吳 蕾，婁紅兵，謝 越

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司觀音巖項(xiàng)目部，四川 攀枝花，617012)

觀音巖水電站尾水?dāng)U散段施工工藝

吳 蕾，婁紅兵，謝 越

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司觀音巖項(xiàng)目部，四川 攀枝花，617012)

觀音巖水電站尾水管擴(kuò)散段結(jié)構(gòu)體形復(fù)雜，混凝土外露面為過(guò)流面，混凝土表面質(zhì)量要求高；尾水?dāng)U散段各個(gè)邊角均為圓弧形。施工難點(diǎn)在于模板配置設(shè)計(jì)及過(guò)流面質(zhì)量控制。本文主要介紹了該電站尾水?dāng)U散段施工的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了它的施工技術(shù)要求及施工方法。

觀音巖水電站 尾水?dāng)U散段 定型鋼模板 混凝土施工

1 工程概況

觀音巖水電站位于云南省麗江市華坪縣與四川省攀枝花市的交界處，上游接魯?shù)乩娬?，下游距攀枝花?7km,是金沙江中游河段唯一的界河電站。該電站是金沙江中游河段“一庫(kù)八級(jí)”水電開(kāi)發(fā)方案的最后一個(gè)梯級(jí)，也是除龍盤(pán)外8個(gè)梯級(jí)電站中在建的最大工程。水電站為一等大(1)型工程，以發(fā)電為主，兼顧防洪、供水、庫(kù)區(qū)航運(yùn)及旅游等綜合利用效益。電站水庫(kù)正常蓄水位1134m，正常蓄水位以下庫(kù)容為20.72億m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容5.55億m3，裝機(jī)容量3000(5×600MW)MW。

觀音巖水電站主廠(chǎng)房下游側(cè)尾水?dāng)U散段，單孔最大寬度為11.58m，高度范圍為6.10m～10.27m，呈倒坡?tīng)?，底板坡度?°，頂板坡度為13.8°，各個(gè)邊角均為圓弧形，最大圓弧半徑3.077m，最小圓弧半徑0.887m。尾水?dāng)U散段緩坡面順接肘管底板，按5°坡將機(jī)組尾水導(dǎo)出至尾水渠。該尾水?dāng)U散段范圍為壩橫0+159.600m～壩橫0+196.600m，高程983.00m～985.52m,總長(zhǎng)37m，高差為2.52m，該部位混凝土標(biāo)號(hào)為C2825W8F100。

2 尾水?dāng)U散段混凝土施工

2.1 施工重點(diǎn)及難點(diǎn)

(1)尾水?dāng)U散段混凝土體型較復(fù)雜，邊角處含漸變段圓弧型，需采用定型模板和普通鋼模板(或?qū)汒惏?進(jìn)行拼裝，安裝難度大；

(2)尾水?dāng)U散段孔寬度和高度較大，且采用現(xiàn)澆混凝土施工，滿(mǎn)堂腳手架支撐，腳手架施工量大，且底板和頂板為斜坡和曲面，施工難度大，安全要求高；

(3)尾水?dāng)U散段鋼筋較多，備倉(cāng)時(shí)間較長(zhǎng)，且施工工藝比較復(fù)雜，影響混凝土澆筑施工效率；

(4)尾水?dāng)U散段為過(guò)流面混凝土，高差大，需分多層進(jìn)行施工，施工質(zhì)量要求高。

2.2 施工方案選擇

尾水?dāng)U散段壩橫0+160.00m～壩橫0+189.05m采用滿(mǎn)堂架作為模板支撐，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)尾水?dāng)U散段部位的分層方式，頂板處混凝土最大厚度為3.0m。

混凝土澆筑及材料運(yùn)輸，主要采用倉(cāng)內(nèi)布置的皮帶布料機(jī)進(jìn)行入倉(cāng)，并用下游布置的1臺(tái)M900型塔機(jī)、1臺(tái)MQ900B門(mén)機(jī)及1～2臺(tái)混凝土泵輔助施工。

2.3 排架參數(shù)設(shè)計(jì)

現(xiàn)以觀音巖水電站3#機(jī)尾水?dāng)U散段承重排架為例進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

尾水?dāng)U散段壩橫0+161m～壩橫0+189.05m頂板為斜坡?tīng)?，坡?3.8°，采用滿(mǎn)堂鋼架管承載孔頂模板，確保孔頂混凝土澆筑。組合鋼模板下部為縱橫向雙層D-1空心方鋼(邊長(zhǎng)A100mm，臂厚S=5.0mm)支撐，下部設(shè)相應(yīng)型號(hào)的調(diào)節(jié)螺桿，便于安裝和拆卸模板。下部排架鋼管采用φ4.8×3.5mm無(wú)縫焊接鋼管，搭設(shè)參數(shù)為0.75m×0.75m×1.0m(橫距×縱距×層高)，其順?biāo)鞣较蚝痛怪彼鞣较蛎扛?m設(shè)剪力撐穩(wěn)固排架。廠(chǎng)房尾水?dāng)U散段承重排架支撐如圖1所示。

圖1 廠(chǎng)房尾水?dāng)U散段承重排架支撐示意

2.4 混凝土澆筑施工方法

2.4.1 滿(mǎn)堂架施工

在孔底混凝土面通過(guò)測(cè)量定位立桿位置→鋪放調(diào)平槽鋼→擺放橫桿→逐根樹(shù)立立桿并與橫桿扣緊→安放第二步橫桿并與立桿扣緊→加設(shè)拋撐或剪刀撐→安放上部橫桿并與立桿扣緊→接長(zhǎng)立桿→增設(shè)橫桿并與立桿扣緊→安裝頂托→安裝方鋼→安裝頂板底模。

2.4.2 模板施工

尾水?dāng)U散段曲面部位采用定型鋼模板，平面部位組合鋼模板及大模板。

組合鋼模板采用P1015+P3015+6015模板構(gòu)件拼裝，模板之間采用“U”扣連接。模板與模板之間，以及模板與周邊已澆混凝土緊密相接，留有的縫隙用止?jié){帶封堵，保證施工過(guò)程中不漏漿。

安裝模板前，先對(duì)下層混凝土進(jìn)行插筋預(yù)埋，間排距為1.5m×2m、φ25mm、L=0.3m。安裝模板時(shí)外側(cè)采用方木或φ48mm架管作圍囹，內(nèi)側(cè)采用φ28mm、φ12mm作支撐筋、拉筋，固定模板。

大面混凝土面部位采用3m×3.1m懸臂大模板，嚴(yán)格按照廠(chǎng)家提供的安裝操作作業(yè)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行安裝。

2.4.3 鋼筋施工

鋼筋施工按照設(shè)計(jì)藍(lán)圖進(jìn)行，混凝土保護(hù)層為100mm，鋼筋超過(guò)極限長(zhǎng)度時(shí)進(jìn)行搭接焊連接，搭接長(zhǎng)度單面焊不小于10d，雙面焊不小于5d，500mm區(qū)段內(nèi)鋼筋的接頭面積不超過(guò)50%，鋼筋錨固長(zhǎng)度不小于40d。具體的制作和安裝符合相關(guān)規(guī)范要求。

2.4.4 混凝土分層分塊處理

在每倉(cāng)混凝土澆筑前，首先在上一倉(cāng)水平施工縫處鋪一層比澆筑混凝土標(biāo)號(hào)高一號(hào)的水泥砂漿(厚30mm)，并細(xì)致?lián)v實(shí)，使新舊混凝土緊密結(jié)合。在倉(cāng)號(hào)收盤(pán)混凝土終凝后，采用高風(fēng)壓水對(duì)混凝土面沖毛處理。為避免澆筑過(guò)程中存在尖角、棱角、接縫不良等而出現(xiàn)應(yīng)力集中、脫殼等現(xiàn)象，導(dǎo)致沖刷、氣蝕等結(jié)構(gòu)破壞，將中游段、下游段各分成3塊進(jìn)行施工，首先施工中部混凝土，再施工兩側(cè)墩身混凝土。具體分層分塊調(diào)整如圖2所示。

圖2 尾水?dāng)U散段分層分塊示意

2.4.5 混凝土分縫處理

施工縫設(shè)鍵槽，插筋參數(shù)為φ28@500mm，L=1m，外露0.5m。

2.4.6 混凝土拌和及運(yùn)輸

混凝土主要由右岸拌和系統(tǒng)、左岸HL90拌和系統(tǒng)供應(yīng)，其拌和標(biāo)準(zhǔn)完全符合規(guī)程規(guī)范要求?；炷了竭\(yùn)輸主要采用25t自卸汽車(chē)沿規(guī)劃的施工道路運(yùn)輸至工作面，垂直運(yùn)輸主要是布料機(jī)、M900塔機(jī)、MQ900B門(mén)機(jī)及混凝土泵。

2.4.7 混凝土入倉(cāng)

采用臺(tái)階法鋪料，澆筑層厚為50cm，從短邊一端向另一端鋪料，邊推進(jìn)邊加高，逐步向前推進(jìn)并形成明顯的臺(tái)階，直至把整個(gè)倉(cāng)號(hào)澆筑到收倉(cāng)面。澆筑按從下游到上游的方向進(jìn)行。倉(cāng)號(hào)內(nèi)注意薄層平鋪，認(rèn)真平倉(cāng)，防止骨料分離；加強(qiáng)振搗，注意層間結(jié)合，確保連續(xù)澆筑，防止出現(xiàn)施工冷縫。振搗時(shí)間以混凝土不再顯著下沉、不出現(xiàn)氣泡并開(kāi)始泛漿時(shí)為準(zhǔn)；澆筑過(guò)程中注意觀察，巡視模板、支撐排架的變形情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。

入倉(cāng)強(qiáng)度分析。最大厚度為3m，采用臺(tái)階法澆筑，倉(cāng)面寬度為18m，每坯層厚度為50cm，計(jì)算時(shí)取7層，則混凝土入倉(cāng)強(qiáng)度為：(18m×7×0.5×2)/4h=31.5m3/h，配備1臺(tái)皮帶布料機(jī)，及門(mén)塔機(jī)協(xié)助入倉(cāng)，則入倉(cāng)強(qiáng)度為100m3/h～120m3/h>31.5m3/h，滿(mǎn)足入倉(cāng)強(qiáng)度要求。

2.4.8 混凝土平倉(cāng)振搗

平倉(cāng)采用插入式振搗器插入料堆頂部振動(dòng)，使混凝土液化后自行攤平，利用振搗器高頻低振幅的振動(dòng)，使塑性混凝土液化，骨料相互滑移，砂漿充填骨料間的空隙。

振動(dòng)棒的操作做到“快插慢撥”，振搗棒移動(dòng)間距應(yīng)小于50cm每一振點(diǎn)的延續(xù)時(shí)間以表面呈現(xiàn)浮漿為度，為使上下層混凝土結(jié)合成整體，振搗器應(yīng)插入下層混凝土5cm。

2.4.9 混凝土養(yǎng)護(hù)

連續(xù)養(yǎng)護(hù)不少于28d，用于養(yǎng)護(hù)的設(shè)備應(yīng)處于常備狀態(tài)?；炷帘砻嬗脻耩B(yǎng)護(hù)方法，養(yǎng)護(hù)期間連續(xù)保持表面濕潤(rùn)，養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)清潔。在頂部表面混凝土能抵抗水的破壞之后，立即覆上持水材料使其表面保持潮濕狀態(tài)。對(duì)于側(cè)面混凝土讓養(yǎng)護(hù)水流從混凝土頂面向模板與混凝土之間的縫滲流，以保持表面濕潤(rùn)，水養(yǎng)護(hù)應(yīng)在模板拆除后繼續(xù)進(jìn)行?；炷翜乜卮胧穆?。

2.4.10 模板及滿(mǎn)堂架拆卸

(1)不承重的側(cè)面模板，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到3.5MPa以上，能保證表面及棱角不因拆模而損壞時(shí)，才能拆除；

(2)支撐頂部混凝土的承重模板，在混凝土的強(qiáng)度達(dá)到100%后才能拆除；

(3)拆模板及滿(mǎn)堂架時(shí)，先松開(kāi)模板下的調(diào)節(jié)螺桿，再取出空心方鋼，然后拆出頂部鋼模板；

(4)利用模板下操作平臺(tái)，及時(shí)對(duì)頂拱及周邊混凝土表面缺陷進(jìn)行填補(bǔ)和修飾；

(5)應(yīng)清除腳手架上雜物及地面障礙物，腳手架拆除順序?yàn)椋弘s物——剪刀撐——橫桿——立桿。拆除作業(yè)必須由上而下逐層進(jìn)行，嚴(yán)禁上下同時(shí)作業(yè)；

(6)嚴(yán)禁直接拋擲拆卸的架管和連接件至地面，以防混凝土面受到破壞。

3 尾水?dāng)U散段底板流道面施工

3.1 流道面外觀質(zhì)量控制

根據(jù)尾水?dāng)U散段底板流道面坡比的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，為更好控制底板混凝土表面平整度，確?；炷翝仓耐庥^質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，采取如下施工方法：

3.1.1 收面鋼筋架立

在順?biāo)鞣较?，采用?6mm圓鋼做收面控制鋼筋，將收面鋼筋架立在底板混凝土結(jié)構(gòu)線(xiàn)外，并與底板結(jié)構(gòu)混凝土表面相切，并用φ25mm架立筋固定。過(guò)流底板寬度為11.58m，按約1.45m寬劃分收面條帶，共計(jì)分為8個(gè)條帶。

3.1.2 收面工藝

過(guò)流面混凝土澆筑到位并完成振搗后，先用滾筒粗抹出少許漿液，再用鋁合金刮尺對(duì)已澆筑混凝土(未初凝前)面進(jìn)行削面，使坡比達(dá)到設(shè)計(jì)值，最后采用人工抹光過(guò)流面。

用鋁合金刮尺進(jìn)行削面時(shí)，以收面鋼筋為滑軌，刮尺與鉛垂方向成45°角，從上游向下游單方向刮面，重復(fù)5～6次，力度適中，防止刮板未在滑軌上移動(dòng)，發(fā)生浮托，影響收面質(zhì)量。

3.1.3 劃分收面單元

由于坡面上游低下游高，混凝土澆筑采用從上游向下游臺(tái)階法澆筑，坯層寬度為2m,然后按擴(kuò)散段底板中心線(xiàn)劃分長(zhǎng)度,使收面單元面積控制在2m×3m范圍內(nèi)。

3.1.4 收面鋼筋拆除

收面鋼筋拆除與混凝土收面需在2h～3h內(nèi)完成。收面鋼筋拆除主要采用電焊切割架立筋的超出底板部位，在混凝土初凝前的1h～2h內(nèi)，分段取出收面鋼筋(收面單元)，再迅速光面。

3.1.5 測(cè)量監(jiān)控

在收面過(guò)程中，測(cè)量應(yīng)實(shí)時(shí)跟蹤，對(duì)已收面混凝土表面加密打點(diǎn)進(jìn)行修正，確保底板混凝土表面滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3.2 雨季及高溫時(shí)段施工

3.2.1 當(dāng)降雨強(qiáng)度>0.3mm/6min時(shí)，混凝土不得開(kāi)倉(cāng)澆筑。已開(kāi)倉(cāng)澆筑的應(yīng)立即中止混凝土入倉(cāng)作業(yè)，已入倉(cāng)的混凝土應(yīng)將表面覆蓋以防止雨水進(jìn)入混凝土，并應(yīng)盡快將混凝土平倉(cāng)搗實(shí)。

3.2.2 在混凝土澆筑過(guò)程中降雨強(qiáng)度≤0.3mm/6min時(shí)，可繼續(xù)澆筑，但應(yīng)采取下列措施：

(1)適當(dāng)減少混凝土拌和用水量和出機(jī)口混凝土的坍落度，必要時(shí)適當(dāng)減少混凝土的水膠比；

(2)加強(qiáng)倉(cāng)內(nèi)排水和防止周?chē)晁魅雮}(cāng)內(nèi)；

(3)做好新澆筑混凝土面尤其是接頭部位的保護(hù)工作；

(4)降雨停止后混凝土恢復(fù)澆筑時(shí)，如果表面的混凝土尚未初凝，則應(yīng)按監(jiān)理指示對(duì)混凝土表面適當(dāng)處理后重新澆筑混凝土，否則應(yīng)待混凝土完全凝固后按施工縫進(jìn)行處理。

3.2.3 有抗沖耐磨和抹面要求的混凝土不得在雨天施工。

3.2.4 在澆筑過(guò)程中，遇大雨、暴雨，應(yīng)立即停止進(jìn)料，已入倉(cāng)混凝土應(yīng)振搗密實(shí)后遮蓋。雨后必須先排除倉(cāng)內(nèi)積水，對(duì)受雨水沖刷的部位應(yīng)立即處理；如混凝土還能重塑，應(yīng)加鋪接縫混凝土后繼續(xù)澆筑，否則應(yīng)按施工縫處理。

3.2.5 及時(shí)了解天氣預(yù)報(bào)，合理安排施工。

3.2.6 當(dāng)日平均氣溫等于或高于25℃時(shí)，應(yīng)大幅度削減層間間隔時(shí)間，采取防高溫、防日曬、調(diào)節(jié)倉(cāng)面等措施，防止混凝土在運(yùn)輸、攤鋪和振搗時(shí)，表面水分迅速蒸發(fā)散失。

3.3 混凝土澆筑質(zhì)量保證措施

3.3.1 加強(qiáng)工序施工“三檢制”和驗(yàn)收會(huì)簽制?；炷潦┕で埃扔晒こ碳夹g(shù)部負(fù)責(zé)技術(shù)交底，技術(shù)負(fù)責(zé)人在施工班組完成自檢、互檢和交接；質(zhì)檢員認(rèn)真對(duì)模板分項(xiàng)工序進(jìn)行復(fù)查，須嚴(yán)格執(zhí)行報(bào)驗(yàn)程序。

3.3.2 制定質(zhì)量獎(jiǎng)罰制度，落實(shí)質(zhì)量責(zé)任制。由工程技術(shù)部組織作業(yè)隊(duì)、質(zhì)量部對(duì)該層混凝土進(jìn)行檢查和考評(píng)，依質(zhì)量?jī)?yōu)劣情況獎(jiǎng)罰。

3.3.3 質(zhì)檢員、試驗(yàn)員應(yīng)測(cè)定每次混凝土的坍落度，檢查混凝土的和易性，若發(fā)現(xiàn)不符合要求的，立即調(diào)整。

3.3.4 夜間施工必須保證足夠的照明度，配齊燈具和手電筒。

3.3.5 施工過(guò)程中必須嚴(yán)格按方案加固模板，認(rèn)真檢查、嚴(yán)格控制混凝土下料高度，要分層進(jìn)行澆筑。上層振搗時(shí)，振搗棒插入下層深度不能過(guò)大(要求為5cm)，否則易造成脹模或跑模。在混凝土澆筑過(guò)程中，應(yīng)派專(zhuān)人看模，隨時(shí)觀察模板支架情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有變形、位移時(shí)應(yīng)停止?jié)仓?，加固調(diào)整后方可繼續(xù)施工。

3.3.6 混凝土施工中若發(fā)現(xiàn)蜂窩、麻面、漏筋、孔洞等缺陷時(shí)，不得私自處理，必須經(jīng)過(guò)技術(shù)部門(mén)會(huì)同設(shè)計(jì)、監(jiān)理等有關(guān)單位研究后再行處理。

3.3.7 施工中不能用重物沖擊模板，不在模板吊幫上蹬踩，保護(hù)模板的牢固和嚴(yán)密。

3.3.8 混凝土澆筑完成表面待結(jié)硬后(采用手按法檢驗(yàn))，方可上人放線(xiàn)施工，對(duì)于剛澆筑完的部位應(yīng)設(shè)標(biāo)識(shí)，不得在其上堆物和走人。已澆混凝土必須待其強(qiáng)度達(dá)到1.2MPa后，方準(zhǔn)在其面上安裝結(jié)構(gòu)所用的支架和模板。

4 結(jié)語(yǔ)

觀音巖水電站利用該方法進(jìn)行尾水?dāng)U散段的混凝土澆筑，施工順利，尾水?dāng)U散段體型尺寸精度高，模板間接縫數(shù)量少、底板、側(cè)墻、頂板外觀質(zhì)量好，杜絕了過(guò)流面常見(jiàn)的質(zhì)量缺陷。所在工序質(zhì)量均達(dá)到要求，施工質(zhì)量滿(mǎn)足規(guī)范要求。這充分說(shuō)明，通過(guò)上述施工方法進(jìn)行的施工是可靠、可行的。

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