劉 斌 劉 偉 王帥兵

（中國水利水電第三工程局有限公司，陜西 西安 710024）

0 引言

抽水蓄能電站具有設備壽命長、儲能規(guī)模大、轉換效率高、技術成熟、清潔環(huán)保等特點，更適宜大規(guī)模開發(fā)，有效助力“碳達峰”“碳中和”目標的實現(xiàn)[1]。抽水蓄能電站堆石壩面板對混凝土結構的抗裂能力、抗擠壓性能等都有較高的要求，采用滑模施工可以有效保證施工連續(xù)進行，由于不需要進行施工縫的設置，面板結構的完整性以及平滑性可提供可靠的保證，且具有施工工期短、成本低以及效率比較高等優(yōu)勢，在建筑工程領域應用非常廣泛[2-4]?，F(xiàn)階段，滑模施工多為直面或規(guī)則弧形混凝土面板施工，但對于曲率及圓弧均隨著高度變化的可變半徑弧形面板應用較少，原因是這種情況的施工難度較大。

在依托阜康抽水蓄能電站項目中，研制適用于曲率及圓弧漸變弧形面板混凝土滑模施工技術，實現(xiàn)曲率及圓弧漸變弧形面板高效、便捷化施工，提高施工效率，縮短工期，節(jié)約模板制作成本。本文就該施工技術進行分析。

1 工程概況

阜康抽水蓄能電站上水庫擋水建筑物為混凝土面板堆石壩，壩頂高程2275.0m，最大壩高133m，壩頂長442m，壩頂寬10m，上游壩坡1∶1.4，壩后設任意料壓坡區(qū)，設寬10m的“之”字形馬道。上水庫面板共計120塊，曲線段共44倉，上下庫為封閉庫盆，庫盆防滲結構常為直曲相交的混凝土面板，弧形面板占比約35%～40%?；⌒蚊姘骞灿?0種不同曲率及圓弧，同時存在凹面和凸面弧形面板。

2 施工原理

通過建立抽水蓄能電站庫盆三維實體模型，明確弧形面板體型結構，計算各區(qū)段內的弧長及弦高，通過測量放線在面板上設置面板體型樣架鋼筋，通過模板兩側斜向支撐調節(jié)絲桿和中間段豎向調節(jié)絲桿進行模板弧長、弦高的調整，滑升過程中不斷調節(jié)模板弧長、弦高，實現(xiàn)凹型曲面弧和凸型曲面弧切換，從而完成面板弧長與曲率隨高度變化的弧形面板混凝土滑模施工。

3 施工工藝

弧形面板混凝土滑膜施工工藝流程包括：可調節(jié)弧形面板滑模制作→基層清理及修整→止水砂漿鋪設→乳化瀝青噴涂→測量放樣，布設輔助樣架鋼筋→鋼筋與止水安裝→模板布置安裝→調節(jié)弦高、弧長→混凝土澆筑→拆模及養(yǎng)護。

3.1 可調節(jié)弧形面板滑模制作

可調節(jié)弧形面板滑模由柔性面板、背部支撐架和調節(jié)系統(tǒng)組成。柔性面板采用約5mm厚的鋼板，寬度、長度可根據(jù)具體需要設計，面板的兩端分別設置絞接段，面板背部兩側的主楞采用工字鋼支撐，在餃接段面板與主面板絞接處背部設置有豎向槽鋼支撐，豎向槽鋼頂部與工字鋼端頭絞接有斜拉螺桿，豎向槽鋼另一側與工字鋼之間焊接有斜向鋼支撐，面板中部工字鋼通過均勻間隔的豎向調節(jié)絲桿與面板連接，豎向調節(jié)絲桿處均設置有槽鋼調節(jié)“井”字架，調節(jié)“井”架處設置標尺。斜向絲桿和豎向絲桿共同調節(jié)實現(xiàn)不同曲率和內（凹型曲面）外（凸型曲面）弧切換之間的轉換，模板上設置拉結腳架（吊點），實現(xiàn)模板的移動。圖1為外?。ㄍ剐停┣婺０迨疽鈭D，圖2為內弧（凹型）曲面模板示意圖。

圖2 內弧（凹型）曲面模板示意圖

3.2 基層清理及修整

采用全站儀對整個坡面進行檢查，對于坡面起伏差超出基準線±5cm的部位用紅油漆標示。對超出部分采用擠壓邊墻鑿槽機鑿除，低于基準線部分用M15砂漿修補，局部空洞、脫落部位進行鑿除后，人工分層回填墊層料，分層厚度控制在20cm以內，用M15砂漿抹面施工。

3.3 止水砂漿鋪設

為減少擠壓墻對面板的約束，在面板垂直縫對應的擠壓邊墻表面部位開鑿通縫，沿面板垂直縫位置將擠壓邊墻鑿開10cm 寬的槽，用小墊層小區(qū)料回填夯實后用M15砂漿抹平，砂漿入倉采用直徑20cm的半圓形PE管道作為溜槽，每3m為一段，自下而上采用鐵絲連接固定。采用2m靠尺檢查表面平整度是否在±5mm內。

3.4 乳化瀝青噴涂

面板基礎面驗收合格后，擠壓邊墻表面噴涂乳化瀝青，噴涂按照由上至下兩油一砂進行。瀝青用量1.8～1.9kg/m2，手持噴槍壓力約1.2MPa，瀝青均勻噴涂在擠壓邊墻表面，以臨界流淌為準。采用臺車在其后人工均勻拋灑砂子，砂子用量為0.002～0.003m3/m2，完成后再噴射第二遍乳化瀝青。乳化瀝青施工完成后應進行表面檢查和破壞性試驗，要求表面檢查不出現(xiàn)龜裂和脫落現(xiàn)象，用力踩踏瀝青涂層不破壞。

3.5 測量放樣，布設輔助樣架鋼筋

通過三維模型與實體水庫對比，確定面板型式結構，計算出各區(qū)段內的弧度和弦高。根據(jù)各區(qū)段內弧度和弦高的變化，測量放樣確定弦高變化點位，根據(jù)弦高在放樣點位處插入相應高度豎向鋼筋，基于豎向高筋高度在順坡向沿線均勻間隔設置三角形樣架鋼筋，最后在樣架鋼筋上架設順坡面水平桿，以此避免由于弦高變化致使面板厚度不一致，同時減少弧形滑模在上移過程測量放樣次數(shù)。

3.6 鋼筋及止水安裝

（1）鋼筋連接方式采用綁扎搭接或焊接，接頭布設應符合規(guī)范要求。鋼筋安裝前經測量放線控制高程和安裝位置。面板布置雙層鋼筋，同時在周邊縫、垂直縫處設U 型鋼筋。鋼筋安裝前，按照1.8m×2.2m 網格布置插筋，插筋采用Φ22 螺紋鋼，打入墊層料20cm。為保證保護層的厚度，鋼筋和模板之間設置強度不低于設計強度的預埋混凝土墊塊，并與鋼筋扎緊。在混凝土澆筑過程中需經常檢查鋼筋，對安裝后的鋼筋進行加固，防止鋼筋移位和變形。

（2）銅止水片連接采用黃銅條氣焊單面雙道搭接焊接，搭接長度不小于20mm，焊接時底面采用木板墊平，避免焊接時銅片變形，焊接完成后采用面團圍擋進行煤油滲漏試驗，檢查有無滲漏。銅止水片密封焊接材料采用Φ20橡膠棒，并用聚氨酯泡沫板固定好后采用膠帶封口，避免止水沿坡面下滑、變形破壞。

3.7 模板布置與安裝

（1）側模為鋼木組合結構，單塊長度2m，由4cm厚木板結合1.2cm膠合板組成，頂部設∠50包邊，背面采用∠30背帶，間距50cm一道。側模外側采用三角支撐架固定，三角支撐架用C22mm、L=50cm鋼釬固定于固坡砂漿墊層護面上。側模拼接采用在背帶角鋼開孔，U型扣件拼接。安裝自下往上，采用鋼筋臺車運輸。側模在加工時按照設計尺寸放樣加工，并在相鄰兩側采用油漆進行編號，安裝時確認編號連續(xù)無誤后方可進行。

（2）將可調節(jié)弧形面板滑模就位，通過測量進行校模，模板要嚴密不漏漿，且保證混凝土澆筑過程中不變形、不發(fā)生位移。在施工過程中檢查模板調整過程中連接處和面板是否有發(fā)生松動、破裂、變形等問題。

（3）滑模由25T汽車吊將滑模吊至側模上部，然后由2臺10T卷揚機牽引滑模系統(tǒng)將滑模移送至澆筑條塊的底部后，人工將支撐輪胎翻轉使滑模落降在側模上。在壩面兩側放置2臺相同的卷揚機，將其串聯(lián)，分別將2臺卷揚機的拖鉤掛至弧形滑膜兩側的吊耳。在弧形滑模上移時，利用2臺卷揚機同步提升滑模，確保弧形滑模相對于中心軸線同步提升，避免發(fā)生滑模斜移導致面板厚度不均勻。

3.8 調節(jié)弦高、弧長

根據(jù)面板的體型、弦高和弧長，調節(jié)斜向和豎向絲桿，以帶動滑模面板發(fā)生曲率和弧度的變換，進而在滑升過程中控制滑模適應面板的曲率變化，完成凹型曲面弧和凸型曲面弧互相切換，從而實現(xiàn)面板曲率和圓弧漸變段弧形面板的滑模施工。

3.9 混凝土澆筑

混凝土澆筑前需再次對底部周邊縫進行檢查，清除雜物?；炷敛捎霉捃囘\輸，在出機口坍落度按50～70mm 控制，倉面坍落度按30～50mm 控制，含氣量按5.0%～6.0%控制。混凝土放料前，先將溜槽表面灑水潤濕，濕潤時將溜槽倒至倉外，嚴禁水進入倉內。澆筑時薄層均勻平起，每層厚度不大于25～30cm。倉面采用Ф50mm的插入式振搗器振搗，振搗器垂直插入澆筑層，落點間距不大于40cm，深度達到新澆筑層底部以下5cm，以混凝土不再顯著下沉、不出現(xiàn)明顯氣泡并開始泛漿為準?？拷顾牟课?，用Ф30mm軟管振搗器和人工輔助振搗密實。模板滑升應“平衡、勻速、同步”，滑升速度以不出現(xiàn)鼓包、拉傷為原則，與澆筑強度和脫模時間相適應?；Ｆ骄俣葹?.5m/h，最大滑升速度不超過2.5m/h，每次滑升距離不＞30cm?；炷寥雮}后人工進行平倉，平倉結束后由人工采用軟軸振搗器振搗，振完一層后，滑模上移滑動一層，模板曲率、弦高調整一次，之后下料平倉，進行下一循環(huán)施工。

3.10 拆模及養(yǎng)護

澆筑24h后拆除側模，不得損壞混凝土表面，拆模后進行封面處理，包括側模拉筋孔及接頭處打磨、涂刷瀝青乳液，施工時嚴防污染銅止水等。對接縫兩側各100cm內的混凝土用2m長直尺檢查表面平整性。

混凝土出模后立即進行抹面和第一次壓面，在混凝土初凝前表面泌水風干后進行第二次壓面，確?；炷帘砻婷軐崱⑵秸?。在二次收面后用化纖毛毯或土工布覆蓋保濕，縮小混凝土與外部濕度差，終凝后進行噴水連續(xù)養(yǎng)護。養(yǎng)護水盡可能在室外水箱放置一段時間，避免水溫與室外溫差過大影響混凝土養(yǎng)護質量，養(yǎng)護時間不少于90d。

4 質量控制

4.1 滑膜質量控制

（1）弧形模板必須有足夠的承載能力、剛度、穩(wěn)定性，保證結構各部分形狀尺寸、位置正確，焊縫焊接密實，接縫處不漏漿，無“錯臺”，混凝土表面平整，滑模寬度控制在1.0～1.2m。部分面板寬度＞25.5m時，支撐體系應盡量采用較大規(guī)格的型鋼，絲杠、絞接等位置必須采用高強鋼制作，避免因強度不夠出現(xiàn)變形。

（2）模板上升過程中，需進行跟蹤測量放線，確保施工質量，每次模板弧度調節(jié)由測量人員定位復核后，應再次進行加固，確保模板偏差在規(guī)范要求之內。

（3）曲面?zhèn)}面為錐體時，隨著滑膜提升，倉面寬度逐漸增大或減小，混凝土倉面要根據(jù)倉面變化增加配重，避免倉面約束力太小。

4.2 混凝土質量控制

（1）混凝土自由下落高度＞2m時，應采用滑槽設置擋板等緩降措施。

（2）混凝土面板每次滑升高度控制在30cm左右，滑升速度控制在1.5～2.5m/h。

（3）模板傾角＜45°時，脫模強度為0.05～0.10MPa，脫模時間為10～15min。

（4）采用滑膜澆筑1∶1.4壩坡面板時，坍落度應控制在40～50mm。

（5）高溫季節(jié)施工，盡量選擇早、晚和夜間進行澆筑或利用遮陽棚，使入倉混凝土溫度控制在28℃以下；雨季施工，必須時刻關注天氣預報，預報無雨或小雨（降雨量＜5mm/h）時可以開倉，并在施工現(xiàn)場備好雨棚架、雨布等。

5 經濟效益

本技術在阜康抽水蓄能電站庫盆和大壩面板中成功應用，面板混凝土累計澆筑面積2.6萬m2，澆筑方量1.4萬m3。面板成型后表面光滑，施工縫少，面板外觀質量及防滲性能好，實現(xiàn)不同弧形面板混凝土的滑模澆筑，使弧形面板施工安全性提高，得到了業(yè)主方一致好評。單倉混凝土澆筑時間縮短了3天，面板澆筑一天費用1.2萬元，節(jié)約成本3.6萬元，曲面段共44倉，共節(jié)約澆筑費用158萬元，節(jié)約模板制作費用約90萬元，共產生經濟效益為248萬元，經濟效益明顯。

6 結束語

阜康抽水蓄能電站實現(xiàn)了可變半徑弧形面板混凝土滑膜施工，研制出適用于曲率、圓弧漸變弧形面板滑模施工模板，并形成相應的施工技術，保障抽水蓄能電站防滲面板質量的同時又提高了施工效率，縮短了工期，節(jié)約了制作模板成本，經濟效益明顯。該滑膜技術為弧面混凝土面板堆石壩施工與管理積累了一定經驗，工程相關施工及管理經驗可在類似工程中推廣應用。