，，

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司，成都，610072)

1　工程概況

開茂水庫(kù)位于北川羌族自治縣安昌鎮(zhèn)境內(nèi)，是一座以城鎮(zhèn)供水和灌溉為主，兼顧灌區(qū)人畜供水等綜合利用的中型水利工程。該工程主要包括主壩及1#～5#副壩工程，左、右岸山脊防滲工程，溢洪道工程，放空洞工程，供水隧洞工程。主壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，最大壩高56.0m，壩頂寬度6.0m，壩軸線長(zhǎng)約357.35m，壩頂設(shè)1.2m防浪墻?；炷撩姘逶O(shè)計(jì)厚度35cm，坡比1∶1.4，二級(jí)配混凝土，設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)C25W10F100，塌落度為50mm～70mm，面板鋼筋為單層雙向配筋。大壩面板設(shè)計(jì)分塊共計(jì)30塊，其中12m寬面板28塊、10.84m寬面板1塊、18.19m寬面板1塊，面板分塊總長(zhǎng)1436m。

由于面板混凝土施工質(zhì)量受地理環(huán)境、氣候條件、溫度、濕度、面板結(jié)構(gòu)等影響較大，同時(shí)，主壩的面板混凝土、止水施工工藝要求較高，質(zhì)量不易控制，且現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小，材料設(shè)備運(yùn)輸、布置困難。為此，該工程特設(shè)計(jì)了一套鋼筋運(yùn)輸臺(tái)車用于壩體工作面的鋼筋運(yùn)輸及一套無(wú)軌滑模臺(tái)車用于面板混凝土的澆筑，以達(dá)到保證工期和工程質(zhì)量的目的。

2　無(wú)軌滑模臺(tái)車的設(shè)計(jì)與制作安裝

2.1　無(wú)軌滑模系統(tǒng)

大壩面板混凝土采用無(wú)軌滑模進(jìn)行施工，無(wú)軌滑模臺(tái)車長(zhǎng)13.5m、寬1.2m，重量7.5t，由2臺(tái) 5t卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引提升滑模，每臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)附加1套動(dòng)滑輪和1根直徑為22mm的鋼絲繩牽引滑模。無(wú)軌滑模系統(tǒng)布置如圖1、圖2所示。

圖1　無(wú)軌滑模正面示意

圖2　無(wú)軌滑模側(cè)面示意

2.2　無(wú)軌滑模及卷?yè)P(yáng)機(jī)安全核算

2.2.1無(wú)軌滑模安全核算

根據(jù)牽引力計(jì)算公式計(jì)算滑模牽引力：

T=(Gsinα+f(Gcosα-P)+τF)K=(75×sin35.54°+0.1×(75×cos35.54°-32.36)+2×1.5×12)×1.5=125.78kN。

滑模要求自重加配重及施工荷載的法向分力略大于新澆混凝土對(duì)模板產(chǎn)生的上浮力P。上浮力P=PnLBsinα=3.1×12×1.5×0.58=32.36kN。

式中：Pn——內(nèi)側(cè)模板混凝土側(cè)壓力(kPa)，由下式計(jì)算：

Pn=0.22γct0β1β2V1/2=0.22×2.4×4×1.2×1.0×1.51/2=3.1kN/m2

經(jīng)上述核算，13.5m長(zhǎng)的滑模采用2臺(tái)5t卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引提升滑模，每臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)附加1套動(dòng)滑輪和1股直徑為22mm的鋼絲繩來(lái)牽引滑模，2臺(tái)5t卷?yè)P(yáng)機(jī)及其配套設(shè)施產(chǎn)生的牽引力之和為：T′=5×10×2×2=200kN>T，能滿足牽引的要求。

2.2.2卷?yè)P(yáng)機(jī)穩(wěn)定性核算

卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)滑模受滑模牽引力的反向作用力，大小與牽引力相等、方向相反，壓塊最小總質(zhì)量：M=T×sinα/g=7.16t，即每塊壓塊最小質(zhì)量為7.16t/8塊=0.89t<2.75t，預(yù)制混凝土塊能滿足彎矩不會(huì)出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)安全問(wèn)題。

卷?yè)P(yáng)機(jī)底座為鋼結(jié)構(gòu)，底座用φ19.0mm鋼絲繩錨固在壩頂錨筋上，保證了卷?yè)P(yáng)機(jī)的穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)滑動(dòng)失穩(wěn)。

綜合以上安全核算，該套混凝土面板施工滑模及牽引系統(tǒng)安全可靠。

2.3　無(wú)軌滑模的制作安裝

按設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诩庸S進(jìn)行滑模制作，運(yùn)至堆石壩面板施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。施工過(guò)程中將滑模用25t吊車吊裝就位，牽引滑模緩慢平穩(wěn)下滑至倉(cāng)面起始點(diǎn)，經(jīng)檢查滑模和側(cè)模安全無(wú)誤后方可投入混凝土澆筑?；０惭b前，需對(duì)滑模板面清理干凈，無(wú)凝固的混凝土、水泥漿等，以保證混凝土表面的平整度。卷?yè)P(yáng)機(jī)底座為鋼結(jié)構(gòu)，底座用φ19.0mm鋼絲繩錨固在壩頂錨筋上，并在每臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)上加載4塊每塊配重約2.75t的混凝土預(yù)制塊。

3　施工總體方案及工藝流程

3.1　施工總體方案

大壩面板混凝土采用無(wú)軌滑模不分期一次澆筑完成，采用1套組裝滑模(長(zhǎng)13.5m，寬1.2m)進(jìn)行面板施工；面板混凝土由拌合樓拌合系統(tǒng)進(jìn)行拌制供應(yīng)，保證面板混凝土施工的連續(xù)性；混凝土水平運(yùn)輸采用6m3混凝土罐車運(yùn)至壩頂平臺(tái)，然后通過(guò)溜槽進(jìn)入倉(cāng)面；無(wú)軌滑模采用10t慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)分別牽引分塊跳倉(cāng)進(jìn)行混凝土澆筑施工，然后人工進(jìn)行二次收面抹平，并及時(shí)覆蓋土工布進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；面板混凝土養(yǎng)護(hù)考慮在壩頂布置1條塑料花管連續(xù)灑水養(yǎng)護(hù)至蓄水時(shí)為止，以保證混凝土質(zhì)量；面板鋼筋及側(cè)模采用簡(jiǎn)易坡面運(yùn)輸臺(tái)車運(yùn)至施工工作面。面板填縫材料及防滲蓋板施工，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，與面板混凝土施工穿插進(jìn)行。

3.2　工藝流程

根據(jù)該工程鋼筋混凝土面板總體施工方案，其具體工藝流程如下：

測(cè)量放樣→架立筋→坡面修整→面板鋼筋、止水片、側(cè)模等安裝→坡面清理→卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝→滑模就位→溜槽安裝→混凝土澆筑→壓抹面及養(yǎng)護(hù)→卷?yè)P(yáng)機(jī)和滑模的移位→側(cè)模拆除。

4　主要施工方法

4.1　施工前期準(zhǔn)備

4.1.1測(cè)量放線

在上游擠壓邊墻面上用紅油漆布設(shè)面板的尺寸控制點(diǎn)及邊緣線，每6m通過(guò)鋼筋打點(diǎn)的方式標(biāo)記邊線、高程控制點(diǎn)。

4.1.2擠壓邊墻坡面修整及脫空檢查

在澆筑面板混凝土之前，首先對(duì)擠壓式混凝土邊墻進(jìn)行坡面平整度修整，采用人工修坡的方式將突出部分?jǐn)D壓邊墻進(jìn)行修平處理。坡面偏差按±25mm進(jìn)行控制，完成坡面修整后，進(jìn)行測(cè)量驗(yàn)收，保證坡面滿足后續(xù)施工要求，為面板提供一個(gè)平整的支承面。

4.2　面板鋼筋制安

面板鋼筋依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)格、型式要求，在加工廠和現(xiàn)場(chǎng)分別進(jìn)行加工。施工時(shí)用5t載重汽車運(yùn)至壩頂平臺(tái)，20t吊車將加工成型的鋼筋按編號(hào)順序置于坡面鋼筋臺(tái)車上，用10t卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引鋼筋臺(tái)車，每次輸送2t～3t鋼筋至安裝工作面，自下而上依次進(jìn)行鋼筋安裝，鋼筋安裝位置、間距、保護(hù)層及各部位鋼筋規(guī)格、形式應(yīng)符合施工設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范規(guī)定。鋼筋架立距離垂直縫50cm，直徑20mm～25mm，間距3m×3m～3m×2.5m，長(zhǎng)度分為三種規(guī)格，L=60cm、70cm、80cm。

4.3　模板安裝

4.3.1側(cè)模制安

側(cè)模為鋼木定型模板，厚5.5cm，每塊模板長(zhǎng)2m，寬度為漸變尺寸，每澆筑塊左、右為一套，側(cè)模采用鋼管支承架加固。為了減少摩擦力和防止摩擦破壞，在模板邊緣裝有∠50角鋼保護(hù)，側(cè)模以2m長(zhǎng)為單元進(jìn)行拼裝，每一個(gè)單元有兩個(gè)支承架，支承架上設(shè)有微調(diào)螺栓，以小范圍內(nèi)調(diào)整模板位置和支撐緊度。

4.3.2滑模就位

待側(cè)模和鋼筋安裝完成并經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后，滑模用吊車運(yùn)輸至側(cè)模上，滑模用2臺(tái)8t卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引，牽引點(diǎn)在滑模兩側(cè)，牽引滑模沿側(cè)模緩慢平穩(wěn)下滑至倉(cāng)面起始點(diǎn)，經(jīng)檢查滑模和側(cè)模安全無(wú)誤后方可投入混凝土澆筑。需注意的是，滑模安裝前應(yīng)清洗干凈，不粘有已凝固的混凝土，以保證出倉(cāng)混凝土表面的平整度。

4.4　面板混凝土澆筑

4.4.1面板混凝土性能指標(biāo)

根據(jù)該工程設(shè)計(jì)要求，并結(jié)合施工工藝，混凝土塌落度在倉(cāng)面按照5cm～7cm控制，加上溜槽下料時(shí)的塌落度損失，壩頂卸料時(shí)的塌落度控制為7cm～9cm。

4.4.2混凝土運(yùn)輸及入倉(cāng)

根據(jù)混凝土入倉(cāng)方式、布料、振搗等要求，在每塊面板上部布置兩個(gè)卸料斗，下接兩道溜槽，溜槽分段安在鋼筋網(wǎng)上，下至滑模前緣0.8m～1.0m處，溜槽安放做到平直?；炷敛捎?m3混凝土攪拌罐車運(yùn)輸至壩頂平臺(tái)，通過(guò)溜槽入倉(cāng)，在混凝土下滑過(guò)程中，將溜槽底端適時(shí)左右擺動(dòng)，避免槽底端混凝土堆積過(guò)多給平倉(cāng)振搗帶來(lái)困難。

4.4.3混凝土平倉(cāng)及振搗

每一層混凝土入倉(cāng)后人工平倉(cāng)，使每車混凝土在倉(cāng)面上均勻分布，每層布料厚度25cm～30cm，

圖3　堆石壩面板混凝土澆筑示意

嚴(yán)禁出現(xiàn)骨料集中現(xiàn)象，并及時(shí)振搗，振搗標(biāo)準(zhǔn)以混凝土不再顯著下沉，不出現(xiàn)氣泡，開始泛漿時(shí)為準(zhǔn)。

4.4.4滑模提升

卷?yè)P(yáng)機(jī)控制電路布置在滑模上，由滑模上施工人員操作，在壩頂卷?yè)P(yáng)機(jī)旁設(shè)專人負(fù)責(zé)設(shè)備運(yùn)行，滑?；?，清除其前沿超澆混凝土，以減少滑升阻力。每澆筑一層(25cm～30cm)混凝土提升滑模一次，每次滑升的幅度控制在30cm，滑模的滑升速度，與澆筑強(qiáng)度、脫模時(shí)間相適應(yīng)，平均滑升速度控制在1.0m/h～2.0m/h，具體滑升速度通過(guò)工地現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，滑升間隔時(shí)間，不超過(guò)30min，最大滑升速度不超過(guò)3m/h；滑?；龝r(shí)做到平穩(wěn)、均衡上升。

4.4.5收面

滑?；螅⒓催M(jìn)行第一次人工木模收面，采用2m靠尺刮平，用2m靠尺檢查不平整度不大于5mm，確保面板平整度。2h～3h后采用人工二次收面。二次收面時(shí)，拆除側(cè)模板上的V型槽三角模板，并對(duì)縫面進(jìn)行修整，使縫面平整度同樣達(dá)到用2m靠尺檢查不大于5mm的要求。

4.4.6拆模與養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成24h后根據(jù)氣溫情況判定可否拆除側(cè)模板，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到5MPa時(shí)(即側(cè)模的拆除不影響面板結(jié)構(gòu)的損壞時(shí))可以拆除。

脫模后的混凝土應(yīng)及時(shí)修整、壓面和保護(hù)。人工抹面第一次收面后立即覆蓋塑料薄膜保濕，暫緩灑水養(yǎng)護(hù)，2h～3h采用振動(dòng)抹面機(jī)二次收面后立即覆蓋雙布一膜土工布保濕保溫，對(duì)面板進(jìn)行蓄水前濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)不少于90d。在施工過(guò)程中，澆筑II序塊時(shí)，I序塊已有的表面養(yǎng)護(hù)材料應(yīng)隨揭隨蓋，混凝土面暴露長(zhǎng)度不大于2m，確保I序塊養(yǎng)護(hù)效果。

4.5　止水施工

4.5.1面板及周邊縫縫面止水施工

縫面施工時(shí)，先用水、角向磨光機(jī)或鋼絲刷沖刷“U”形槽及邊緣到角鋼壓條寬度，去除雜物，并用棉紗擦凈曬干，再用壓縮空氣吹凈浮土，經(jīng)工程師驗(yàn)收后，刷SR底膠。對(duì)于張性縫先在縫面處埋設(shè)φ60厚15mm的空心橡膠棒，再開始填SR-2填料，填料半徑為R100mm，對(duì)于壓性縫填SR-2填料，填料半徑為R80mm。對(duì)粘結(jié)合格的SR施工段，小心覆蓋SR防滲蓋片，避免將SR鼓包壓平、損壞，并用橡膠榔頭打?qū)?，用角鋼通過(guò)膨脹螺栓固定到混凝土上，形成完整的密封腔。最后刮HK961封邊。

4.5.2面板張性縫及壓性縫止水施工

主壩面板各倉(cāng)之間施工縫止水由張性縫和壓性縫構(gòu)成，根據(jù)止水藍(lán)圖通過(guò)W型止水銅片和面層三元乙丙橡膠防滲蓋片、扁鋼進(jìn)行處理。W型止水澆筑混凝土?xí)r進(jìn)行安裝，同時(shí)在縫間涂刷瀝青乳膠。待面板澆筑完成后進(jìn)行面層扁鋼、塑性填料、三元乙丙橡膠防滲蓋片的施工。張性縫止水結(jié)構(gòu)見圖4。

圖4　面板張性縫止水結(jié)構(gòu)

5　混凝土防裂與平整度控制

5.1　混凝土防裂控制

5.1.1混凝土配合比控制

混凝土配合比應(yīng)在混凝土澆筑前3個(gè)月進(jìn)行，確保開工前有一套完整的配合比結(jié)果。結(jié)合現(xiàn)有施工經(jīng)驗(yàn)，在混凝土里面添加引氣劑、減水劑、粉煤灰等，可減小混凝土水灰比、水化熱，預(yù)防開裂等現(xiàn)象。

5.1.2加強(qiáng)混凝土拌制質(zhì)量的控制

在混凝土拌制時(shí)，開倉(cāng)前對(duì)拌和站稱量系統(tǒng)進(jìn)行校核，稱量誤差是否滿足設(shè)備出廠要求，安排專人進(jìn)行混凝土的拌和質(zhì)量控制，要求每班在機(jī)口坍落度堅(jiān)持至少取樣4次，拌和物的溫度、氣溫和原材料溫度，每4h檢測(cè)1次。

5.1.3加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)

在人工抹面第一次收面后采用覆蓋塑料薄膜保濕，暫緩灑水養(yǎng)護(hù)，2h～3h采用振動(dòng)抹面機(jī)二次收面后立即覆蓋雙布一膜土工布保濕保溫，對(duì)面板進(jìn)行蓄水前濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)，保濕保溫養(yǎng)護(hù)至蓄水時(shí)為止。

5.2　混凝土平整度控制

施工過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)對(duì)滑模進(jìn)行改進(jìn)，增加滑模剛度和重量，防止滑模變形或漂模，確?；炷帘砻嫫秸?。同時(shí)，采用兩次收面的工藝措施，滑?；蠊と苏驹谑孪却钤O(shè)在滑模下端的施工平臺(tái)上進(jìn)行第一次收面，隨著滑模的逐漸上升進(jìn)行二次以上的抹面處理，直至表面光滑、平整，無(wú)凹凸現(xiàn)象，同時(shí)安排專人用2m靠尺在混凝土初凝前對(duì)永久面、施工縫面增加檢測(cè)頻率，確保混凝土體型不出現(xiàn)劃痕、鼓包、凹陷等缺陷，局部不平整10m范圍內(nèi)起伏差不超過(guò)5mm。

6　結(jié)語(yǔ)

開茂水庫(kù)主壩面板混凝土施工采用無(wú)軌滑模工藝，與有軌滑模施工工藝相比，克服了現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小、材料設(shè)備運(yùn)輸、布置困難等問(wèn)題，加快進(jìn)度的同時(shí)也節(jié)省了材料，在安全、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上是切實(shí)可行的。但采用無(wú)軌滑模工藝施工混凝土面板時(shí)，必須加大現(xiàn)場(chǎng)管理力度，從原材料到施工過(guò)程質(zhì)量管控，以及脫模后的混凝土養(yǎng)護(hù)和防護(hù)等，這對(duì)防止面板開裂十分有效。