水電四局有限公司向家壩工程項(xiàng)目部 四川宜賓向家壩 644612

摘要：因開挖交面滯后，向家壩水電站二期工程Ⅱ標(biāo)段齒槽混凝土澆筑時(shí)間推遲至2010年1月開始，通過(guò)采用15m高升層碾壓混凝土施工，并對(duì)大倉(cāng)面碾壓混凝土施工組織、滿管溜管和翻轉(zhuǎn)模板的設(shè)計(jì)與應(yīng)用、冷卻水管集中上引、變態(tài)混凝土加漿工藝、固結(jié)灌漿時(shí)機(jī)選擇等方面進(jìn)行研究，及早解除了齒槽回填對(duì)大壩甲塊混凝土澆筑上升的制約。

關(guān)鍵詞：高升層；碾壓混凝土；施工

1 前言

向家壩水電站二期工程Ⅱ標(biāo)段壩前齒槽混凝土總澆筑方量約為23萬(wàn)m3。因開挖交面滯后，壩前齒槽混凝土澆筑時(shí)間推遲至2010年1月開始，如采取常規(guī)施工方案進(jìn)行齒槽混凝土澆筑及固結(jié)灌漿施工（按3m分層并考慮廊道影響，齒槽高程203.0m～240.0m共分14層施工，同時(shí)在高程210.0m完成固結(jié)灌漿施工），混凝土澆筑需5個(gè)月，固結(jié)灌漿施工需3個(gè)月，齒槽混凝土最早完成時(shí)間也將在2010年9月以后，不但造成需在高溫多雨季節(jié)進(jìn)行高強(qiáng)度碾壓混凝土施工，碾壓混凝土施工質(zhì)控風(fēng)險(xiǎn)增加；同時(shí)固結(jié)灌漿蓋重不夠，在向家壩復(fù)雜地質(zhì)條件下，固結(jié)灌漿質(zhì)量及工期風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)很大；進(jìn)而對(duì)2010年施工計(jì)劃的順利完成造成影響。因此有必要對(duì)齒槽混凝土澆筑工藝及固結(jié)灌漿時(shí)機(jī)的選擇進(jìn)行重點(diǎn)研究。

2 調(diào)整碾壓混凝土分層，在國(guó)內(nèi)首次采取15m高升層方案

為確保在低溫季節(jié)（5月份以前）將壩前齒槽碾壓混凝土施工完成，經(jīng)參考國(guó)內(nèi)其它水電工程碾壓混凝土高升層施工案例，結(jié)合本工程齒槽特點(diǎn)，通過(guò)分析、研究，并征得設(shè)計(jì)、業(yè)主同意，將齒槽碾壓混凝土分層調(diào)整為高程204.0m～208.5m～210.0m～225.0m～240.0m，最大升層達(dá)到15m。施工澆筑分層調(diào)整后，壩前齒槽高程240.0m在5月份已經(jīng)形成，節(jié)約工期大約50天。

3 高升層碾壓混凝土入倉(cāng)手段布置與大高差長(zhǎng)滿管溜管的應(yīng)用

（一）倉(cāng)面特性

左廠①～⑦壩段壩前齒槽碾壓混凝土（高程225.0m～240.0m），倉(cāng)位底部寬38.91m，長(zhǎng)124.35m，最大倉(cāng)面面積約為8250m2，澆筑方量約115373 m3。倉(cāng)面共分4區(qū)3個(gè)條帶進(jìn)行澆筑，左廠⑥～⑦為Ⅰ區(qū)，左廠④～⑤為Ⅱ區(qū)，左廠②～③為Ⅲ區(qū)，左廠①為Ⅳ區(qū)。上游邊線到0-11.5m為第一條帶，從0-11.5m到壩下0+15.0m為第二條帶，從壩下0+15.0m到下游巖面為第三條帶。

（二）入倉(cāng)手段布置

入倉(cāng)手段主要采用3臺(tái)纜機(jī)、1臺(tái)胎帶機(jī)、2套滿管溜管、1套敞口溜槽和1臺(tái)塔帶機(jī)供料線等方式。變態(tài)混凝土制漿站布置在高程305.0m縱向圍堰上游端頭部位，采用輸漿管將漿液輸送到倉(cāng)面各個(gè)部位。左廠①～④壩段的第二和第三條帶以及左廠①、②壩段的第一條帶由位于左廠②壩段的2套滿管溜管供料；左廠⑤～⑦壩段的第二、三條帶由左廠⑥壩段的敞口溜槽供料；左廠③、④壩段的第一條帶主要由胎帶機(jī)供料；左廠⑤～⑦壩段的第一條帶主要由塔帶機(jī)供料線供料。在個(gè)別時(shí)段用3臺(tái)纜機(jī)輔助供料。倉(cāng)號(hào)澆筑時(shí)，高程303m拌和系統(tǒng)和高程380m拌和系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，未出現(xiàn)故障。

（三）大高差長(zhǎng)滿管溜管

壩前齒槽左廠①～⑦碾壓混凝土，最大倉(cāng)號(hào)面積為8250m2，最大小時(shí)澆筑強(qiáng)度為484.5m3/h。原有澆筑手段無(wú)法滿足澆筑強(qiáng)度要求，項(xiàng)目部結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，專項(xiàng)設(shè)計(jì)了兩組滿管溜管，搭設(shè)在左廠②下游齒槽邊坡，布置高程為240.0m，施工完成后受料平臺(tái)高程為243.0m。為減少施工干擾，滿管溜管兩受料斗之間的距離為2.5m。在卸料平臺(tái)上設(shè)置鋼管門型架，以防止自卸車卸料時(shí)出現(xiàn)傾翻。為了防止堵料，避免管料分離，將受料斗底部彎頭由“S”型修改為斜直段彎頭。卸料口與倉(cāng)面距離控制在5～7m，防止骨料入倉(cāng)出現(xiàn)分離情況。單組滿管溜管最低小時(shí)澆筑強(qiáng)度可達(dá)到120m3/h，足以滿足齒槽澆筑碾壓混凝土強(qiáng)度要求。而且在施工過(guò)程中，滿管溜管的穩(wěn)定性較好，操作簡(jiǎn)單。

左廠②滿管溜管利用型鋼將受料斗固定，受料斗向下游傾斜放置，滿管通過(guò)工字鋼制作的門型架加固，每節(jié)滿管布置一組門型架，底部與插筋焊接，Φ32插筋垂直坡面埋設(shè)，入巖1.0m，工字鋼之間的支撐采用2∠80×8mm角鋼，高程203.0m～230.0m之間的滿管離基巖面3.5m，工字鋼鉛垂布置，槽鋼垂直于基巖面布置。具體加固示意圖如下：

圖1 左廠②壩段滿管溜管加固示意圖

4 高升層倉(cāng)內(nèi)冷卻水管快速鋪設(shè)、精確定位與集中上引措施

對(duì)壩基混凝土控制其內(nèi)部最高溫度滿足設(shè)計(jì)要求，埋設(shè)冷卻水管進(jìn)行初期通水冷卻。冷卻管路采用分壩段布置，集中垂直上引方式引入廊道。冷卻水管的埋設(shè)需滿足如下要求：

㈠ 冷卻水管為直徑32mm的高密度聚乙烯冷卻水管。

㈡ 冷卻水管必須保證安裝精度，單根冷卻水管長(zhǎng)度控制在250m以內(nèi)。

㈢ 冷卻水管間排距為2.0m×1.5m，采用“U”形卡固定，在局部彎管段加密固定點(diǎn)。

㈣ 混凝土下料時(shí)不準(zhǔn)直接對(duì)著塑料管下料。混凝土澆筑前和在澆筑過(guò)程中對(duì)已安裝好的冷卻水管做一次通水檢查，通水壓力0.3～0.4MPa，如發(fā)現(xiàn)堵塞及漏水現(xiàn)象應(yīng)立即處理。尤其是冷卻水管上部第一層碾壓混凝土鋪料時(shí)，避免平倉(cāng)或振搗設(shè)備直接碾壓水管，造成冷卻水管破裂損壞。

㈤ 冷卻水管鋪設(shè)時(shí)垂直水流方向蛇形布置，振動(dòng)碾開始碾壓時(shí)垂直水流方向進(jìn)行，防止水管移位。

㈥ 冷卻水管鋪設(shè)前測(cè)量放點(diǎn)，鋪設(shè)結(jié)束后進(jìn)行復(fù)測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)三檢對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行校核，如有偏差，重新測(cè)量放點(diǎn)，冷卻水管分四束從下游垂直上引，上引管用紅色油漆標(biāo)注，并測(cè)量放線，避開固灌孔。

5 碾壓混凝土一次性過(guò)廊道措施

左廠①～⑦壩段壩前齒槽在高程210.0m設(shè)有一條帷幕灌漿廊道和一條排水廊道。兩條廊道將整個(gè)齒槽分割為大小不等的三個(gè)狹長(zhǎng)區(qū)域，平倉(cāng)、碾壓設(shè)備利用效率較低，為便于施工車輛在壩前齒槽高程215.0m以下倉(cāng)內(nèi)通行，左廠⑥壩前齒槽廊道由高程210.0m爬升至高程220.0m段采用型鋼支撐一次形成廊道底板支撐，然后安裝鋼筋及廊道模板，形成門型通道。

同時(shí)，由于廊道頂部混凝土比較薄時(shí)混凝土初始強(qiáng)度低，廊道頂部混凝土無(wú)法承受行駛車輛及碾壓設(shè)備的沖擊力，因此在左廠②帷幕灌漿廊道及排水廊道頂部設(shè)置12m寬過(guò)車部位，該部位廊道排架間距加密至30cm，同時(shí)在廊道頂部混凝土表面鋪設(shè)型鋼平臺(tái)；為保證廊道過(guò)車時(shí)不對(duì)廊道產(chǎn)生破壞或使廊道變形，廊道邊墻50cm及頂拱90～120cm范圍內(nèi)原則上采用變態(tài)混凝土，頂拱覆蓋1.5m厚且頂拱上部第一層混凝土施工36h后可以過(guò)重車。確保廊道施工不發(fā)生變形，提高施工機(jī)械的效率，加快施工速度。

圖2 左廠⑥爬坡廊道加固措施圖

6 大倉(cāng)面碾壓混凝土施工組織與倉(cāng)面工藝研究

左廠①～⑦壩段壩前齒槽碾壓混凝土（高程225.0m～240.0m）澆筑方量約為115373m3，澆筑歷時(shí)共計(jì)310.67h，層間覆蓋時(shí)間平均為6.2h。該倉(cāng)于2010年5月4日22：20分開倉(cāng)，5月17日21：00分收倉(cāng)，平均入倉(cāng)強(qiáng)度371.37m3/h。

⑴ 條帶施工情況

整倉(cāng)全部采用平層碾壓工藝進(jìn)行施工，鋪筑過(guò)程遵循了倉(cāng)面設(shè)計(jì)的分區(qū)和條帶劃分。分條帶、分區(qū)域（壩段）攤鋪，施工過(guò)程中結(jié)合入倉(cāng)手段對(duì)大條帶分壩段攤鋪，保證條帶區(qū)域明顯。

⑵ 坯層攤鋪情況

鋪筑層厚按34cm控制，從模板上標(biāo)注的分層線和檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，碾壓混凝土攤鋪厚度控制到位。

⑶ 碾壓施工及壓實(shí)度檢測(cè)

碾壓混凝土施工時(shí)要求的碾壓遍數(shù)為：先無(wú)振碾壓2遍，再?gòu)?qiáng)振碾壓6遍，最后收面時(shí)增加無(wú)振碾壓2遍。碾壓遍數(shù)利用振動(dòng)碾司機(jī)翻掛牌方式進(jìn)行控制，行駛速度不大于1.5km/h（≤25m/min），對(duì)碾壓遍數(shù)采取不定時(shí)抽查，在現(xiàn)場(chǎng)配備秒表隨時(shí)監(jiān)控振動(dòng)碾的行駛速度，從抽檢的情況來(lái)看，振動(dòng)碾行走速度和壓實(shí)遍數(shù)基本滿足要求。碾壓混凝土與變態(tài)混凝土區(qū)域搭接寬度以及碾壓搭接寬度，滿足相關(guān)要求。倉(cāng)面壓實(shí)度共檢測(cè)1650次，現(xiàn)場(chǎng)碾壓混凝土壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求。

⑷ 層間結(jié)合

在配合比設(shè)計(jì)上，采用有顯著緩凝作用的減水劑，延長(zhǎng)混凝土初凝時(shí)間，保證碾壓混凝土能在初凝之前完成上一坯層碾壓混凝土的碾壓施工。VC值大小對(duì)層間結(jié)合也有較大影響，倉(cāng)面VC值控制在3～5S，拌和系統(tǒng)岀機(jī)口VC值控制在1～3s，對(duì)碾壓混凝土拌和物VC值實(shí)行動(dòng)態(tài)跟蹤，根據(jù)氣溫、風(fēng)速、蒸發(fā)情況適時(shí)調(diào)整出機(jī)口VC值。

⑸ 坯層面覆蓋時(shí)間

左廠①～⑦壩段壩前齒槽碾壓混凝土（高程225.0m～240.0m）各條帶層間間歇時(shí)間基本控制在7～8h以內(nèi)。

⑹ 埋件

左廠①～⑦壩段壩前齒槽碾壓混凝土（高程225.0m～240.0m）埋件主要有上下游銅止水、并縫半圓管和冷卻水管以及各類監(jiān)測(cè)儀器，澆筑過(guò)程中鋪料和碾壓有專人指揮，埋件專人看護(hù)，各種埋件未發(fā)生因施工而損壞的情況。

⑺ 溫度控制情況

① 通水情況

左廠①～⑦壩段壩前齒槽碾壓混凝土（高程225.0m～240.0m）15m升層，共布置10層冷卻水管，總計(jì)159組冷卻水管，從5月6日開始通水，通水情況正常。

② 內(nèi)部溫度檢測(cè)

左廠①～⑦壩段壩前齒槽碾壓混凝土（高程225.0m～240.0m）在左廠①～⑦二、三級(jí)配碾壓混凝土部位共埋設(shè)8支溫度計(jì)，在3～5天內(nèi)混凝土內(nèi)部出現(xiàn)最高溫度，其值出現(xiàn)后平均每日溫度降幅0.05～0.85℃。

⑻ 現(xiàn)場(chǎng)人員設(shè)備組織充分

左廠①～⑦壩段壩前齒槽碾壓混凝土（高程225.0m～240.0m）連續(xù)上升15m，上、下游巖面部位有巖面鋼筋，每個(gè)壩段的橫縫處有銅止水、排水槽和瀝青散板以及并縫鋼筋和半圓管，開倉(cāng)前對(duì)倉(cāng)內(nèi)的各個(gè)工序進(jìn)行了充分的準(zhǔn)備，在澆筑過(guò)程中，鋼筋、模板、止水等安裝及巖面清理未影響碾壓混凝土正常澆筑。在澆筑強(qiáng)度要求較高的情況下還需鋪設(shè)冷卻水管，因現(xiàn)場(chǎng)人員設(shè)備組織充分，各工序銜接比較順暢，冷卻水管在鋪設(shè)時(shí)未對(duì)碾壓混凝土的鋪筑造成太大影響。

⑼ 雨季施工和高溫時(shí)段施工高度重視

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)倉(cāng)面面積和雨季施工情況，認(rèn)真做好倉(cāng)面工藝設(shè)計(jì)。開倉(cāng)前，對(duì)排水人員、防雨資源及抽排水設(shè)施進(jìn)行認(rèn)真檢查，同時(shí)各班根據(jù)天氣預(yù)報(bào)情況認(rèn)真檢查和落實(shí)每臺(tái)設(shè)備的完好率及數(shù)量。倉(cāng)面排水由吸水管集中抽排至水桶中，再由水泵引排，局部少量雨水由人工用海綿蘸除。在澆筑期間，組織好雨季施工預(yù)備人員，遇到特殊情況，快速反應(yīng)，迅速到位，對(duì)倉(cāng)面積水及時(shí)有效引排。雨后排水時(shí)，倉(cāng)面防雨布分區(qū)、分塊揭開，按照從下游向上游的順序揭防雨布，并保證集中排水，確保下料區(qū)域無(wú)積水。

在高溫時(shí)段，除了用噴霧機(jī)固定噴霧外，還在倉(cāng)面上準(zhǔn)備了6條沖毛槍對(duì)各條帶采用人工動(dòng)態(tài)噴霧，這樣既降低了倉(cāng)面溫度，濕潤(rùn)了發(fā)白骨料，又保證了倉(cāng)面溫度，使得高溫時(shí)段正常澆筑，倉(cāng)面無(wú)超溫現(xiàn)象發(fā)生。

齒槽碾壓混凝土收盤后，對(duì)倉(cāng)面進(jìn)行了壓水檢查，左廠①～⑦壩段共布置了7個(gè)壓水孔，孔徑為Ф76mm和Ф91mm，孔深5m，孔位由監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)指定，通過(guò)壓水檢查，各個(gè)孔壓水結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求。

7 基巖滲水和倉(cāng)面積水快速引排措施及排水設(shè)施布置

㈠ 混凝土施工前排水

對(duì)于上下游斜坡巖面上存在的較大滲水點(diǎn)，在滲水點(diǎn)處插入多根直徑為32mm的高密度聚乙烯管引排至水平主排水管，通過(guò)主排水管引排至集水坑，主排水管采用φ108mm鋼管。

在左廠②甲塊齒槽集水井布置4臺(tái)8寸水泵，將水送至左廠⑥甲塊的集水箱，左廠⑥甲塊的集水箱布置2臺(tái)12寸離心水泵、1臺(tái)備用8寸離心水泵，將水排至壩前Ⅰ標(biāo)主集水井，最大排水量為24000m3/天，滿足齒槽混凝土施工要求。

㈡ 混凝土施工時(shí)排水

混凝土澆筑時(shí)，在下料前對(duì)即將下料區(qū)域進(jìn)行集中、徹底排水。對(duì)上下游巖面滲水部位，在上下游靠近巖面部位順巖面坡腳線設(shè)置臨時(shí)排水溝，根據(jù)需要在臨時(shí)排水溝內(nèi)設(shè)置小型水泵進(jìn)行抽排，同時(shí)將巖面滲水引至集水坑通過(guò)水泵集中排水?，F(xiàn)場(chǎng)采用水泵排水與人工排水相結(jié)合的方式進(jìn)行排水。

8 翻轉(zhuǎn)模板的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

在左廠①～⑦壩段壩前齒槽碾壓混凝土（高程225.0m～240.0m）施工中，若采用散?；蛘叨嗫ㄆ矫娲竽０迨┕ぃ瑒t每澆筑3m即停倉(cāng)重新立模，無(wú)法滿足工期要求，而且需要投入較大的人力、物力和財(cái)力；而采用翻轉(zhuǎn)模板，在澆筑的同時(shí)可以隨澆筑的不斷上升提升模板，中間不間歇以達(dá)到高升層澆筑的要求，經(jīng)過(guò)研究討論，為了滿足壩前齒槽碾壓混凝土施工需要，項(xiàng)目部決定采用翻轉(zhuǎn)模板進(jìn)行施工。

左廠①～⑦壩段壩前齒槽碾壓混凝土（高程225.0m～240.0m）施工中，采用的翻轉(zhuǎn)模板尺寸為2.1m×3.0m，翻轉(zhuǎn)模板主要由模板、圍檁支撐、連接件、可調(diào)套件和插銷等幾部分組成，模板面板采用-8mm厚鋼板加工，橫肋高157mm，橫邊肋、縱邊肋及縱肋高均為112mm，肋板采用-5mm厚鋼板加工，連接件主要由槽鋼和鋼板加工制作，圍檁支撐主要由∠63×6的等邊角鋼組成。

翻轉(zhuǎn)模板可以快速上升，立模簡(jiǎn)便，簡(jiǎn)化了模板的加固，節(jié)省了材料，增加了模板周轉(zhuǎn)次數(shù)，效果顯著。

9 固結(jié)灌漿時(shí)機(jī)選擇與混凝土施工的關(guān)系方面研究

由于開挖交面滯后，向家壩水電站二期工程Ⅱ標(biāo)段齒槽混凝土澆筑時(shí)間推遲至2010年1月開始，如果在高程210.0m完成齒槽固結(jié)灌漿施工，因固結(jié)灌漿施工需3個(gè)月，則齒槽混凝土最早完成時(shí)間也將在2010年9月以后，不但造成需在高溫多雨季節(jié)進(jìn)行高強(qiáng)度碾壓混凝土施工，碾壓混凝土施工質(zhì)控風(fēng)險(xiǎn)增加；同時(shí)由于地質(zhì)條件較差，固結(jié)灌漿蓋重不夠，在向家壩復(fù)雜的地質(zhì)條件下，固結(jié)灌漿質(zhì)量及工期風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)很大；進(jìn)而對(duì)2010年施工計(jì)劃的順利完成造成影響。因此將固結(jié)灌漿施工作業(yè)面由高程210.0m調(diào)整至高程240.0m，固結(jié)灌漿混凝土蓋重厚度增大至37m。經(jīng)過(guò)優(yōu)化，實(shí)際施工中，向家壩水電站二期工程Ⅱ標(biāo)段壩前齒槽混凝土于2010年5月澆筑至高程240.0m，2010年6月開始固結(jié)灌漿施工，固結(jié)灌漿于2010年8月施工完成。

10 結(jié)語(yǔ)

向家壩水電站二期工程Ⅱ標(biāo)段壩前齒槽混凝土于2010年5月澆筑至高程240.0m，2010年6月開始固結(jié)灌漿施工，固結(jié)灌漿于2010年8月施工完成。有效地避免了高溫多雨季節(jié)對(duì)碾壓混凝土的施工影響，增大了固結(jié)灌漿混凝土蓋重厚度，大大降低了碾壓混凝土施工及固結(jié)灌漿質(zhì)控風(fēng)險(xiǎn)，及早解除了齒槽回填對(duì)大壩甲塊混凝土澆筑上升的制約，為向家壩水電站二期工程Ⅱ標(biāo)段2010年104萬(wàn)m3主體混凝土澆筑計(jì)劃的完成打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

向家壩水電站二期工程Ⅱ標(biāo)段壩前齒槽15m高升層碾壓混凝土施工的成功實(shí)踐，為導(dǎo)流缺口壩段及相鄰標(biāo)段采取高升層碾壓混凝土施工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)已在向家壩水電站升船機(jī)渡槽段基礎(chǔ)混凝土、消力池缺陷槽回填混凝土施工中予以推廣應(yīng)用。

作者簡(jiǎn)介：

王雄武 男（1975-）高級(jí)工程師 水電四局有限公司向家壩工程項(xiàng)目部總工程師。

陳 煒 男（1982-）助理工程師 水電四局有限公司向家壩工程項(xiàng)目部技術(shù)辦副主任。

成印同 男（1979-）工程師 水電四局有限公司向家壩工程項(xiàng)目部技術(shù)辦大壩科副科長(zhǎng)。