浅谈白鹤滩左岸地下厂房安装场底板混凝土平整度质量控制

钟云光，石 强，刘向荣

(中国水利水电第七工程局有限公司，成都，610213)

安装场底板混凝土(包括发电机组磁轭圈转子基础部分)因其结构部位重要，是主厂房、主变室重要设备(发电机组、输变电器械)存放、组装、检修的场地，是机电设备安装、维修施工的工作平台，是大型地下厂房中不可或缺的重要结构部位。白鹤滩水电站对此结构物施工要求标准高，但传统施工工艺难以达到3mm/2m标准要求，为此技术人员改进施工工艺，购置仪器强化控制，加强对作业人员技能培训，制订激励机制提高一线作业人员的责任心，施工过程质量管理人员现场全程旁站管控，施工人员按照要求精细化作业，最终实现大面积混凝土表面平整度控制目标。

1 工程概况

白鹤滩水电站左岸地下厂房布置在拱坝上游山体内，主要包括主副厂房、主变室及母线洞等洞室群。洞室水平埋深800m～1050m，垂直埋深260m～330m，主副厂房洞和主变洞平行布置，洞室轴线方向为N20°E。围岩主要由P2β23和P2β31层新鲜的隐晶质玄武岩、斜斑玄武岩、杏仁状玄武岩、角砾熔岩等组成，以Ⅲ1类、Ⅲ类围岩为主，层间错动带C2斜穿厂房边墙中下部。

地下厂房采用一字型布置，从南到北依次布置副厂房、辅助安装场、机组段和安装场。机组间距38.00m，机组段长304.00m，安装场长79.50m，辅助安装场长22.50m，副厂房长32.00m。主副厂房洞的开挖尺寸为438.00m×31.00m(34.00m)×88.70m(长×宽×高)。

厂房安装场长79.5m(左厂0+286.9～0+366.4)宽31m，浇筑面积2464.5m2，约6个标准篮球场大小。底板混凝土厚75cm(高程589.6m～590.35m)，底板一期混凝土强度等级为C9030W10F100(二级配)，转子基础、主变轨道二期混凝土采用CF30钢纤维混凝土。厂房安装场底板混凝土结合转子基础、结构缝及设备摆放等需求，安装场共分为5仓进行浇筑，分仓尺寸为19m×31m、20.5m×31m、21m×15.5m(沿洞轴线长度×垂于洞轴线长度)。

2 施工工艺方法与质量控制

2.1 施工工艺流程及施工方法

安装场底板混凝土浇筑工艺流程：基础面清理、验收→测量放点→模板安装→钢筋安装(含预埋件)→清仓验收→一期混凝土摊铺、振捣、找平→等强、拆模、养护→二期混凝土模板安装→二期混凝土摊铺、振捣、找平→等强、拆模、养护。

底板混凝土选用12m3混凝土罐车配合TB110G车载式布料机分层、分段摊铺浇筑，使用φ70、φ50型软轴振捣棒振捣密实(金结埋件部位使用φ30型振捣)。浇筑采用台阶法浇筑[1]，台阶高度37cm、38cm，台阶宽度5m。台阶浇筑时使用激光水平仪控制浇筑分层高度。底板上部混凝土浇筑后使用特制圆筒滚轴碾压，专人手持2.5m水平刮尺紧贴控制刮轨整平混凝土表面，按照高刮低补原则施工，待混凝土表面收缩后，适时采用叶片式混凝土抹光机收面。对收面完成区域使用激光水平仪投射检查表面高程偏差，超出平整度偏差范围的，低于设计高程的采用同标号混凝土原浆补填；高出设计高程区用刮尺除去采用同标号混凝土原浆修补及时精细抹平成型。浇筑完成后6h～12h，使用土工布覆盖洒水养护，连续洒水养护28d。

2.2 质量控制要点

为使安装场底板混凝土外观平整度达到控制要求，需重点考虑以下几个因素：

(1)安装场底板范围内设计有圆环型转子基础结构，同时设计有大量金结埋件与安装场混凝土上表面平齐，因此，需对转子基础环形模板顶面、金结埋件顶面高程精确测量控制，混凝土浇筑完成才能保持统一的平面高程，达到预期的平整度[2]外观质量目标。

(2)底板混凝土顶面刮轨是控制平面结构物高程的重要手段之一。通过“T”型托架固定在独立插筋顶部，使用全站仪精确测量T型托架上表面高程，调整到位后将T型托架牢固焊接在插筋上，最后将刮轨用细铁丝捆扎固定在T型托架上，防止浇筑过程移位或受压下沉，影响高程控制精度。

(3)混凝土按仓面设计分层分段浇筑，布料机摊铺混凝土，人工振捣密实，特制圆筒滚轴碾压初找平混凝土，再用2.5m刮尺紧贴刮轨交叉搓动前行，保证混凝土大面平整度基本满足控制要求。

(4)抹光机上混凝土表面不再沉降后开始机械抹面，激光水平仪和全站仪配合跟踪测量混凝土平面高程，高程不满足控制要求时用刮尺刮平或采用原浆填补，确保混凝土表面高程满足质量目标。

(5)混凝土终凝前，组织专业抹面工定人定区域3次精抹，确保混凝土表面光洁平顺。

2.3 混凝土结构平整度控制措施

(1)仓内金结预埋件高程控制采用水准仪进行，控制高程偏差0～2mm，减少预埋件安装偏差对混凝土平整度控制影响。

(2)对于仓内高程控制刮轨材料的选取，可选用平直度满足要求的φ48mm的6m钢架管。钢架管自身强度大不易变形，可在混凝土整平后拆除回收重复使用，重复使用前应清洁钢管表面污物，以免造成刮尺刮平偏差过大。

(3)刮轨基础插筋为φ25mm钢筋，单独施工，插筋入岩30cm，一般按照间距2.0m×2.0m布置，为保证刮轨稳定性可适当加密。刮轨牢固绑扎固定在插筋顶部的“T”型托架上，托架通过全站仪精确测量，高度偏差按照0～+2mm执行。刮轨间距一般按2m设置。为保证刮轨系统稳定不得与仓内钢筋相连，确保不受施工过程混凝土布料冲击、人员踩踏和设备使用影响而变形，不造成混凝土浇筑控制高程出现偏差。

(4)安装场底板混凝土施工根据仓面设计分单元浇筑，每仓投入4辆12m3自卸搅拌罐车和1台TB110G车载式旋转布料机运输下料入仓。布料机旋转伸缩可覆盖全仓面，通过激光水平仪投射的可见光控制可将混凝土按照台阶高度37cm、38cm均匀摊铺，避免下料堆积，便于整平振捣，可加快入仓速度，减轻作业人员的劳动强度，提高施工效率。

(5)圆筒形钢制滚筒采用长3.0m的DN150无缝钢管制作，为增加滚筒自重需在钢管内填装细砂后封堵端头。使用时采用人工拖拉方式在刮轨上行走，压平混凝土表面，起到压高填低大面压平作用。随后再通过使用2.5m铝合金水平刮尺，2人配合紧贴刮轨搓动刮面进行精细化找平。滚筒和铝合金刮尺配合找平，能够起到节省时间提高平整功效的作用。

(6)混凝土浇筑前在转子二期中间位置架设激光水平仪[3]，使投射出的激光在混凝土设计高程同一平面内，通过激光水平仪投射光线找出混凝土表面不满足高程控制要求的区域，按照高刮低补原则进行处理，以此来达到平整度控制要求。

使用激光水平仪投射的可见光控制底板混凝土大面浇筑平整度，采用全站仪间隔1m测点采集大面高程数据，确保浇筑大面高程满足0～-10mm规范要求。

(7)平整度控制检查分析：混凝土终凝后，按照间隔3m布置连续测线，使用2m靠尺和游标塞尺检测混凝土表面平整度，量测得到平整度满足3mm/2m控制目标。

通过平整度数据统计结果表明，所采取的激光水平仪+平面刮轨控制技术能够满足安装场大面平整度控制要求。

2.4 应用激光水平仪跟踪测量技术的适用性

激光水平仪包括激光水平仪本体加一个三脚架基座，激光水平仪安装在三脚架基座上，现场也可直接座在预制平整牢固基础上。可以通过控制基座高程来投射结构物表面控制大面平整度，使用方便、操作简单、价格低廉，能够提供较精确控制，便于应用在现场结构物水平高程控制上。

激光水平仪应用在左岸引水发电系统工程中涉及有大面平整度控制要求的混凝土施工部位，此工艺方法已推广到左岸引水发电系统工程中主变室、副厂房等大面楼板混凝土结构、尾水管底板混凝土结构、进水口前池底板及进水塔顶部混凝土结构等。

2.5 强化责任与激励制度在安装场底板质量控制中的意义

(1)左岸安装场底板混凝土浇筑前技术、质量部联合对浇筑方案、质量控制重点进行详细交底，确保全体施工人员心中有数。

(2)开仓前、浇筑过程交接班时通过班前会形式再次细致交底，并明确施工管理人员、作业人员、质控人员岗位职责，划分责任范围，强化责任心。

(3)浇筑过程质量管控人员实行现场全程旁站管控，试验人员及时检查混凝土各项性能指标，通过试验系统及时向拌合楼反馈混凝土来料情况。

(4)施工管理人员确保设备运行正常，运输供料连续及时，动态调整作业人员、设备投入，确保混凝土浇筑正常施工。

(5)做好突发状况下的应急预案，如布料机故障造成的仓内供料中断，可以现场备用一台布料机或泵送设备来应对。

(6)浇筑完成及时进行总结、固化施工工艺[4]。对于在施工过程中责任心强、工作尽职尽责，浇筑完成达到预期质量目标的同志，质量部直接给予个人发放经济奖励。对工作出现偏差造成不良后果的，给予经济处罚并承担相应的责任。

3 引入激光水平仪提升质量控制的特点和优势

(1)与传统施工工艺相比，采用激光水平仪能够实时动态跟踪检测，作业人员可视激光射线所形成平面光圈，及时控制混凝土分层摊铺高度，减少人工平仓强度，有利于混凝土分层振捣质量控制，提高施工效率。

(2)传统大面混凝土结构物施工，采用模板边缘、设置钢筋头来标注高程，通过挂线来控制大面平整度，施工中易受到模板变形、钢筋头移位、挂线断开或线松紧度影响，准确度得不到保证。而引入激光水平仪可有效杜绝以上施工中常遇见的预制标准失效问题，只要激光水平仪未受扰动，投射出的控制标准就不会出现偏差，激光水平仪在现场设置简单，操作方便，有利于提高现场工艺控制水平。

(3)激光水平仪设置好后，使用过程通过投射的可见光来控制浇筑高程，减小收面高程控制难度，减少熟练工和专业测量人员的投入，降低施工成本。

(4)激光水平仪在地下洞室使用时受环境因素影响小，激光水平仪精度、投射距离和投射光线辨识度相比露天使用更具有优势。在地下厂房系统大面积混凝土结构物浇筑平面高程控制中，平整度控制更加精确，一次性控制范围更大。

(5)应用激光水平仪动态跟踪混凝土浇筑技术控制手段，能够实时便捷测量大面积混凝土浇筑过程中结构物顶面高程与设计高程偏差，及时修正偏差，避免出现超出设计规范允许误差，减少后期施工难度或处理费用，确保结构物外观效果。

4 结语

白鹤滩水电站左岸地下厂房安装场底板混凝土施工平整度控制技术应用，取得良好质量控制成果，可为类似大面积混凝土施工平整度控制提供参考。通过优化施工工艺，施工过程使用测量仪器实时跟踪检测[5]，使现场作业更便捷，提升施工效率，减少施工成本，同时在提质增效构建本质质量方面取得了一定成果，对后续水电站大面积混凝土施工质量控制具有一定的指导和借鉴意义，具有一定推广价值。