謝奇康

(葛洲壩新疆工程局，烏魯木齊831400)

0 前 言

克孜爾水庫(kù)樞紐工程位于塔里木河水系渭干河流域，以灌溉、防洪為主，兼具水力發(fā)電、水產(chǎn)養(yǎng)殖和旅游等綜合效益性。水庫(kù)于20 世紀(jì)90年代竣工，運(yùn)行中發(fā)生多次洪水和地震等自然災(zāi)害，2007年5月通過(guò)新疆水利廳組織的大壩安全鑒定，被確定為三類壩，列入全國(guó)第三批病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固專項(xiàng)規(guī)劃，并于2009年5月動(dòng)工進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

主壩加固方案主要是下游按原壩坡1∶2.25坡度培厚加高，上游則將原壩體防浪墻及壩頂路面拆除并進(jìn)行壩體加高1 m后進(jìn)行防浪墻施工。主壩防浪墻全長(zhǎng)1 080 m，墻高5.00 m，底寬2.8 m，為重力式擋土墻。座落在上游1 m寬砂礫料及1.8 m寬黏土心墻上，在防浪墻底部中間部位設(shè)有深50 cm，上口寬50 cm、下口寬30 cm的榫槽，混凝土標(biāo)號(hào)C25F200W4。

1 施工方案的制定

1.1 混凝土級(jí)配的選擇

大壩防浪墻是壩頂施工中最困難的施工部位，其為薄壁混凝土結(jié)構(gòu)，施工難度較大［1］。因防浪墻墻高5 m，且下游面有3個(gè)漸變段，根據(jù)防浪墻結(jié)構(gòu)形式，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，以便于架立模板及利于混凝土施工澆筑考慮，確定分3 期進(jìn)行混凝土澆筑，每1期澆筑為一澆筑區(qū)，即按圖1 所示，澆筑次序依次為①區(qū)、②區(qū)、③區(qū)。

根據(jù)結(jié)構(gòu)物斷面尺寸大小、鋼筋設(shè)計(jì)的疏密程度以及當(dāng)?shù)厣?、石骨料的供?yīng)情況綜合考慮，3個(gè)澆筑區(qū)均采用常態(tài)二級(jí)配混凝土。

圖1 混凝土澆筑區(qū)位置示意圖

1.2 施工工藝

1.2.1 榫槽開挖及墊層澆筑

心墻黏土填筑至1154.4 m高程后，人工進(jìn)行榫槽開挖和建基面清理，隨后進(jìn)行5 cm厚M10 砂漿墊層澆筑。

1.2.2 鋼筋制安

防浪墻鋼筋應(yīng)預(yù)先在制作場(chǎng)制作完畢，進(jìn)行鋼筋編號(hào)分類碼放整齊。待5 cm厚M10砂漿墊層達(dá)到一定的強(qiáng)度后，放線進(jìn)行鋼筋安裝，鋼筋接頭采用雙面搭接焊接。接頭應(yīng)錯(cuò)開50 cm，雙排鋼筋之間每一米增設(shè)一根架立筋，梅花形布置，架立筋采用?12 的鋼筋，主鋼筋與分布鋼筋采用22#鐵絲梅花形綁扎或點(diǎn)焊，鋼筋間距應(yīng)確保均勻。

1.2.3 模板架立

鋼筋安裝完畢后，隨后進(jìn)行模板架設(shè)。模板主要采用6015 型組合鋼模。模板與墊層之間的縫隙用砂漿封堵，確?；炷翝仓^(guò)程中不漏漿。模板豎向架立，采用撐拉的方法加固，即每層模板外側(cè)設(shè)2 排4 根?48 鋼管作橫向圍柃，長(zhǎng)度6 m。橫向圍柃外側(cè)每相隔1.2 m再設(shè)一道豎向圍柃(并排兩根)。豎向圍柃依每一澆筑區(qū)的高度確定，并排兩根豎向圍柃的中心對(duì)正兩張豎向架立模板的間隙，倉(cāng)面兩側(cè)模板之間采用對(duì)拉鋼片緊固，鋼片兩頭焊接?14的螺桿。具體方法為:對(duì)拉鋼片從兩側(cè)豎向模板的間隙和并排兩根豎向圍柃的中心穿越后，用碟卡套在對(duì)拉鋼片兩頭焊接的螺桿上，用螺帽上緊，緊緊對(duì)稱卡住兩側(cè)模板外兩根豎向圍柃。豎直方向?qū)撈g距75 cm，橫向?qū)撈g距1.2 m，梅花型布置［2］。模板間的間隙采用雙面膠封堵。

圍柃外側(cè)采用鋼管或圓木支撐和斜拉的方法加固。如何確保圍柃外側(cè)支撐的鋼管或圓木固定牢固，也即解決模板支護(hù)固定問(wèn)題，是需要認(rèn)真研究的。分析認(rèn)為:①區(qū)2.8 m寬，上游面0.9 m高的底座混凝土模板支護(hù)很好解決，而②區(qū)2 m和③區(qū)2.1 m高的混凝土墻支護(hù)則有一定難度。經(jīng)論證，在大壩上游壩坡20 cm厚的現(xiàn)澆混凝土面板施工中埋設(shè)40 cm長(zhǎng)的?48 鋼管作為錨筋來(lái)解決支護(hù)問(wèn)題可一舉兩得，?48 鋼管即可作為上游混凝土面板施工圖所設(shè)計(jì)的永久排水管之用，也可用于防浪墻上游模板的斜拉和利用斷面10* 10 cm方木進(jìn)行支頂固定之用。下游面模板的支護(hù)則是在①區(qū)混凝土施工中，距離底座下游面20 ～30 cm左右埋設(shè)70 cm長(zhǎng)的￠25 錨筋，用于②區(qū)和③區(qū)下游模板的斜拉和方木進(jìn)行支頂之用。

1.2.4 混凝土的拌制和運(yùn)輸

混凝土拌合站應(yīng)以距離施工現(xiàn)場(chǎng)較近，場(chǎng)地適當(dāng)開闊，砂、石骨料及其它物料便于堆放，施工道路平坦，水電供應(yīng)較為便利的原則設(shè)置，切忌設(shè)置在低洼地帶。

本工程經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察，拌合站設(shè)在壩軸線下游約800 m處，采用1m3強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌合，各種物料均嚴(yán)格按批準(zhǔn)的配合比電子計(jì)量配料，攪拌時(shí)間≥1.5min，按澆筑倉(cāng)面計(jì)劃用量拌制。使用8m3混凝土攪拌車運(yùn)輸，其運(yùn)輸能力完全可滿足混凝土澆筑強(qiáng)度的需要，使混凝土澆筑工作連續(xù)進(jìn)行，在混凝土運(yùn)到澆筑地點(diǎn)時(shí)，仍保持和易性及規(guī)定的坍落度。

1.2.5 混凝土澆筑工序的質(zhì)量控制

防浪墻每12 m為一段，采用跳倉(cāng)澆筑方式，先澆筑相隔幾個(gè)倉(cāng)室的防浪墻，待拆模后再補(bǔ)倉(cāng)澆筑。

澆筑①區(qū)前，先將防浪墻下游填筑80 cm高的砂礫料，以保證混凝土運(yùn)輸?shù)戎匦蛙囕v不在黏土心墻上行駛，避免造成黏土剪切破壞。同時(shí)，回填后的砂礫料高層高于混凝土澆筑高程，混凝土即可采用溜槽入倉(cāng)的方式，①區(qū)澆筑完畢后，澆筑;②區(qū);③區(qū)只搭設(shè)簡(jiǎn)易腳手架供人工操作，混凝土采用16T 吊車起吊混凝土吊灌入倉(cāng)，工人站在簡(jiǎn)易腳手架上輔助作業(yè)和進(jìn)行混凝土振搗。

1.3 技術(shù)要求

模板應(yīng)清理潔凈，并均勻涂刷脫模劑，堆碼整齊，隨時(shí)備用。澆筑混凝土前，應(yīng)仔細(xì)檢查拌和設(shè)備是否完好。澆筑過(guò)程中應(yīng)定期檢查混凝土的均勻性和坍落度，混凝土澆筑應(yīng)在一次作業(yè)中連續(xù)進(jìn)行，達(dá)到設(shè)計(jì)的施工縫為止，允許的間斷時(shí)間應(yīng)小于混凝土的初凝時(shí)間，在澆筑過(guò)程中或澆筑完成時(shí)，對(duì)混凝土裸露面應(yīng)及時(shí)進(jìn)行收面、抹平并壓光。當(dāng)裸露面面積較大或氣候不良時(shí)，應(yīng)覆蓋防護(hù)，但在混凝土初凝前，覆蓋物不得接觸混凝土面，工程各部位混凝土的澆筑日期、時(shí)辰及澆筑條件都應(yīng)保持完整的記錄。

混凝土一經(jīng)入倉(cāng)，應(yīng)立即進(jìn)行仔細(xì)的振搗，使之形成密實(shí)的均勻體。

施工縫應(yīng)待混凝土初凝后刨毛處理，以保證新老混凝土接合良好。

混凝土應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期應(yīng)最少保持28 天或經(jīng)監(jiān)理工程師指示的天數(shù)。灑水養(yǎng)護(hù)安排專人負(fù)責(zé)，混凝土表面應(yīng)始終保持濕潤(rùn)，覆蓋的養(yǎng)護(hù)毯應(yīng)采用能保持濕潤(rùn)的吸水材料。

混凝土澆筑前先使用水準(zhǔn)儀在基礎(chǔ)面確定高程，待模板安裝完畢后在模板上標(biāo)記控制點(diǎn)，在施工過(guò)程中隨時(shí)跟蹤測(cè)量，控制防浪墻平整度和設(shè)計(jì)尺寸。

2 出現(xiàn)的問(wèn)題剖析及對(duì)策

防浪墻混凝土施工中，發(fā)現(xiàn)以下質(zhì)量問(wèn)題:

為提高效率，保證工期，采用多段防浪墻同時(shí)作業(yè)，平行施工的方法。待防浪墻施工完畢拆模后發(fā)現(xiàn)②區(qū)下游面均存在蜂窩麻面現(xiàn)象，因②區(qū)下游面將回填砂礫料，屬于隱蔽內(nèi)面，無(wú)嚴(yán)格的外觀質(zhì)量要求。采取加固補(bǔ)強(qiáng)的方法完全可以解決。但多段防浪墻均出現(xiàn)此問(wèn)題，則非偶然性因素造成，屬于質(zhì)量通病，應(yīng)認(rèn)真研究，加以解決。

分析認(rèn)為:出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題主要原因的是防浪墻②區(qū)下游澆筑斜面為1∶0.3的坡度，上口30 cm，下口90 cm，高2 m。坡度較緩，鋼筋較密，操作人員無(wú)法進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)平倉(cāng)振搗，而站在上口，振搗棒還無(wú)法完全充分，萬(wàn)無(wú)一失的保證將斜面7 ～9 cm坍落度的常態(tài)混凝土振搗密實(shí)，無(wú)蜂窩麻面。

經(jīng)論證，在②區(qū)混凝土澆筑中采用18 ～20 cm的泵送混凝土配合比，由于泵送混凝土流動(dòng)性、保水性和黏聚性較好，易密性相對(duì)也比常態(tài)混凝土要好得多，確保了混凝土振搗密實(shí)。只是成本略高。

①、②區(qū)混凝土迎水面接縫處有細(xì)微的錯(cuò)臺(tái)出現(xiàn)。分析認(rèn)為:①區(qū)混凝土澆筑完成后，進(jìn)行混凝土施工縫處理和架設(shè)②區(qū)模板，再進(jìn)行②區(qū)混凝土澆筑。因①、②區(qū)混凝土不是一次性澆筑完成的，混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力不一致，模板的變形出現(xiàn)細(xì)微突變現(xiàn)象，造成①、②區(qū)混凝土迎水面接縫處有一定錯(cuò)臺(tái)出現(xiàn)。

針對(duì)此情況，提出如下解決方案:防浪墻迎水面5 米高直墻模板應(yīng)一次性架設(shè)完成，可較好的控制模板的垂直度，避免因分次架設(shè)產(chǎn)生的誤差。背水面模板因不是垂直墻可分次架設(shè)。

同時(shí)在進(jìn)行①區(qū)混凝土澆筑時(shí)，臨近①、②區(qū)施工縫處(略為偏向1 區(qū)內(nèi))預(yù)埋對(duì)拉鋼片并扣住迎水面的豎向圍柃，對(duì)拉鋼片澆筑在①區(qū)混凝土內(nèi)。待②區(qū)混凝土澆筑時(shí)，因①區(qū)混凝土已產(chǎn)生一定強(qiáng)度，預(yù)埋在①區(qū)混凝土中的對(duì)拉鋼片已具有了很強(qiáng)的抗拔能力，且緊緊扣住了迎水面的豎向圍柃，避免了①、②區(qū)混凝土澆筑時(shí)對(duì)模板的側(cè)壓力不一致出現(xiàn)微量的變形而造成的錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。

在防浪墻③區(qū)混凝土澆筑過(guò)程中，存在兩個(gè)問(wèn)題:①③區(qū)防浪墻高2.1 m，而露出壩頂?shù)母叨葹?.2 m，也即外露表面。要求必須保證外觀質(zhì)量，不要留有鋼筋頭等痕跡，否則盡管經(jīng)過(guò)防銹處理，防浪墻作為大壩旅游觀光的一道風(fēng)景線，勢(shì)必影響視覺(jué)效果。②由于在③區(qū)混凝土施工中預(yù)埋的各種管線較多，使得厚30 cm薄墻澆筑成為難題。同時(shí)，以后管線的維護(hù)也很困難。

針對(duì)此種情況，必須加強(qiáng)細(xì)節(jié)管理，經(jīng)與設(shè)計(jì)和監(jiān)理人員溝通，雙方取得共識(shí):

1)加高模板兩側(cè)的豎向圍柃，高出模板高程20～30 cm，使用短鋼管和卡扣件將兩側(cè)圍柃卡牢(混凝土內(nèi)不再留有對(duì)拉鋼片)，這樣就不會(huì)出現(xiàn)鋼筋頭現(xiàn)象。

2)優(yōu)化設(shè)計(jì)，在壩頂上游沿壩軸線方向設(shè)置電纜溝，電纜溝蓋板采用彩色混凝土預(yù)制花紋條磚，這樣既增強(qiáng)了大壩的美觀，各種管線放置在電纜溝內(nèi)，以后管線的維護(hù)也將十分方便。

3)區(qū)內(nèi)僅預(yù)埋架設(shè)在防浪墻上燈塔的照明線路，解決了防浪墻中預(yù)留的管線較多而使混凝土不易澆筑的難題。

3 結(jié) 語(yǔ)

1)應(yīng)首先研究制定較為合理的施工方案，這是保證施工質(zhì)量的前提，如本工程中對(duì)模板支護(hù)固定問(wèn)題所采取的措施，實(shí)踐證明，措施得當(dāng)。同時(shí)在施工中，還應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題予以解決，不斷完善施工方案。

2)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，應(yīng)選擇混凝土合理級(jí)配和坍落度，保證混凝土的和易性。在大壩防浪墻②區(qū)混凝土施工中，經(jīng)過(guò)優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)，原混凝土坍落度為7 ～9 cm，改為18 ～20 cm坍落度的泵送混凝土，效果良好。

3)正確分析防浪墻施工難度，根據(jù)其截面結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行合理的分期工作，使得支模、鋼筋安裝、混凝土澆筑等在合理工序下進(jìn)行作業(yè)，從施工效果看，大壩防浪墻分3 期施工是合理的。

4)加強(qiáng)細(xì)節(jié)管理，消除施工中可能會(huì)給建筑物外觀留下暇疵的一些工序環(huán)節(jié)，使得防浪墻外觀質(zhì)量得到很好的保證。達(dá)到防浪墻的實(shí)用與靚麗、景觀與防洪相結(jié)合的良好效果。

5)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，不僅使施工得以順利進(jìn)展，同時(shí)也為工程建成以后的有效運(yùn)行提供保障。

［1］張玉山.小型混凝土預(yù)制件施工工法［J］. 河南水利與南水北調(diào)，2010(09):66 －67.

［2］周益舒，陳敏潔. 水工混凝土施工質(zhì)量控制管理［J］. 工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2013(12):157 －189.