模板立挡与混凝土浇筑（避免因仓面狭窄机械设备无法正常施工）。自左岸至右岸方向进行廊道下游侧(坝体段宽+交通桥段宽=3.91 m或3.53 m）,采用微塌落度C25混凝土浇筑。自泄洪底孔左侧至右坝端浇筑，采用8 m3混凝土自卸汽车运至左岸397.5 m卸料平台至负压溜槽传输混凝土接换向桶至50#装载机料斗运至右坝段C区浇筑部位。距廊道下游边线80 cm处立模板，分界面预埋插筋（参照泄洪底孔说明，分缝插筋预留L=2 m，Φ25@500,各伸1 m）右坝段PY1-PY2处预埋D325×9排水管。右岸交通支洞现浇段预埋插筋。

微塌落度C25混凝土塌落度控制到7 cm～9 cm，质量部与实验室严格控制混凝土含水，减少坝体水化热。微塌落度C25混凝土运输环节宜用8 m3自卸汽车。

（7）第7步，右坝段第1阶段B区376.7 m～377.5 m高程廊道钢筋制安。

进行右坝段第1阶段B区376.7 m～377.5 m高程廊道钢筋制安。自左至右廊道钢筋制安分5部分。第1部分：2.5 m宽交通廊道外包钢筋水平筋，水平外伸廊道下游侧75 cm,水平外伸廊道上游侧40 cm，向下弯折35 cm。第2部分：3 m宽灌浆廊道外包钢筋水平筋，外伸廊道下游侧75 cm,廊道上游侧水平外伸40 cm,向下弯折35 cm。第3部分：灌浆平硐与预制廊道连接段现浇钢筋型号规则参照342 m高程廊道层钢筋布筋规则。第4部分：灌浆平硐出口上部三角体现浇钢筋型号规则采用灌浆平硐布筋规则。第5部分：右岸交通支洞现浇段钢筋布筋规则参照342高程廊道布筋规则。钢筋制安遇诱导缝及横缝过缝筋需断开。

（8）第8步，右坝段第1阶段B区376.7 m～377.5 m高程底板混凝土施工。

廊道底板钢筋下方采用机拌变态三级配混凝土和常态C25混凝土，廊道上游侧采用C20碾压二级配碾压混凝土进行碾压作业，自泄洪底孔左侧边至右坝端，采用8 m3混凝土罐车或8 m3翻斗汽车运至左岸397 m卸料平台至负压溜槽传输混凝土至50#装载机料斗转运至右坝段B区浇筑部位，机拌变态混凝土经可移动性溜槽进入廊道底板钢筋网下方，进行混凝土振捣。廊道上游侧进行碾压混凝土布料、平仓、碾压作业。在廊道上下游侧做木盒子，预留廊道安装结合槽和廊道底板混凝土内外侧预埋两排插筋，保证廊道安装稳固性。底板混凝土部位按要求布设一层冷却水管。机拌变态三级配及常态C25混凝土质量控制，项目将召开质量部、实验室、拌合站操作人员专题培训会，确保廊道底板混凝土质量。

（9）第9步，右坝段第2阶段B区377.5 m～380.75 m高程廊道安装。

廊道安装。7027塔吊35 m范围内采用塔吊提升安装就位，35 m以外至右坝端塔吊无法安装的采用40 t汽车吊安装，40 t汽车吊停靠在右岸入仓口平台处。

遇诱导缝及横缝时，廊道安装不能跨缝安装，需分缝安装。

廊道安装完成后，廊道上游侧及内侧采用螺纹18钢筋进行拉锚（见图4），防止廊道上游侧碾压混凝土时廊道向下游倾倒。

图4 预制廊道安装上游侧及内侧锚筋加固示意图

（10）第10步，右坝段第3阶段B区377.5 m～380.75 m（380.25 m）高程平层碾压混凝土施工。

该条带进行平层碾压，泄洪底孔左侧和右坝端机械设备无法到达的位置采用变态二级配混凝土。多余机械设备停靠在左坝段A区。

（11）第11步，右坝段第3阶段C区377.5 m～380.75 m（380.25 m）高程变态三级配混凝土施工。

采用变态三级配混凝土浇筑，比大廊道顶部底25 cm（比小廊道顶部底5 cm）。

（12）第12步，左坝段第3阶段D区377.5 m～380.75 m（380.25 m）高程变态三级配混凝土施工。

采用变态三级配混凝土浇筑，比廊顶底5 cm或25 cm。多余机械设备停靠在右坝段C区。

（13）第13步，左右坝段通仓第3阶段E区380.15 m～381.5 m高程碾压混凝土施工。

在通仓碾压混凝土施工前需对整个仓面进行冲洗，监理方验收合格后摊铺砂浆按对应区域采用对应标号碾压混凝土从左岸至右岸分5块，平均45 m长度进行平层摊铺碾压混凝土施工。

2.5 376.7 m～381.5 m高程窄仓面廊道层施工方案优化

考虑到在泄洪底孔右岸廊道安装时需要使用25 t汽车吊，即停滞在左坝段廊道上游380.75高程机械需要开移至右坝段377.5 m高程，进行吊装作业，故左右坝段需要通行。经业主、设计、监理、施工四方查看现场，并结合实际情况，根据各方达成的共识，对初次大坝376.7 m～381.5 m高程廊道层施工方案进行再优化，具体如下：

（1）左坝段廊道上游A区377.5 m～380.75 m高程碾压混凝土收仓口处（泄洪底孔左侧边线）立面施工缝调整为1∶10的斜层碾压层间结合缝，并在斜层面距上游模板30 cm处增设一道651橡胶止水，斜面呈台阶状，台阶高度15 cm，保证左右坝段部分结合质量，并有利机械设备左右岸通行，保证施工正常进行。

（2）廊道下游部分，仓面狭窄，再加上预制廊道外层钢筋和下游翻升模板加固拉锚钢筋的侵占，宽度不足1.5m，碾压设备无法正常施工作业。结合实际情况，参建四方商定将廊道下游区域全部调整为C20变态三级配混凝土进行浇筑。

其余施工按原方案执行。

3 结语

顶层廊道升层窄仓面碾压混凝土施工是本工程技术难度最大的一个升层，项目部技术团队通过技术攻关内外联动邀请中国水电十五局等水利专家多次召开专题研讨会议，最终项目技术团队在融合了诸多水利专家的观点和深入分析工程自身特点难点后，大胆设想，跳出常规设计束缚，提出将下游377.5 m交通桥与廊道底板以下下游狭窄区域一次性采用变态混凝土浇筑。不局限于下游区域的碾压混凝土与377.5 m交通桥的常态混凝按次序浇筑，探寻出了廊道层施工思路，项目技术团队反复进行试验论证，终于在历经35个日日夜夜加班加点的方案研讨设计后，一套仓面施工组织网络流程图及具体的施工方案出炉，经可行性验证后成功应用于现场施工。2017年3月18日～5月1日通过45天的日夜施工，顺利完成该升层窄仓面223块预制廊道的安装、51.77t钢筋制安和8059.96 m3碾压混凝土施工，攻克了该廊道层窄仓面碾压混凝土施工技术难关，确保了施工进度快速、施工质量良好和施工安全零事故。可为后期类似工程提供经验借鉴。