关于水电站溢洪道陡槽挑流坎结构砼施工工艺的探讨

摘要：作者参建了某水电站建设的全过程，其中对水电站溢洪道陡槽----挑流坎结构砼采用的施工工艺进行了研究分析，水电站溢洪道陡槽施工建设达到了设计要求，工程质量良好，满足结构设计要求与各位技术同仁共享。

关键词：溢洪道陡槽 ;施工难点分析;结构砼施工;施工工艺;安全质量控制。

1工程概述

某境外水电站装机容量240万千瓦，为面板堆石坝，进水口隧洞引水发电厂房，并设计有斜槽式溢洪道。溢洪道陡槽段从桩号CH0+272.00开始，至桩号CH0+602.785结束，全长约330.785m，其坡比变化为别为S=0.14、S=0.1864、S=1925、S=0.2260以及S=0.2563，其后与挑流坎相接，相邻坡段间通过1：2倒坡和平段过渡。陡槽横断面呈‘山形，分为左墙体、左底板、中墙、右底板和右墙体。

溢洪道挑流坎由左挑流坎和右挑流坎组成，与前部陡槽相接，挑坎面为圆弧面，圆弧半径40米，圆心角59°22′31.7″。挑流坎结构砼分两期施工：一期砼主要为墙体混凝土及二期预留台阶以下大体积基础砼，砼标号为C20和C30，二级配或三级配;二期砼为预留台阶以上C30以及挑坎面层50cm厚C45硅粉砼，级配为二级配。

1.1 施工难点

1.1.1 施工道路布置困难

由于泄槽段陡坡段坡度较大，结构混凝土以外没有布置施工道路的条件，只能在结构体范围内布置施工道路，根据施工总体规划，拟预留左、右底板（即B、D区）作为施工临时施工道路，其坡度根据结构体底板坡度确定，最大达26%，施工道路坡度大，安全问题突出。

1.1.2 施工材料、设备转移困难

陡槽段施工所需要的主要材料包括钢筋、模板和混凝土，由于道路坡度大，施工车辆载重通行，转弯，倒车困難，材料、设备运输困难，设备机动性差。

1.2.3墙体施工难度大

陡槽段墙体单薄，高度达20m，仓面狭长，仓面数量多，每段墙体分5～7层施工，且都需在斜坡面上搭设钢管操作架。混凝土入仓设备布置困难，入仓难度大。

1.2.4左岸冲沟排水问题

泄槽左岸山体冲沟遇暴雨时来水量大，对泄槽特别是陡槽的C区和E区施工干扰大，需合理安排上述两个区的施工顺序，尽量避开冲沟来水对施工的影响。

1.2.5 施工工期紧

前期陡槽段由于各方面原因，没有将工作面打开，陡槽段的施工集中在一年内施工，共有大约600个仓面，施工工期紧。

1.2 施工重点

利用B区与D区以及下游2个掺气槽布置覆盖全部底板的施工道路。

加快E区施工进度，尽快完成左墙暴雨沟施工，解决左岸排水问题，为争取D区早日施工创造条件。

加快挑流坎左块施工，充分利用布料机，为打开挑流坎相邻块创造条件，缓解后期施工压力。

2施工道路布置

根据现场已有道路情况，结合后期施工组织计划，现对陡槽及挑流坎的施工道路做出如下规划：

1）在堰闸段施工通道未关闭前，可充分利用堰闸通道作为主要施工通道。该道路可通至11B拌和楼及进水口EL.180.00m平台。砼罐车、钢筋以及部分施工材料可通过该道路运至陡槽段。

2）现场将通往EL.236.50m平台的道路与上坝道路相接，向上游可至11B拌和楼，向下游可至W6拌和楼。该道路为泥结碎石路面，路况较好，考虑作为后期陡槽段砼及物资运输路线，但运输距离较长。

3）利用现场已存挑流坎开挖出渣道路作为后期挑流坎施工的主要道路，并对该道路进行平整、局部平坡和拓宽处理，与厂房下游围堰道路平缓相接。该道路通过下游围堰可至W6拌和楼，且距离较短，可考虑作为挑流坎及消力池砼运输主要路线。

4）场内施工道路在桩号CH0+272.00处由B区转至D区，并沿D区直线布置，在三号掺气槽部位沿开挖平台转至B区，向下游直接与挑流坎右边块开挖EL.106.00m平台贯通。在3#掺气槽右侧EL.130.00m平台部位有临时施工支路可通至下游围堰，但该道路坡陡弯急，可考虑作为临时施工交通道。可在EL106.00m右侧纵向齿槽部位回填渣料，形成临时通道，通道宽7.5m。该通道可作为布料机转移及塔机大件运输道路。

3风、水、电供应

施工用风：仅基础处理和可能的砼缺陷修补需要用风，可布置移动式空压机1台供风。

施工用水：主要包括清基及养护用水，从EL.236.5平台水池引水，沿泄槽段A区边墙布设主供水水管，然后通过支管引至各施工仓面。

施工用电：施工用电由布置在挑流坎右侧的箱变接线至施工工作面。

4施工设备布置

4.1 斜槽段设备布置

陡槽段结构砼入仓主要利用移动式布料机（型号为BLJ-600-40B），布料机沿主要施工道路布置，主要负责底板混凝土以及墙体的第一、二层混凝土入仓。在布料机不能覆盖的部位以及墙体小仓面利用50T履带吊配合吊罐入仓或砼泵入仓。

4.2挑流坎设备布置

布料机：布料机作为挑流坎齿槽及底板的主要混凝土入仓设备，主要布置在两个平台，即右挑流坎的EL.106m平台以及左挑流坎的EL.97m平台，而混凝土的运输则通过厂房下游围堰运输。

F0/23B塔机：布置在左挑流坎右边块LFB-2下游底板区域，可全部覆盖左右挑流坎区域，主要用作施工材料包括钢筋、模板、工器具的吊运，必要时可作为特别的墙体施工时砼入仓的手段。

履带吊车及砼泵：履带式吊车主要作为材料与模板的吊运工具，兼作为混凝土浇筑入仓设备;砼泵为主要入仓手段。

根据目前挑流坎施工的实际情况，为争取尽快打开挑流坎工作面，对挑流坎施工顺序以及设备布置做如下规划：

1）尽快做好左挑流坎左边块LFB-1的施工准备工作，利用布料机作为主要入仓手段。布料机布置在EL97.00m平台及下游护坦开挖基础上移动铺料。在该位置布料机可控制至高程EL109.35m，即可控制LFB-1前5层的砼入仓。6～10层砼浇筑可利用履带吊配合卧罐或泵送入仓。塔机安装就位后也可利用塔机吊1m3卧罐入仓。

2）在完成左边块LFB-1前5层砼施工，即可展开左挑流坎右边块LFB-2的施工。该部位可利用布置在EL.106m平台的布料机入仓。布料机最大控制高程为EL.118.35m，即可控制前面10层以及挑流坎过流面二期砼的入仓。第10～11层墙体可用塔机吊卧罐或砼泵入仓。

3）关于陡槽段25.63%坡段左边墙、左底板的砼入仓：布料机布置在右挑流坎左边块EL.106m平台内可控制陡槽段左墙E39、E40以及左底板D19、D20的砼入仓。左边墙E36、E37以及左底板D18可利用布置在左边墙E35布料机工作平台的布料机作为入仓手段。

4）在右挑坎右边块RFB-2齿槽局部回填至EL.106m高程后，以扩大EL.106m平台布料机活动范围。将布料机布置在右边块EL.106m平台内，可控制右挑流坎左边块RFB-1以及下游护坦RFB-4、RFB-7、RFB-5、RFB-8的砼入仓，也可利用塔机作为砼入仓的补充手段

5）在完成右挑坎左边块RFB-1结构砼施工后，可展开右挑坎右边块RFB-2结构砼的施工。该部位施工时可利用布置在B区B18块工作平台上的布料机作为主要入仓手段，下游布料机覆盖不到的部位可用塔机吊吊卧罐入仓。

6）挑流坎过流面二期砼可采用泵送入仓。

5模板工程

根据结构分层分块及体形的不同，模板布置及施工采取不同方式。

1）对陡槽底板以及挑流面模板施工按以下规则配置模板：

其中B、D区拖模可用进水口拖模进行改造，C区拖模另行加工。

2）墙体标准分层可采用悬臂大钢模。

3）墙体转角部位加工定型钢模板。

4）挑流坎墙体曲面部位可现立组合钢模板。

挑坎过流面可采取曲面桁架下挂小钢模的方式。曲面模板施工时，由测量全程配合，先安装固定好模板安装桁架，以作为钢模面板安装的导轨。模板安装桁架用短φ48×3.5钢管和可调节柱帽进行临时支撑固定，间距为1.0×0.75m，待钢模板安装到该临时支撑处时，将该临时支撑拆除，并用模板内支撑代替。散钢模板应随砼的浇筑分段安装，以满足砼入仓及振捣的需要。另外随砼的浇筑上升，在先浇段砼快初凝时，及时分段将模板拆除，并对砼表面进行适当的人工处理（套筒螺栓孔、模板印迹线、缓坡段可能存在的局部脱空、与边墙相交处及局部不平顺处等进行适當的人工收面处理），同时收面后应及时覆盖湿麻袋并采用花管流水养护。

6钢筋工程

钢筋施工根据车间图所示的型号、尺寸在钢筋厂加工好后运至施工现场，由吊车吊入仓内进行人工绑扎。钢筋安装前，应根据测量放样安装好样架钢筋，后一层钢筋施工时应对前一层钢筋进行清理、调直，钢筋的型号、间距、搭接长度、保护层厚度等必须严格按车间图执行。钢筋保护层未做特殊说明时均按10cm 控制，搭接和锚固长度不小于44倍钢筋直径。在墙体采用套筒接头的部位，在砼浇注时要做好套筒的保护，防止套筒被砂浆污染、掩埋。

7止水的加工与安装

陡槽段及挑流坎在结构缝面以及墙体接缝处均布置有铜止水，陡槽段墙体外侧暴雨沟及挑坎下游以及中墙廊道结构缝设有橡胶止水。铜止水为1.2mm厚“Z”型铜止水，宽40cm;橡胶止水宽355mm。

7.1 止水的加工

“Z”型铜止水在木工厂内用止水加工专用模具压制成型，一次加工的长度应根据结构块的尺寸确定以尽量减少搭接接头，加工时部位负责人应向车间提交计划（包括每条止水带的长度、数量），以免造成不必要的浪费。

7.2 止水的安装

安装时应严格按照车间图所标示的位置进行安装，包括止水的安装高程、桩号等必须符合车间图的要求，对需要延伸至相邻块或墙体内继续上升的止水带要留有足够的搭接长度，以便下次施工。止水的固定利用专用围囹进行固定，严禁在止水带上打孔固定。橡胶止水安装时严格按照设计位置布置，缝两侧的止水片宽度要大致相等，并用铁丝环拉紧，防止移动。同时在混凝土浇筑前将止水片上所有的油迹、灰浆和其它影响混凝土粘结的有害物质彻底清除。橡胶止水在安装过程中要防止撕裂、挂擦、刻划，不满足要求的止水片要及时修补或替换。

7.3 止水接头的连接

“Z”型铜止水接头形式主要有：“十”字接头、“丁”字接头及搭接接头三种形式，每种接头的焊接样品均已经过当地具有相关资质部门的检验，经检测满足设计要求。进行接头现场焊接施工的焊工必须持有相关的资质证明，并经过本项目相关部门的培训且经考核合格后方可上岗。橡胶止水要按照制造商的说明书进行加热拼接，接头处抗拉强度满足设计要求。

8结构砼施工

8.1 清基

在进行相应块结构砼施工前，首先应对基面进行清理，清理主要包括：1）将基面的淤泥、砂浆及其它杂物进行清理并用高压水冲洗干净。狭小仓面或钢筋密集部位采取人工凿毛，凿毛采用钝斧，禁止采用尖利工具，防止破坏结构砼;2）对下层已浇筑的凿毛处理、预埋的结构钢筋进行清理、调直，对钢筋表面的污物清理;3）清基完成及在砼浇筑过程中，应采取必要措施，对外来水进行妥善引排，避免仓面的二次污染。

8.2 砼技术指标

陡槽段：过流面面层为50cm厚C45硅粉砼，其余部位砼标号为C30。

挑流坎：挑坎过流面面层为50cm厚C45硅粉砼，二期台阶以下砼标号为C20，其余部位砼标号为C30。

砼级配根据现场入仓方式选取二级配或三级配，面层C45硅粉砼以及泵送砼为二级配，吊罐或布料机入仓优先选用三级配。

8.3 砼浇筑

砼入仓方式参考第4条“施工设备布置”。砼铺料采用平铺法，每一坯层厚度控制在30～50cm，浇筑方向按照从上游到下游、由低至高的顺序进行浇筑。为避免缓坡段模板表面砼出现脱空现象，每一砼浇筑坯层靠模板表面应采用适当、有序打压。砼下料时应将模板表面及其他边角部位的集中骨料用人工铲除分散均匀，以避免产生蜂窝、麻面等局部缺陷。砼振搗时严禁以平仓代替振捣，平仓后应分层有序振捣，同时振捣器应垂直插入砼内并伸入下一坯层5～10cm。振捣器采用φ100振捣棒，边角部位辅以φ70软轴振捣器。另外为保证砼表面光洁、密实，在每一坯层浇后30分钟～45分钟，砼尚未初凝前用φ70软轴振捣器在靠近模板表面对砼进行二次复振。

8.4 养护

由于面层砼为C45高标号硅粉砼，为避免砼表面因水份蒸发过快而产生干缩裂缝，要求在砼浇筑完毕且初凝后，应在砼表面立即覆盖湿麻袋并采用花管进行流水养护，养护时间不得少于28d。墙体砼养护至上层砼覆盖为止，最上层墙体砼养护14天以上。

施工质量控制

1. 严格执行三检制，既班组自检、主管初检、质量与监理终检，尤其要加强自检、初检，发现问题应及时处理。

2. 现场主管及其他中方管理人员应向劳务做必要的技术交底，施工过程中要加强巡视和指导，必要时要做出示范。

3. 要做好防雨工作，砼开仓前要配备必要的防雨设施（如彩条布及搭设防雨棚）。

4. 仓内砼积水及外来水要及时处理，砼开仓前要配备必要排水工具（如铁锹、棉纱、灰桶等）。

5. 加强与拌和楼的联系，保证砼供料的连续性，尤其要避免出现施工冷缝。如确定拌和楼因故障长时间不能来料，应及时将仓面砼料做妥善处理，停浇砼待以后做施工缝处理。

6. 加强施工机械的维修保养工作，避免施工中途出现故障，大仓面要有备用的浇筑设备。

7. 模板的固定、支撑必须牢固可靠。砼浇筑时要安排专职人员看模，尤其是止水部位要加强看护以防止水在砼浇筑过程中跑偏。在浇筑过程中如果出现局部跑模要及时校正。

8. 严格按照车间图施工，对图纸理解一定要统一，理解有偏差的部位要及时通知技术部门解释。

9. 规范砼下料、振捣等施工工艺，保证砼的振捣密实，坚持二次复振工艺。

8.5安全文明施工

1. 严格按照安全生产的规定、要求组织施工生产。

2. 进入施工现场，必须按要求佩戴好安全帽、穿好工作鞋，高空作业要系好安全绳及安全带。

3. 现场施工的材料及工器具要有序摆放，文明施工，施工完后要及时清场。

4. 高空施工要防止工器具及材料坠落对下面人员造成伤害。

5. 危险部位安全标示要醒目、明确，并用中、英、马三种语言标示清楚。

6. 加强现场安全用电管理，非专职电工不得进行电气操作。现场电源线布设必须规范整齐，同时对电源线要随时进行检查看有无破皮等安全隐患。

7. 布料机以及其他大型设备必须由专职人员操作，并配备专门的安全员及信号工。

8. 履带吊必须在平坦、坚实的地面上作业、行走和停放。正常作业时坡度不大于5%。在挑坎下游履带吊需在坡面作业的部位，必须铺设临时工作平台，并与基坑、沟槽保持一定的安全距离。

9. 加强现场交通安全管理，安排专职人员进行交通指挥。

10. 坑槽及临空部位要设置必要的安全通道护栏。

结束语

水电站溢洪道陡槽—-挑流坎结构砼实际施工过程中，在全体施工人员的共同努力下，施工过程及工艺严格按照本文介绍进行，成功克服了施工道路布置困难、施工材料及设备转移难度大、施工期排水布置难度大和施工工期紧等施工难点。成型的溢洪道陡槽—挑流坎墙体和底板砼面光滑，特别是底板不同坡度的坡面混凝土施工采取本文设计的抹面方式，砼收面质量受到严格并有效的控制。同时，施工设备以及砼浇筑入仓手段严格按照本文介绍进行施工，因此尽管施工难度较大，但由于施工设备得到了高效的利用，实际施工进度满足预期。业主对水电站溢洪道陡槽-—挑流坎结构砼施工进行了全程的监督，并对结果给予了高度的评价。目前水电站溢洪道陡槽-—挑流坎已经投入稳定运行之中。

作者简介：杨可汉、出生年月：1980.01.19、性别：男、民族：汉、籍贯（湖北公安）、学历（本科）、职称：工程师、研究方向：水利水电工程。