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(中國水利水電第三工程局有限公司四川分局，成都，610045)

向家壩水電站左岸壩后廠房布置在河床左側壩后，位于泄洪建筑物左側，通航建筑物右側。主廠房自左向右依次布置1#～4#機組，單管單機，一機一縫，單機容量800MW。蝸殼層二期混凝土上下游長37.5m，寬度36.80m，澆筑高程251.00m～266.19m。單臺機組蝸殼混凝土(C30W8f100)工程量為9740m3，鋼筋制安334.57t，彈性墊層2808m2?，F將蝸殼混凝土的施工技術介紹如下。

1 蝸殼混凝土施工規(guī)劃

1.1 蝸殼混凝土施工分層

蝸殼二期混凝土澆筑高程為251.00m～266.190m，高度15.19m。根據基礎環(huán)結構及蝸殼斷面特點，為避免蝸殼陰角部位混凝土脫空，同時考慮混凝土入倉能力，蝸殼二期混凝土共劃分5層施工。第一層主要考慮基礎環(huán)陰角部位的高程，分層高程略高于基礎環(huán)陰角部位以上14.75cm；第二～五層主要考慮沿蝸殼包角殼頂逐步下降及蝸殼進人廊道的結構分布情況，分層高度均不超過3.0m。

1.2 蝸殼混凝土施工分塊

為確保蝸殼及基礎環(huán)在混凝土澆筑后的最終變形滿足設計和規(guī)范要求，根據機組四個象限(Ⅰ～Ⅳ象限)一期混凝土在倉面形成的四個臺階特點，將蝸殼底部第一層分成四個相對獨立的混凝土澆筑塊分別施工。第1層澆筑采用順序對稱澆筑，即Ⅱ象限—Ⅳ象限—Ⅰ象限—Ⅲ象限。其中Ⅱ、Ⅳ象限為先澆塊，Ⅰ、Ⅲ象限為后澆塊。對角兩塊同時備倉，先后連續(xù)澆筑，第二～五層采用通倉平鋪法澆筑，入倉能力完全滿足入倉強度要求。蝸殼混凝土分層分塊詳見圖1和圖2。

圖1 蝸殼混凝土分層示意

圖2 蝸殼第一層混凝土分塊示意

1.3 蝸殼層施工程序

主要施工程序為：蝸殼安裝驗收交面→混凝土縫面處理→蝸殼腰線以下鋼筋安裝→泵管、排氣管及灌漿管路安裝、冷卻水管安裝、監(jiān)測儀器安裝→蝸殼第1層混凝土澆筑→彈性墊層安裝→蝸殼腰線以上鋼筋安裝→蝸殼第2～5層混凝土澆筑。

2 施工特點及難點

蝸殼混凝土澆筑具有以下幾個特點及難點：

(1)蝸殼安裝精度要求高，混凝土澆筑及灌漿過程中防止抬動變形十分關鍵；

(2)蝸殼底部及陰角部位空間狹小，混凝土入倉、振搗不方便，要保證蝸殼混凝土澆筑密實存在一定難度；

(3)蝸殼陰角部位采用自密實混凝土，水泥用量多，混凝土的溫度控制難度大；

(4)蝸殼澆筑空間內各種工程物件非常多，空間干擾大；

(5)蝸殼混凝土澆筑的品種多，包括常態(tài)混凝土、泵送混凝土、自密實混凝土以及砂漿。

3 蝸殼混凝土澆筑

門(港)機、纜機掛吊罐澆筑二級配混凝土，坍落度為6cm～8cm，蝸殼泵送二級配混凝土坍落度為16cm～18cm，泵送自密實二級配混凝土擴散度60cm～65cm。盡量多澆二級配常態(tài)混凝土，少用自密實混凝土。在蝸殼基礎環(huán)陰角處啟用砂漿泵泵送砂漿時，砂漿配比為水∶水泥∶砂=1∶2∶3.5。

3.1 第一層混凝土澆筑

入倉手段為HB60型混凝土泵機+MQ2000港機，或3#纜機+MQ6000門機+砂漿泵聯合供料。港機和3#纜機配合溜槽、溜桶澆筑蝸殼外側混凝土以及向泵機集料斗供料，蝸殼外側底角部位適當搭設溜桶或滑槽，便于吊罐混凝土到位。混凝土泵負責向蝸殼內側部位送料，砂漿泵負責向基礎環(huán)下陰角部位送料。在陰角部位，當泵送自密實混凝土無法澆筑或為防止蝸殼抬動，混凝土泵送料到適度密實時停止，適時啟動砂漿泵向基礎環(huán)下的陰角泵送砂漿，直到認為基礎環(huán)下的陰角部位澆筑密實為止。

先澆塊混凝土澆筑。從蝸殼外側上游端開倉實行平鋪法澆筑，施工人員在蝸殼內、外側同時振搗，形成外高內低，確保蝸殼外側混凝土擠進蝸殼底部和內側。澆筑到蝸殼底部適當高程時，采用港機繼續(xù)澆筑蝸殼外側混凝土，同時采用低泵管向蝸殼內側泵送混凝土，施工人員繼續(xù)在蝸殼內側振搗。當陰角處已無法人工振搗時，施工人員從封頭模板撤出，啟動高泵管繼續(xù)向蝸殼內側泵送自密實混凝土。由港機向泵機供料，泵送壓力按不大于0.2MPa控制，以防止泵送過程中壓力過大造成蝸殼的抬動變形。澆筑過程中，利用基礎環(huán)上預留的φ125mm孔觀測混凝土澆筑上升情況。當混凝土澆筑至基礎環(huán)環(huán)流板頂面，且環(huán)流板上孔洞冒漿后，用棉塞將環(huán)流板上的孔洞封堵。此時啟動砂漿泵向基礎環(huán)陰角泵送砂漿，當砂漿上升到基礎環(huán)頂板側面上預留的孔洞出漿后，采用棉塞將排氣孔封堵后繼續(xù)注漿；當壓力上升至0.1MPa左右，保持注漿5min，注砂漿結束。

后澆塊混凝土澆筑。先從蝸殼外側開倉實行“坡澆法”澆筑，施工人員可先進入蝸殼陰角部位振搗，使混凝土料蝸殼外側依次流向蝸殼內側將底部覆蓋，澆筑至適當高程時，施工人員可從蝸殼半徑較小的部位撤出，同時依次啟動低泵管和高泵管泵送自密實混凝土，后續(xù)澆筑方式與先澆塊相同。

3.2 第二～五層混凝土澆筑

第二～五層混凝土澆筑采用MQ2000港機、35t平移式纜機及MQ6000門機聯合入倉，輔以溜槽、溜桶實施定點下料；注意在距離蝸殼殼體2.0m范圍內，不得設置下料點；平鋪法整塊澆筑，收倉層面與蝸殼交角處按45°倒角處理。

3.3 注意事項

蝸殼安裝精度要求高，混凝土澆筑及回填灌漿過程中防止抬動變形是第一關鍵；其次是如何保證混凝土澆筑密實；最后是控制混凝土的最高溫升，這一指導思想必須非常明確。嚴禁吊罐碰撞蝸殼殼體，在距離蝸殼殼體2.0m范圍內不得設置下料點；嚴格控制混凝土澆筑上升速度，特別是混凝土接近蝸殼后其上升速度嚴格按≤30cm/h控制。

4 溫度控制措施及變形監(jiān)測

4.1 溫度控制標準

經參建四方專題討論決定，蝸殼二期混凝土特殊區(qū)域最高溫度，自密實混凝土按43℃控制，泵送常態(tài)二級配混凝土暫按40℃控制；蝸殼混凝土出機口溫度按14℃控制，拌和樓實際拌和時，按7℃制冷混凝土工藝生產，實際出機口溫度可按9℃控制。為滿足溫控要求，11月～次年3月混凝土采用自然入倉，4～10月采用預冷混凝土，澆筑溫度控制在20℃以下，冬季施工不低于5℃。

4.2 通冷卻水

倉內冷卻水管采用φ32mm高密度聚乙烯PE管(或φ25.4mm鑄鐵管)呈蛇形布置，在蝸殼第一層自密實混凝土范圍內按照100cm×100cm間排距布置，其余部位按照150cm×150cm間排距布置。自密實區(qū)內的管口掛牌與常態(tài)混凝土區(qū)內的管口掛牌應區(qū)別標識，倉內冷卻水管管口上引至水輪機266.190m高程層面上。冷卻通水采取個性化方式，最高溫度出現前的3～5d，采用25L/min～35L/min的大流量進行冷卻通水，每天降溫幅度不受限制；最高溫度出現后減至15L/min～20L/min的流量進行冷卻通水，控制降溫幅度每天不超過1℃。4～11月采用制冷水冷卻，進水溫度≤12℃的，進出水口溫差為4℃～6℃，12月～次年3月采用江水冷卻。每天調換一次進出水口通水方向，在混凝土開倉時即開始通水，悶溫合格后冷卻水管即可回填。

4.3 倉面保溫

糧食的可獲性：是指可以獲得符合質量及數量要求的糧食，糧食可以是國內生產的，也可以是進口的（包括糧食援助）。糧食的可獲性表述的是糧食安全的“供給方面”，是由糧食生產水平和交易量決定的。

根據澆筑時段不同，采取相應措施，形成較為穩(wěn)定的倉面小氣候。在5～9月的高溫季節(jié)，盡量選擇氣溫較低的時段開澆，在倉面上布置噴霧機，降低倉面溫度，保持倉面濕度，對混凝土澆筑坯層面及時覆蓋保溫被，混凝土澆筑收倉后及時采用灑水或流水養(yǎng)護。低溫季節(jié)，在混凝土外露面覆蓋3cm厚保溫被保溫。

4.4 埋設溫度計

為取得蝸殼混凝土在澆筑過程中的溫度變化參數，在1#機蝸殼混凝土第一層每一澆筑分區(qū)泵送自密實部位、泵送二級配部位和陰角砂漿部位，各埋設1支溫度計；在外側常態(tài)混凝土部位，埋設1支測溫管。最高溫度出現之前，按照1次/4h的頻次監(jiān)測，最高溫度出現后按1次/d監(jiān)測。

4.5 抬動變形監(jiān)測

在基礎環(huán)上安裝2個徑向千分表、2個垂直方向千分表，在蝸殼底板流道及腰線分別布設4支千分表，確認初始值，并進行變形監(jiān)測，檢測頻率1次/h。根據監(jiān)測數據及時調整澆筑方式和上升速度，當發(fā)現異常情況時應加密監(jiān)測，并采取相應措施?？紤]到地面廠房環(huán)境溫度變化大，引起蝸殼熱脹冷縮，可能影響監(jiān)測數據，可在澆筑前一周安裝百分表進行監(jiān)測和記錄，分析環(huán)境溫度變化的影響。

5 接觸灌漿

在蝸殼底部軸線外側對應圓心角48.8°范圍，布置拔管灌漿系統，相應蝸殼底部軸線外側最大長度為4m。拔管采用φ20mmPVC塑料管，拔管間距為200cm，拔管引至每一層倉面以上15cm。進出漿管均為φ32mmPVC塑料管，進漿管上設置三通與拔管底部的φ25.4mm鋼支管相連。在底部混凝土初凝后即可進行拔管作業(yè)，拔管應緩慢均勻，拔除后用壓力風檢查管路的通暢情況，并將里面的細微雜物吹出。

在蝸殼底部軸線內側對應圓心角21.3°范圍，布置蛇形重復灌漿系統，相應蝸殼底部軸線內側最大長度為2m。蛇形管采用φ38mm塑料軟管，間距為200cm。

基礎環(huán)陰角部位灌漿采用埋設專利產品φ25mm可重復灌漿管系統，每臺機組基礎環(huán)與蝸殼陰角部位，按照第一層分的4個倉分別布置4組可重復灌漿系統，采用固定卡緊貼固定在基礎環(huán)蝸殼陰角管壁上?？芍貜凸酀{管兩側端頭從

基礎環(huán)環(huán)流板水平面上預留的φ125mm@1500mm孔口引出，并與φ25mmPVC管相接，一根作為進漿引管，另一根作為回漿引管；在基礎環(huán)陰角頂端布置排氣系統，同樣從基礎環(huán)環(huán)流板水平面上預留孔引出，同時基礎環(huán)陰角頂部垂直側面上預留的28組φ20mm@1600mm孔洞也同時參與排氣。

5.2 灌漿施工

灌漿在第一層混凝土最后一倉澆筑完成7d后或達到設計強度70%時進行，由低處向高處施灌，選擇灌區(qū)底部高程最低的第I象限進行灌漿，采取低壓慢灌工藝，依次順時針灌漿推及至第IV象限結束。控制進漿流量不大于30L/min，開灌水灰比0.5∶1(外摻0.6%高效減水劑)，蝸殼底部灌漿壓力設計要求小于0.2MPa，實際灌漿過程中控制灌區(qū)底部最大灌漿壓力小于0.15MP。在蝸殼抬動監(jiān)測不超標的前提下，當排氣孔或回漿孔返出濃漿與進漿比重基本一致后，用木塞由低到高依次完成外漏點嵌縫及管口封閉，達到設計壓力后，灌漿孔停止吸漿，并繼續(xù)灌注10min即可結束灌漿。停止灌漿后，將重復在灌漿管內的漿液用大流量無壓水(或水壓小于灌漿壓力)沖洗干凈，以備下次灌漿。灌漿結束14d后，對蝸殼、基礎環(huán)脫空區(qū)進行敲擊檢查，對脫空面積≥0.16m2的脫空區(qū)要利用可重復灌漿管進行補灌。

6 施工效果

混凝土澆筑過程中的座環(huán)、蝸殼變形，參照已建三峽工程經驗，分別按照±0.25mm、±2.5mm控制。根據實際監(jiān)測1#～4#機組各象限座環(huán)徑向變形最大值分別為0.23mm、0.24mm、0.21mm、0.22mm，抬動最大值分別為0.23mm、0.22mm、0.19mm、0.20mm，徑向變形和抬動變形均在容許范圍之內。1#～4#機組各象限蝸殼最大抬動值分別為1.14mm、0.56mm、0.12mm、0.11mm，均在容許范圍之內。座環(huán)、蝸殼設計最大容許脫空面積為0.16m2，1#～4#機組蝸殼及座環(huán)各象限脫空最大值分別為0.15m2、0.10m2、0.10m2、0.08m2，均在容許范圍之內。