华桥水电站大坝坝顶铺装工程质量控制分析

陈正宇

（中国水利水电第八工程局有限公司，湖南 长沙 410007）

在大坝浇筑过程中，由于坝顶较长、较宽，且坝顶面有闸门槽、门库以及坝顶门机轨道等结构，很难使整个坝面的平整度和跑水坡度一致，因此常会出现坝顶面平整度差和积水现象。为解决以上问题，大华桥水电站大坝坝顶面采用预留混凝土铺装层单独浇筑，取得了较好的效果。

1 工程概况

大华桥水电站位于云南省怒江州兰坪县境内的澜沧江干流上，是澜沧江上游河段规划开发方案的第七级电站。拦河坝为碾压混凝土重力坝，共分12个坝段，坝轴线为直线，最大坝高103m，坝顶宽度为13m，坝顶轴线长度为231.5m。地下厂房安装4×230MW的立轴混流式水轮发电机组，总装机容量为920MW。坝顶铺装工程主体部分包括坝顶铺装层混凝土、沟槽、盖板、栏杆。大坝坝顶总面积约4080m2，扣除门库等盖板部位面积约533m2，实际铺装层总面积约3515m2。铺装层混凝土采用中热42.5水泥，强度等级为C25，级配为一级配，浇筑厚度10～30cm，分块以横、竖向结构缝作为分仓浇筑缝。

坝顶照明栏杆全长约550m，坝顶栏杆均采用标准不锈钢栏杆，照明系统将市政景观工程与水电工程相结合，将LED灯镶嵌入不锈钢栏杆内形成组合结构，庭院灯间隔布置在照明栏杆中。坝顶铺装层混凝土共计1680m3，安装栏杆总长1371m。混凝土于2018年6月27日开始浇筑，9月5日浇筑完成。

2 施工质量控制难点

大坝铺装层混凝土施工难点如下：（1）坝顶薄层混凝土容易产生裂缝，影响表面质量和美观；（2）混凝土收面高程、跑水坡度及收面平整度的控制。由于坝顶面有表孔闸门、电缆沟、门库及门机轨道等结构，给坝面施工工序和质量控制带来了诸多的不便，尤其是对跑水坡度的控制带来了很大难度。因此，针对混凝土收面高程的控制，在仓面用水准仪、水平尺等检测工具精准控制型钢模板的顶部安装高程，同时以角钢作为辅助模板或抹面样架，使混凝土面最终收面时与模板顶部或抹面样架平齐。混凝土抹面分人工抹面和磨光机压光抹面，以提高坝面混凝土表观质量。

3 混凝土施工质量控制

3.1 施工准备

大坝坝顶铺装工程作为大坝坝面最重要的一项工程，在进行坝顶铺装层混凝土及栏杆施工前，对浇筑分块、模板选型与安装、面层钢筋网安装、收面高程控制、跑水坡比、排水、浇筑中找平抹面与平整度控制以及混凝土养护等工序的工艺质量细节控制进行了精细策划。坝顶铺装层混凝土施工工艺流程为基面处理→钢筋制备安装→模板施工→真缝施工→混凝土浇筑→抹面→养护。

3.2 施工缝面处理

受前期施工的影响，坝面混凝土结块和凝固的水泥浆液布满仓面。为了保证铺装层和原老混凝土的结合质量，施工前先用电钻凿除铺装层基础面的混凝土结块和水泥浆液，再用高压冲毛枪冲洗，直至原混凝土施工缝面微露骨料且无水泥乳皮为止。

3.3 铺装层浇筑分块

大坝坝顶铺装层混凝土根据现场施工条件，总体分为3个区域，即1#～3#坝段65m，4#～8#坝段91.5m和9#～12#坝段75m。真缝位置按照设计图纸要求设置。施工中单浇筑分块采用沥青木板分隔，单块浇筑面积不超过36m2，长宽比不小于1∶2，以防止薄层的铺装层混凝土出现裂缝。

3.4 钢筋安装

铺装层混凝土内铺设ф8＠10cm×10cm双向面层钢筋，距离顶面20～30mm，以此作为保护层，钢筋两端均设置弯钩于结构缝、临边处。仓内面层钢筋网安装前，先安装横平竖直的样架筋，钢筋网格偏差控制在1cm左右，以保证安装后的钢筋网分布均匀、整齐。

3.5 模板施工

坝顶门库、闸门槽周边采用20b#槽钢和3015钢模做模板，坝前坝后永久外露边线采用20b#槽钢做模板。安装模板时，用水准仪精准控制模板顶部安装高程，以此作为混凝土收面的控制高程。对于低于槽钢模板顶部收面高程的部位，采用50cm×4cm的角钢点焊在槽钢上，以角钢面作为收面控制高程。临时施工缝的沥青隔缝木模板安装完成后，根据仓面顶部坡度要求，将模板顶部切割至坝顶收面高程一致。采用钢模、槽钢等作为模板时，在仓面外部地面设插筋作为模板外支撑，以保证模板不会产生任何偏移或变形。

3.6 止水安装控制

橡胶止水接头采用热压硫化搭接，结构分缝线与止水轴线偏差均控制在1cm以内。橡胶止水安装完成后，用圆钢将止水固定，保证浇筑混凝土时稳固不变形。止水水平段要平直，竖立段要垂直，止水面保持干净，防止混凝土浆液污染。浇筑过程中若发现止水表面被污染，相关工作人员应及时将其擦拭干净。

3.7 特殊部位

电缆沟、门槽和孔洞等特殊部位设计有定型钢盖板，为保证搁放钢盖板台面基础混凝土平整，防止今后出现安装钢盖板时产生翘曲、接缝不严密和高出或低于坝顶面等现象，事先将电缆沟、门槽孔洞盖板混凝土台面基础预留约8～10cm，作为后续二期混凝土浇筑，以便精准控制钢盖板混凝土基础高程和平整度。二期混凝土浇筑采用角钢作为模板，水准仪放样台面基础混凝土收面高程。基础面层混凝土浇筑完成后水准仪校核其高程（控制高程偏差不大于1mm），然后用水平尺检查平整度，对不平整处用角磨机打磨平顺。为防止角钢生锈，在盖板安装前给门槽或孔洞所有护角角钢均匀涂刷防锈漆保护。

3.8 坝面地漏设置与结构分缝

（1）地漏设置施工。为了有效排出坝面积水，坝顶铺装层以坝轴线为分界线，将整个坝顶面以此施工成中间高、两侧低的微“拱形”状，以便将积水向坝面上下游方向排水。

但由于从2#～11#坝段上下各有一道高出坝顶EL1481的门机轨道，雨后会导致两条门机轨道间的积水难以排出坝顶面而形成积水区。为了解决排水问题，创造性地沿上下游门机轨道内侧边线各布置一排间距相等的地漏，不锈钢地漏尺寸为15cm×15cm。在混凝土浇筑前，在设置地漏处先预留20cm×20cm的孔洞，孔洞底部与预埋的引至检修门库或表孔的ф80钢管相接，待铺装层混凝土浇筑完成后，再安装地漏。

如上文中所述，在专利授权确权程序中，权利人有机会对权利要求进行修改，而在专利民事侵权程序中权利人不能修改权利要求，因此，只能依靠限缩解释权利要求来体现其实质技术贡献。

（2）结构分缝控制。按照施工前分块布置，结构分缝采用2cm厚沥青木板分隔。为了使坝面美观，在结构分缝沥青木板的顶部嵌入宽2cm、高2.5cm的方形不锈钢金属条做坝面装饰，金属条顶面为混凝土收面高程。为防止金属条顶面被污染，混凝土浇筑前，在金属条顶部贴上一层胶带作为保护。

3.9 混凝土坍落度

混凝土坍落度的大小至关重要，坍落度偏小，会导致抹面困难，不易保证平整度；坍落度偏大又容易导致混凝土强度达不到设计要求，也容易产生混凝土裂缝；坍落度忽大忽小，也会导致混凝土颜色不一致，影响坝面美观。实践证明，到达仓面的坍落度保持在10～12cm效果较好。

3.10 混凝土浇筑质量

混凝土入仓从仓面的一端开始采取“多点、适量、勤补”的施工方法。多点下料，有利于人工初次找平。“适量”以保证仓面内没有过多的混凝土料要处理，“勤补”可及时将振捣后下沉、局部少料处逐渐补至浇筑高程。当仓面混凝土振捣初平后，开始用加工定做的带有弧度的收面木方压在已控制好高程的模板顶部或角钢上，从一端向另一端刮动找平成型，同时辅以人工用木抹子抹面初平。

3.11 混凝土抹面

在仓面混凝土浇筑完成3～5h或用手指摁压混凝土面有明显印记时，开始人工用钢抹子精细抹平，待接近初凝前开始第二次对混凝土表面收光。在人工抹面过程中，均在搭设的方木作业平台上进行。当用手指摁压混凝土面印记不明显时，拆除作业平台，开始用磨光机第三次抹面压光。抹面期间因受阳光直射影响，为减少混凝土表面水份蒸发速度，仓面搭设3针型黑色网状遮阳网。

3.12 混凝土养护

混凝土在终凝之前严禁洒水养护，否则混凝土表面会起壳，但可以朝天喷雾以保持混凝土表面稍微湿润。当第三次抹面完成后，立即覆盖土工布，待混凝土终凝后，在土工布上洒水养护，使混凝土表面始终处于湿润状态，养护时间不少于28d，养护期间严禁铁件碰砸，土工布上严禁放置铁件，防止铁件生锈的锈水透过土工布污染混凝土面。

4 坝顶栏杆安装质量控制

大坝栏杆主要包括大坝坝顶栏杆、底孔弧门检修通道、泄槽顶部栏杆、配电室检修平台栏杆、表孔钢便桥栏杆以及左右岸坝后交通桥栏杆等部位。

4.1 材料加工

安装的不锈钢管运至坝顶后，采用封闭区域加工，用砂轮切割机进行现场切割下料。施工前先安排测量人员进行现场放样，精确计算出各种杆件的长度，下料长度允许偏差为1mm。加工好的不锈钢栏杆轻放并保管好。

4.2 测量放线

由于栏杆设计形式与原设计图相比发生变更，部分栏杆立柱位置有所改变，因此在立柱安装之前，安排测量人员重新进行放线，以保证不锈钢立柱准确座落在预埋钢板上，并进行四周焊接，偏差过大的，使用冲击电钻对缺少埋件的部位打孔安装膨胀螺栓（A10，2个）来代替预埋钢板对立柱进行焊接固定。立柱安装前，对预埋件表面进行杂物清理和除锈。

4.3 脱脂去污处理

杆件焊接前检查坡口、组装间隙是否符合要求，安排熟练工使用不锈钢丝细毛刷和角磨机将焊缝每边30～50mm范围内的油污、毛刺、锈斑等清除打磨干净后再焊接。

4.4 立柱焊接

所有立柱在焊接前，根据其上端扶手的角度和尺寸，采用角磨机加工出凹槽，以便安装扶手。每根立柱焊接双人配合，一人扶住钢管使其保持垂直，不能晃动，另一人施焊。立柱焊接先使用氩弧焊机进行点焊定位，同时安排专人对位置间距、垂直度、直线度进行检查，符合质量要求后再使用交直流两用焊机加固满焊。

4.5 立柱加固补焊

立柱在使用氩弧焊点焊定位完成后，为保证焊接质量，需换用两用焊机加固满焊，然后可进行装饰盖安装。焊条选用不锈钢焊条，以保证焊缝饱满，连接牢固。

4.6 不锈钢面管焊接

栏杆不锈钢面管焊接时，先将扶手准确放入立柱凹槽中，使用氩弧焊从一端向另一端顺次点焊安装，检查位置间距、直线度、转角弯头的弧度符合质量要求后，再进行两侧同时满焊。待扶手焊接完成，进行其他杆件的焊接施工。部分杆件焊接前在其端部加工出凹槽，以保证与相邻杆件接缝严密，焊接牢固。焊接时选用较细的不锈钢焊条(焊丝)和较小的焊接电流，焊缝一次不宜过长，防止不锈钢管受热变形。构件之间的焊点要保证牢固，焊缝饱满，焊缝金属表面的焊波要均匀，无裂纹、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑和针状气孔等缺陷。

4.7 打磨抛光

栏杆杆件焊接组装完成后，对于无明显凹痕或凸出较大焊珠的焊缝，可直接进行抛光；对于凹凸渣滓或较大焊珠的焊缝或表面有砂眼不平处，用氩弧焊补焊，角磨机大面磨平后再进行抛光。抛光时采用绒布砂轮或毛毡进行抛光，同时采用相应的抛光膏，直到与相邻的母材基本一致，不显焊缝为止。

5 坝面标示线质量控制

大坝坝面设计有交通标识标线，其标示线布置在门机轨道两侧（宽10cm）和电缆沟上游边线及门槽孔洞周边（宽15cm），标识线均为实线。坝面标线材料为热熔型涂料（路标漆），采用机械涂敷。

施工前由测量人员放出边线控制点，然后根据控制点弹墨线确定标识线的边线，确保线型成直线。确定标线范围后，将标线范围内的混凝土面清洗干净，然后涂刷一层黏结剂。涂料的涂敷作业采用手推式标线机械施工，设备为斗槽式画线车，涂料经过加热溶解后，放入设备斗槽内，涂料通过与混凝土面接触的金属斗槽流向涂敷面。根据金属槽口的间隙控制标线的厚度，随着斗槽车的前进，涂料经挤压流入路面形成涂膜，涂膜逐渐流入标线，随后趁热均匀撒反光玻璃珠使其固定在涂膜表面。

在标识线涂敷过程中，重点控制好涂料的配合比及稠度，确保涂料颜色和流入标识线内的厚度一致，同时要控制好行走速度，保证斗槽式画线车匀速前进。由于铺料线路较长，当前一车的涂料铺设完毕，后一车接着铺涂时，接头部位的质量控制尤为重要。特别要注意，在使用机械涂料时，要查看划线部位是否有构件或障碍物影响机械行走，导致划线不能到位。为保证标线铺涂质量，最好先在坝面外进行铺涂工艺性试验。

6 质量检测成果

6.1 原材料检测

大坝铺装工程使用的原材料主要为水泥、钢筋、粉煤灰，所有原材料进场均按相关规程规范要求进行进场试验检验合格后方准使用。祥云建材PO42.5水泥检测8组，细集料检测3组，粗集料检测4组，钢筋检测3组，贵州粤黔电力有限责任公司盘南电厂生产的II级F类粉煤灰检测3个批次。以上原材料检测结果表明各项指标均合格。

6.2 混凝土检测

（1）坝顶铺装层体型检测。坝顶铺装层混凝土体型共检测886点，其中最大偏差值+12mm，最小偏差值-5mm，偏大平均值和偏小平均值分别为+6mm、-2mm，合格847点，平均合格率95.6%，坝顶铺装层体型检测数据统计表见表1。

（2）平整度检测。坝顶铺装层混凝土平整度共检测342点，合格331点，平均合格率96.8%。坝顶平整度较好，坝面光洁平整,坝顶铺装层平整度检测数据统计表见表2。

表1 坝顶铺装层体型检测数据统计表

表2 坝顶铺装层平整度检测数据统计表

（3）混凝土强度检测。大坝坝顶建筑混凝土强度共检测49组，最大值为31.6MPa，最小值为26.8MPa，平均值为29.0MPa，常态混凝土抗压强度结果表见表3。

表3 常态混凝土抗压强度结果表

6.3 栏杆安装质量检查

（1）护栏垂直度：最大偏差2mm，合格率100%。（2）栏杆间距：最大偏差2mm，合格率100%。（3）扶手直线度：最大偏差3mm，合格率100%。

6.4 坝顶外观质量检查

铺装层混凝土面平整、光洁，外露的金属条横平竖直；坝面整体排水坡度控制精准，雨后的大坝坝面排水畅通，无明显积水；坝顶栏杆立柱颜色均匀一致，其垂直度偏差＜0.1°且间距均匀；弧形栏杆焊接连接处满焊牢固，间隔均匀，焊缝抛光后光泽明亮、细腻；坝面直线交通标识线平直美观，闸门方框标识线方正；坝顶照明栏杆将LED灯镶嵌入不锈钢栏杆内形成组合结构，庭院灯间隔布置在照明栏杆中，形成了景观灯带，既美观又实用。

7 结束语

在边施工边设计优化满足大坝坝面使用功能的同时，还需结合坝顶各细部结构的观感质量进行相互融合与照应。一年后的坝顶铺装层混凝土裂缝很少，证明分块浇筑大小合理。坝顶面采用在沥青模板上部镶嵌2cm宽金属装饰条这一创新工艺，不仅有利于混凝土分块防裂，还增添了大坝坝面的色彩。坝顶面首次采用预埋地漏的工艺设计，将坝面跑水通过地漏暗引排至水库内，很好地解决了坝面积水以及因明排污染坝前坝后的问题。