潘 挺,柴建中,邊文章
(青海禹天監(jiān)理咨詢有限公司,青海 西寧 810008)
積石峽水電站混凝土面板堆石壩最大壩高103 m,壩頂長 324.0 m,壩頂寬 10.0 m,上游壩坡 1∶1.5,下游壩坡 1∶1.4、1∶1.3,壩頂設(shè)有高度為 5.2 m的“L”墻與面板相接,壩頂高程1 861.0 m。
面板共分為36塊,其中6 m寬16塊,12 m寬17塊,壩右三角塊寬5.86 m,壩左三角塊寬5.58 m,壩左高趾墻塊寬4.47 m。最大分縫長度172.4 m,面板分塊總長度3 910 m,其中12 m寬面板長2 160 m,6 m寬面板長1 750 m。面板厚度采用漸變形式,按0.3+0.003 H(H為對應(yīng)壩高)變化,即由底部的58.8 cm變至壩頂?shù)?0 cm。面板鋼筋采用單層雙向配筋,混凝土設(shè)計標號為C25W12F200。
面板混凝土一次澆筑到頂,采用Ⅰ、Ⅱ序跳倉補空的方法施工,施工時段為2010年3月15日~5月13日?;炷量偣こ塘?4 676.87 m3,鋼筋總量1 308.34 t。
(1)面板施工總平面布置。大壩填筑至1 857 m高程時,壩面寬度為15.48 m,碾壓整平后作為面板混凝土施工平臺,進行混凝土運輸?shù)缆?、風(fēng)水電路、滑模卷揚機、鋼筋堆放場、安全文明標示等施工布置。
(2)施工用風(fēng)。在左壩頭安設(shè)1臺23 m3/min電動空壓機(用于陽離子乳化瀝青噴涂及清基)。
(3)施工用水。施工和養(yǎng)護用水主要來自左岸壩頂業(yè)主供水系統(tǒng),沿壩頂上游側(cè)布設(shè)DN100主水管,每24 m設(shè)置一個DN25供水閘閥,連接一根φ25 mm塑料支管,支管上沿面板每50 m設(shè)置一個φ15 mm鋼三通,可進行面板澆筑過程中的灑水養(yǎng)護,澆筑完成后,在φ15 mm鋼三通上橫向接φ15 mm塑料花管長期養(yǎng)護。
(4)施工用電。從右岸變壓器的低壓側(cè)采用電纜(150 mm 25芯銅電纜)沿壩頂擠壓墻下游面雙道埋設(shè),埋設(shè)深度0.3 m,作為主供電線路,在主供電線路上每24 m安裝1個總配電箱,再從總配電箱下采用50 mm 24芯銅電纜和25 mm 24芯銅電纜接分配電盤。用電設(shè)備總功率為710 kW(其中拌和站150 kW),共接總配電箱14個(左岸預(yù)留一個總配電箱用于拌和站),分配電盤15個,配電盤至各施工用電點全部采用防水電纜,主要控制卷揚機、電焊機、變頻振搗器、照明燈具及其他小型用電設(shè)備,確保面板混凝土施工用電。同時在壩頂左岸備用1臺120 kW柴油發(fā)電機。
(5)施工道路。材料運輸利用右岸進廠路及壩后 “之”字形上壩路至壩頂平臺,運距2.5 km。
(6)施工照明。左、右岸邊坡處設(shè)置強光照明鏑燈,滿足面板混凝土施工區(qū)域的照明要求。
(7)施工通訊。面板混凝土施工的調(diào)度中心、倉號、拌和站、卷揚機運作、風(fēng)水電路維護、鋼筋運輸制安等,全部采用對講機及移動電話聯(lián)絡(luò)方式,每班各施工小組各配備1臺對講機。
(1)混凝土拌和站。面板混凝土采用自拌混凝土,拌和站布置在右壩頭1 857 m高程平臺處(壩右 0+280~0+324),配備 2臺 JS750攪拌機,1臺PDL1200配料機,理論生產(chǎn)量35 m3/h。拌和站距混凝土入倉口最大水平距離約300 m,取水從壩頂供水管接引至水箱,電源自右岸壩頂供電點接引。
(2)混凝土運輸機具。采用7臺3 t工程車從拌和站運輸混凝土至壩頂倉面,運距0.3 km。
(3)滑模機具。無軌滑模為鋼結(jié)構(gòu),滑模寬1.6 m,滑模上、下各設(shè)兩個吊環(huán),以確保安放位置準確,保證滑模提升到位,并在滑模后部設(shè)2個活動式工作平臺(一個作為一次收面平臺,另一個作為二次收面平臺)。依據(jù)面板混凝土澆筑強度,配置了3套14 m無軌滑模和兩套7 m無軌滑模。
(4)配合比確定。在面板混凝土配合比試驗研究階段,通過對混凝土各種摻配材料的優(yōu)選及摻配比例的擬定,以及對混凝土抗裂能力和3、7 d齡期抗裂指標進行分析,從而確定施工配合比。
(1)基礎(chǔ)面修整。澆筑面板混凝土前,先清除擠壓墻及周邊縫止水等廢料,然后按照澆筑順序布置3 m×3 m網(wǎng)格進行平整度測量,對超過或低于面板設(shè)計線5 cm的坡面進行整修,對低于設(shè)計線5 cm的部位用水泥砂漿補填;消除擠壓墻搭接處大于1 cm的錯臺,并對擠壓墻進行脫空檢查,對脫空部位做鑿除處理,并用M3.0水泥砂漿修補。
(2)陽離子乳化瀝青固坡。對擠壓墻進行坡面修整及脫落檢查后,將陽離子乳化瀝青涂刷噴灑在干燥的基面上,分兩次涂刷,每層厚度控制在0.6~0.8 mm。涂刷噴灑時,先噴一層底油,再撒一層粉土砂,然后再噴一層面油,設(shè)計要求的總厚度為3 mm。陽離子乳化瀝青施工時,氣溫不能低于-5℃。
(3)垂直縫及周邊縫水泥砂漿墊層。周邊縫基礎(chǔ)采用M10水泥砂漿墊層自下而上處理。水泥砂漿嚴格按照設(shè)計比例配料人工拌勻,鋪筑時對安裝銅止水部位的水泥砂漿的平整度要進行嚴格控制(允許偏差±5 mm),并用木錘、木模敲打和按實,避免脫空。等水泥砂漿凝固后,在銅止水與水泥砂漿墊層之間安裝聚氯乙烯橡膠墊片,在止水銅片上粘貼止水條。
(4)鋼筋制作與安裝。面板鋼筋采用現(xiàn)場制作、現(xiàn)場焊接,鋼筋安裝順序為:縱向架立筋→橫向架立筋→縱向分布筋→橫向分布筋→周邊加強筋??v向鋼筋采用加工成型的直螺紋套筒連接,縱橫鋼筋交叉點采用梅花形點焊、綁扎,局部采用搭接焊時為單面焊,長度按不小于10倍鋼筋直徑控制。
(5)銅止水與側(cè)模安裝。先將橡膠棒和泡沫塑料充填到銅止水鼻梁中,用透明膠帶紙固定。對面板垂直縫位置和面板頂面線進行測量放樣,然后安裝側(cè)模,側(cè)模應(yīng)緊貼止水銅片鼻梁,內(nèi)側(cè)面應(yīng)平直且對準銅止水鼻梁。
(1)壩頂工作面整理、滑模安裝。在無軌滑模安裝前,滑動模板必須清洗干凈,不得粘有已凝固的混凝土,以保證出模混凝土表面平整度。待卷揚系統(tǒng)就位后,用吊機將滑模吊到側(cè)模上,滑模用鋼絲繩固定在卷揚機支架上,吊機卸鉤穿系卷揚機系統(tǒng),滑模便可下滑就位。
(2)混凝土檢驗和試驗。①為保證混凝土外加劑在拌制過程中充分攪拌均勻,保證混凝土施工質(zhì)量,根據(jù)配合比試驗,混凝土拌制時的投料順序為:砂石骨料→外加劑→水泥→粉煤灰→水,攪拌時間為150 s。在拌和機操作間安裝了時間繼電器和指示燈,以便操作人員對拌和時間進行控制。②由于細集料含水量不穩(wěn)定,會影響對坍落度的控制,因此采取了兩項措施:一是在壩后另設(shè)存量較大的細集料堆料倉,經(jīng)二次倒運至壩頂拌和站;二是拌和站操作人員對每一批細集料根據(jù)質(zhì)檢站提供的配料單及時調(diào)整加水量。③同時安排專人在壩頂拌和站和倉面取樣,進行混凝土坍落度、含氣量、入倉溫度等檢驗。每班在機口至少取樣4次檢測坍落度,每4 h檢測1次拌和物的溫度和氣溫,每班對倉面各檢測1次坍落度和溫度?;炷翝仓^程中,根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時與拌和站進行溝通,調(diào)整配合比,使出機口坍落度控制在3~5 cm之內(nèi),入倉坍落度控制在2~4 cm之內(nèi)。對坍落度超限的混凝土禁止入倉,作為廢料處理。
(3)入倉、振搗?;炷敛捎昧锊廴雮}方法,溜槽分段系在鋼筋網(wǎng)上,上接集料斗,下至離滑模前緣0.8~1.0 m處?;炷琳駬v嚴格按規(guī)范要求進行?;炷寥雮}后采用人工平倉,要求布料均勻,每層布料厚度為25~30 cm,并及時振搗。振搗間距應(yīng)小于40 cm,深入下層混凝土不小于5 cm。振搗器插入方向為在滑模前沿鉛垂向下。止水片周圍的混凝土采用人工入倉,避免分離料進入接縫處。振搗以混凝土不再顯著下沉、不出現(xiàn)氣泡并開始泛漿為準。每一處振搗時間控制在15~20 s左右。
(4)模板滑升?;;氨仨毲宄淝把爻畹幕炷?,以減少滑升阻力。每澆筑一層滑模提升25~30 cm,施工中滑模提升均未超過混凝土澆筑高度。
(5)收面。混凝土出模后立即進行一次壓面,待2~3 h后混凝土初凝前完成二次收面。
(6)特殊氣候條件下的面板混凝土施工。例如:①低溫季節(jié)施工,面板第17塊澆筑過程中遇到中雪,立即停止?jié)仓?,并用保溫材料進行覆蓋保溫,1 h 45 min后雪停,恢復(fù)澆筑。②雨季施工,面板第8塊澆筑時下雨,降雨量小于5 mm/h,故繼續(xù)澆筑,但及時搭設(shè)了棚架,鋪設(shè)了雨布并設(shè)置臨時排水通道。
面板混凝土養(yǎng)護是防止面板因干縮而引起裂縫的重要措施。在混凝土澆筑一次抹面完成后,立即用0.5 mm厚的塑料薄膜覆蓋,二次抹面混凝土初凝后及時用土工布覆蓋(氣溫低于5℃時采用雙布一膜復(fù)合土工膜進行保溫保濕覆蓋,氣溫高于5℃后采用土工布保溫覆蓋)。終凝12 h后進行流水連續(xù)養(yǎng)護(氣溫高于5℃時)。養(yǎng)護期間,養(yǎng)護人員全天候進行檢查。
面板混凝土澆筑完成,混凝土在指定時間內(nèi)達到規(guī)定強度后,進行面板表面止水安裝。用角磨機對張性縫、壓性縫及周邊縫 “V”形槽處理完成后,涂刷HK961-Ⅰ底膠并涂薄層SR材料,放置橡膠棒,填充SR塑性填料。填料完成后,12 h內(nèi)禁止過水,待SR塑性填料達到設(shè)計嵌填要求后,在已處理過的混凝土表面均勻涂刷HK961底膠,并及時安裝三元乙丙復(fù)合蓋片,三元乙丙復(fù)合蓋片的連接為搭接,搭接長度 20~30 cm,然后用 50 mm×50 mm×6 mm的不銹鋼角鋼及寬60 mm、厚7 mm的PVC壓條和M10 mm×125 mm的不銹鋼膨脹螺栓錨固。1 840 m高程以上的膨脹螺栓孔采用粘結(jié)劑回填(如環(huán)氧樹脂),然后再安裝膨脹螺栓。最后將要涂刷HK-961封邊劑處的復(fù)合板表面和混凝土面用鋼絲刷、棉紗(或毛巾)等清理干凈,再用HK-961封邊劑封邊。
積石峽工程面板混凝土施工過程中,除加強“三嚴”控制,即嚴格控制混凝土拌制時間、嚴格控制混凝土坍落度、嚴把混凝土振搗質(zhì)量關(guān)外,更注意做到以下兩點:
(1)加強技術(shù)交底,使施工人員明確各施工工序。面板混凝土施工前和施工中,邀請專家分別對面板施工前的準備(包括基礎(chǔ)面清理,周邊趾板與面板相接的側(cè)面混凝土缺陷處理、止水修復(fù),擠壓墻脫空檢查及坡面處理,擠壓墻層面陽離子乳化瀝青噴涂,止水安裝等)、鋼筋安裝、模板制安、混凝土澆筑、養(yǎng)護等作了4次詳細的技術(shù)交底。
(2)對面板試驗塊施工中存在的問題及時總結(jié)整改。2010年3月15日10:20,積石峽水電站面板試驗塊3號面板開倉,3月16日5:00收倉,根據(jù)試驗塊出現(xiàn)的飄模、振搗不規(guī)范、混凝土拌和控制不到位等問題,項目部采取了相應(yīng)的整改措施,并對現(xiàn)場施工人員再次進行了技術(shù)交底,以達到面板施工規(guī)范化,保證后續(xù)面板混凝土澆筑質(zhì)量。
在積石峽水電站面板混凝土施工中,重視前期準備、過程控制和嚴格施工工序,采取 “少進料、勤振搗、多檢查、保養(yǎng)護”的方法進行施工作業(yè),不僅確保了混凝土面板外觀質(zhì)量(優(yōu)良率為94.4%),而且對降低面板裂縫效果也比較明顯(僅產(chǎn)生裂縫71條,裂縫率為2.0條/1 000 m2,其中僅4條裂縫的寬度大于0.2 mm)。這些經(jīng)驗對以后修建面板堆石壩具有一定的參考和借鑒價值。