某大坝泄洪表孔进口段及溢流面施工方法探析

2021-04-10

工程技术研究 2021年2期

中国葛洲坝集团第二工程有限公司，四川成都 610015

1 工程概述

该大坝工程泄洪表孔跨越三条横缝，孔长分别为40.025m、40.215m、41.232m。所有泄洪表孔进口处闸墩的墩头均为流线型。所有表孔的流道进口处牛腿i=1/12，出口处牛腿i=1/1.27。每个泄洪表孔的溢流面均是由三段反向圆弧、WES曲线以及两段直线组成的。WES曲线方程为Y=0.001184X1.85。进口处宽为11.4m，出口处宽为4.8m。采用C18040W15F300混凝土浇筑。

2 施工难点

（1）泄洪表孔进口段为弧形。在进口处需要立反弧模板和3.0m高的侧墙模板。布设有2层钢筋，层间距为20cm×20cm。受多层密集钢筋网和反弧段模板的影响，施工时立模和混凝土下料及振捣的难度将明显增加。

（2）每个溢流面都是由反弧段和WES曲线及斜直线段组成。其立模和结构面收光为施工重点和难点。反弧段采用定型钢模板解决体形问题，WES曲线段采用φ25mm螺纹钢及结安螺母固定样架及定型钢模板，斜直线段拟采用翻模施工工艺，由人工进行抹面收光工作。

3 施工方法

3.1 施工工艺流程

底板过流面施工流程如下：测量放线→钢筋绑扎→模板安装→样架安装→样架校核→混凝土浇筑→刮尺找平（或拆模）→抹面成型。

3.2 模板施工

（1）进口墩头模板。进口闸墩两侧圆弧模板：需要使用提前专门定制的悬臂定型曲面结合普通悬臂模板。

（2）进口处反弧段模板。进口反弧段：为保证该部位过流面砼质量，拟用定型钢模板并搭设样架。钢模板必须在新浇砼初凝之前完成拆除工序，并及时进行人工抹面收光。

（3）溢流面模板。反弧段：为保证该部分过流面砼质量，拟用定型钢模板并搭设样架。钢模板必须在新浇砼初凝之前完成拆除工序，并及时进行人工抹面收光。WES曲线段：此段坡度较缓，为满足下料要求，不铺设模板，采用架设样架的方式进行仓面高程及收面控制。直线段：采用P6015、P3015、P1015组合钢模板局部木模补缝，模板采用内撑内拉方式进行加固，采用L50角钢、双调节螺母的结构作为模板样架。开仓前将模板样架搭设完毕，为方便下料先安装1.5m模板，根据浇筑进展情况逐级向上安装模板。

直线段模板内撑内拉具体方式：①在前置仓位仓收仓面上预埋φ25mm插筋，埋深0.5m，外露0.2m。②在待浇筑仓内布置三角柱和φ32mm立筋，三角柱和φ32mm立筋底部与预埋φ32mm插筋焊接。③样架采用仓内φ32mm立筋或三角柱顶部安装钢筋套筒（或采用结安螺母），精确调节模板。模板安装误差不超过±2mm，经测量校核并加固牢靠，严防跑模以保障过流面平整度。

（4）闸墩边墙模板。闸墩边墙模板：三角区内采用胶合板作为模板，胶合板提前在综合加工厂内完成制作并编号。其余三角区以上部分以及闸墩下游面部分均采用大型平面钢模。

（5）门槽模板。该部位采用预加工的定型木模。

3.3 钢筋施工

（1）钢筋加工前先由配料员开配料单，再由技术主管审核后送到钢筋厂加工。钢筋加工厂按照配料单上的参数要求完成下料、成型等工作，将成型的钢筋分类码放整齐，并编号挂牌。

（2）施工班组材料员根据施工需求到钢筋加工厂领取已加工好并检查合格的钢筋，用平板车运至现场，用缆机或塔吊入仓。

（3）钢筋安装前，测量人员现场放样，由施工人员在锚杆上每隔2～3m焊接一根纵向架立钢筋（圆弧段钢筋每隔2m放出控制高程）。安装结构钢筋时按先外层后内层的顺序施工，严格控制安装间距，主筋施工完成后绑扎分布筋。过程中应特别关注保护层的大小、接头错位等是否符合规范要求。

（4）钢筋接头采用焊接方式。施工过程中按照《钢筋焊接及验收规程》（JGJ 18—96）中相关要求严格执行。

3.4 混凝土工程

（1）混凝土浇筑。表孔过流面混凝土采用1.5m升层施工，故当每仓过流面混凝土浇筑在收仓时仅为一个狭窄的三角区域，为避免结构不利，拟在收仓面设置垂直于结构面的倒角，高10cm，以1∶4缓坡与仓面相接。

过流面两侧流道模板采用内撑内拉方式加固，浇筑过程中只能采用纯人工进行平仓和振捣作业，禁止平仓机、振捣台车等大型设备进入，避免模板系统损坏失稳，造成事故。在该部位浇筑过程中，应该保证优先铺料、及时覆盖，确保其上升进度与仓面其他非结构部分同步。混凝土下料过程中，应注意避开钢筋样架，防止样架移位、变形；下料高度控制在1.5m以下，避免冲击荷载对结构钢筋及模板样架的不利影响，严禁混凝土在钢筋网片上堆积。

表孔过流面混凝土浇筑过程中采用人工平仓，采用直径φ100mm高频振捣器人工振捣。振捣时需要注意方法，保持振捣棒与模板面同向倾斜，不得直接竖向插入，防止造成模板位移。振捣作业应依次进行，不得欠振、漏振。振捣过程中如产生泌水应及时清除。具体振捣时间、振捣器插入距离和深度等应满足混凝土施工规范要求。

（2）过流面抹面。下部陡直段：下部陡直段指与水平面夹角为42.8°的区域，施工作业人员必须借助施工栈桥等相应辅助手段才能进行收面作业。为保证施工作业人员安全，避免工具、杂物等掉落，影响下部施工，需要在该部位流道下游处设置防护墙。防护墙用钢管搭设，上面铺满竹跳板；竹跳板与钢管之间采用铁丝绑扎牢靠。

根据现场施工作业需要，提前制作好尺寸大小合适的施工栈桥。闸墩处需用L25角钢提前加工制作桥台，使用时用φ16mm圆钢制作的挂钩挂在钢模板水平围檩上；横缝处需用L25角钢提前加工制作桥台，使用时固定放置于模板边上，桥台底部用φ16mm圆钢固定在钢模板插销孔里面；施工栈桥与各桥台之间必须用M10螺栓可靠连接。闸墩处桥台要满足在每档水平围檩内可调节2次高度的要求，可调节间距为30cm；横缝处桥台要满足每爬升1个模板插销孔时竖直方向上升10cm的要求，如此可实现栈桥两端桥台基本水平，确保施工安全。当后浇区域在横缝处无模板可安装固定桥台时，可考虑直接在溢流面上铺设保温被以放置桥台基座，桥台基座本体要和仓面预埋钢筋可靠连接，其侧面要与钢模板围檩连接牢靠，以此保证桥台基座不滑移，确保施工安全。

上部缓直段：上部缓直段区域坡度相对较缓，施工人员可直接进行作业，无需工作桥辅助。浇筑时，施工作业人员必须正确佩戴安全帽、安全绳以及安全带。安全带绳端必须固定在附近钢模板的钢管围檩上面。作业时，施工人员直接站在连接加固牢靠的组合钢模板上面进行作业，避免对附近周边混凝土造成扰动，影响质量。

WES曲线段：现场施工中，当混凝土浇筑高度上升至与样架上口高度齐平时，应先进行人工平仓并振捣密实，然后用刮尺紧靠在样架钢管上方侧，从下游处往上游运动，刮除表面多余混凝土，使过流面基本成型。随后密切观察，当发现混凝土接近初凝时，及时拆除样架并用混凝土原浆进行填实抹平及抹面收光施工。为了施工方便，钢管样架应该分段架设，分段拆除，各个工作面错开；完成一段拆除一段，抹面收光一段；同一截面的抹面工作应同时进行，尽量快速并确保质量。

按照作业指导书要求，混凝土面抹面施工分三次进行。第一次应当在该施工段整平并振捣完成后及时进行。以柔压泛浆、压下露石、清除明显凹凸、去高填低，使灰浆均匀分布在混凝土表面；第二次应当在混凝土泌水后及时进行，以挤出气泡，将砂子压入板面，以消除砂眼为主要目的；第三次抹面要细致入微，着重消除板面上残留的各种不平整印痕，以加快板面水分蒸发。

进口反弧段：溢流面进口反弧段，该区域高1.6m，宽11.2m。为保证施工安全，拟在其上游处、横缝处分别设置钢管防护墙。混凝土浇筑施工时，负责进行收面作业的人员直接站在堰前及堰顶模板上面进行施工即可。

（3）混凝土养护。在仓面浇筑过程中，要实时有效控制仓内混凝土的温度。根据温控措施要求，当混凝土仓面温度高于23℃时，需要开启喷雾机持续洒水喷雾降温，将仓面温度控制在规范许可范围内。进行抹面收光作业时，派专门质检人员到现场巡查监督，以确保在混凝土初凝之前完成所有的抹面施工。混凝土抹面施工结束后，及时进行养护，保持混凝土面湿润，养护时间不得少于28d。

（4）溢流面保护。溢流面抹面施工完成后，要及时进行保护以防止上部施工坠物造成溢流面损伤。保护措施如下：首先，在溢流面表面满铺1.5cm厚彩条保温被；其次，在保温被上面用竹跳板压实并用φ48mm钢管固定竹跳板；最后，再铺上一层沙袋。