王 波

(甘肅省疏勒河流域水資源管理局,甘肅 玉門 735211)

1 基本概況

1.1 工程概況

雙塔水庫原設(shè)計庫容2.4億m3,興利庫容1.2億m3,控制流域面積34440平方公里,正常蓄水位1330.0m。水庫樞紐主要建筑物有主壩、1#、2#副壩、輸水洞、1#溢洪道(原稱正常溢洪道)、2#溢洪道(原稱非常溢洪道)、泄洪渠、輸水渠等。1#溢洪道、2#溢洪道承擔(dān)水庫汛期泄水任務(wù)。

原非常溢洪道采用碎石土心墻自潰壩擋水,當(dāng)水位超過高程1330.6m需要啟用時,需采用人工破堤的方式,運(yùn)行管理極不方便。本次除險加固工程對原非常溢洪道溢流壩段進(jìn)行加高培厚,并在1#溢洪道與2#溢洪道之間增加新建2#溢洪道,由南北向東西泄水,至1#溢洪道樁號0+237.15-0+285處匯入1#溢洪道。新建2#溢洪道由進(jìn)口段、控制段、消力池段、泄槽段、匯入段組成,其中控制段設(shè)計三孔閘門,有2個中墩和2個邊墩,閘墩澆筑最高處10.74m,高程為1332.8m,最低處7.8m,高程為1325.0m。

1.2 工程地質(zhì)條件

新建2#溢洪道沿線多為殘坡積和人工堆積物覆蓋層,厚2～8m不等,局部基巖裸露,基巖巖性主要為片麻花崗巖,屬堅硬巖,表層巖體強(qiáng)風(fēng)化厚約2～3m。閘室段地基無規(guī)模較大的構(gòu)造破碎帶通過,表層強(qiáng)風(fēng)化厚5m,弱風(fēng)化厚5～7m。

2 施工導(dǎo)流

新增2#溢洪道樁號0+000-0+018為1#副壩壩體部分,建設(shè)過程中為滿足施工期水流控制和工程安全度汛,本工程利用水庫低水位期,修筑土石圍堰,圍堰設(shè)計為弧形,起點(diǎn)于1#溢洪道泄洪閘右端,終點(diǎn)與1#副壩尾部連接,總長130m。堰體采用1m寬粘土心墻防滲,迎水面采用干砌塊石防沖,背水面采用集水坑水泵抽排水。

3 地基處理

3.1 建基面軟弱夾層處理

新增2#溢洪道沿線基巖巖性多為片麻花崗巖,巖體風(fēng)化嚴(yán)重,部分地段存在巖石松散軟弱夾層和淤泥軟弱夾層,且軟弱夾層抗剪強(qiáng)度極低,遠(yuǎn)不能滿足地基承載力要求。施工時如果建基面清理不徹底,開挖深度不夠,使混凝土置于強(qiáng)風(fēng)化層上,水庫蓄水會因壩基滲流造成地基軟化,壩體與基巖接觸面之間抗剪強(qiáng)度值減小,揚(yáng)壓力增大,會使建筑物基礎(chǔ)滑動或引起建筑物局部沉降。因此要求建基面清理必須達(dá)到堅硬巖層,對軟弱夾層部位采用換基法,利用破碎錘開挖至堅硬基巖,再用C20混凝土或C20拋石混凝土進(jìn)行回填處理。

3.2 地基補(bǔ)強(qiáng)加固

對新增2#溢洪道控制段地基采用打錨桿及固結(jié)灌漿相結(jié)合的方式可有效提高地基的整體性、承載力和抗變形能力。錨桿采用Φ25,長為5m,入巖4.5m,外露0.5m,間、排距為3m。固結(jié)灌漿沿水流方向自下游往上游呈梅花形布置,灌漿孔深入基巖深度為3m,采用全斷面蓋重式灌漿,按分序、加密的原則分II序孔全孔灌漿,間排距為2.5m。

3.3 壩體防水帷幕

1#副壩樁號0+518.32～0+539.22為新建2#溢洪道,1#副壩壩體防滲采用防滲墻+帷幕灌漿的方式,新建2#溢洪道采用紫銅止水片與副壩兩側(cè)連接,分別鑲嵌在新建溢洪道建筑物墻體內(nèi)和1#副壩防滲墻墻體內(nèi),使溢洪道與防滲墻更好的連接。由于紫銅止水片耐腐蝕性強(qiáng)、強(qiáng)度高,所以可以長期使用,并充分阻水。溢洪道進(jìn)口寬20.9m,每隔1.5m布設(shè)1孔帷幕灌漿,按分序加密的原則進(jìn)行灌漿,與1#副壩帷幕灌漿形成一個閉合的防滲系統(tǒng)。帷幕灌漿可以填補(bǔ)基巖地基裂縫(空隙),從而形成連續(xù)的阻水帷幕,改善壩基滲流條件和減小滲漏量。

4 混凝土質(zhì)量控制

合理的質(zhì)量控制措施可以達(dá)到項目質(zhì)量控制的目的。控制段混凝土一次性澆筑量大,外觀面積大,鋼筋密集,振搗困難。《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》(JGJ55- 2011)中認(rèn)為,混凝土體積較大時,膠凝材料水化熱將使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害裂縫,本工程控制段混凝土澆筑參照大體積混凝土施工進(jìn)行質(zhì)量控制。

4.1 混凝土原材及配合比設(shè)計

大體積混凝土設(shè)計主要考慮降低水化熱,降低混凝土的絕熱溫升。本工程選用熱膨脹系數(shù)較低、級配良好的天然砂和粒徑為0.5～31.5mm的卵石作為混凝土骨料,能夠滿足混凝土和易性、粘聚性良好的要求。選用P.O42.5水泥采用摻高效引氣減水劑和粉煤灰的“雙摻”技術(shù)能夠滿足混凝土設(shè)計強(qiáng)度性能要求,在混凝土中摻入一定比例的粉煤灰取代部分水泥,還能降低混凝土水化熱量,延緩混凝土熱散失速率。

在委托試驗(yàn)室對進(jìn)場原材料性能的分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)設(shè)計對混凝土性能的要求確定混凝土配合比。施工過程中根據(jù)骨料的實(shí)際含水率和粒徑變化,適當(dāng)調(diào)整混凝土施工配合比。

4.2 混凝土施工質(zhì)量過程控制

4.2.1 混凝土拌合及運(yùn)輸

由于本工程地處戈壁,商品混凝土運(yùn)輸困難,在施工現(xiàn)場建立攪拌站對混凝土進(jìn)行集中拌合。為保證混凝土輸送過程中不發(fā)生分離、漏漿及泌水,采用混凝土輸送泵配合輸送鋼管及軟管直接輸送,塔吊配合輸送軟管入倉澆筑。

4.2.2 混凝土澆筑難點(diǎn)部位施工

混凝土澆筑前,需要建基面清理、鋼筋制安、模板架設(shè)等工序驗(yàn)收合格,預(yù)埋件符合規(guī)范和設(shè)計要求,所有準(zhǔn)備工作就序。

(1)溢流面澆筑

溢流面采用C30混凝土分倉澆筑,每孔閘門分為一倉。由于溢流堰面為曲線,且溢流面要承受高速水流沖刷,在保證混凝土設(shè)計強(qiáng)度性能的前提下要滿足堰面平整度和光潔度的要求,且不允許堰面存在蜂窩麻面現(xiàn)象。本工程采用5.5m*0.5m鋼度較好的滑動模板配合人工二次抹面技術(shù),利用溢流堰閘墩鋼筋制安,事先用扁鐵焊接好溢流面輪廓作為測量放樣點(diǎn),然后從堰面底部自下往上澆筑,利用扁鐵加滑?？刂埔缌髅媲€。為減少混凝土振搗對滑模產(chǎn)生向上的托力,施工中在滑模上增加配重?；炷寥雮}振搗密實(shí)后稍有凝結(jié)再向上移動滑模,每次滑升高度要與上倉保持10cm左右的接縫。在滑升過程中要配合專人觀察模板形狀,盡可能兩邊同步操作,以避免歪斜模板。對提升模板后新澆的混凝土表面,利用滑動模板作為工作平臺,使人站在滑模上,用木抹子拍打混凝土表面,消除滑模板分條帶和凹凸不平面、水線、氣泡等；正確掌握混凝土凝結(jié)時間,利用混凝土達(dá)到初凝后終凝前的時間人工用鐵抹子進(jìn)行最后一次抹面處理,抹壓時作用力以感覺到混凝土的干縮性為準(zhǔn),使混凝土面層再次密實(shí),保證混凝土表面的光潔度。待混凝土達(dá)到終凝以后,前幾天養(yǎng)護(hù)應(yīng)采取灑水養(yǎng)護(hù),以防止造成混凝土表面流砂,影響其混凝土強(qiáng)度質(zhì)量。

本工程溢流面施工采用的滑模配合人工二次抹面的技術(shù),很好的克服了傳統(tǒng)施工出現(xiàn)的蜂窩、麻面等外觀通病,在內(nèi)部質(zhì)量得到保證的同時,溢流面的光潔度也得到了極大的提高。

(2)閘墩澆筑

基于閘墩澆筑施工高度高、模板底部受力大、閘墩牛腿柱澆筑施工困難的特點(diǎn),采用分層、跳倉的流水澆筑方法進(jìn)行溢洪道閘墩混凝土澆筑。由于大體積混凝土表面系數(shù)較小,水化過程中將產(chǎn)生大量的熱量,聚集于水工結(jié)構(gòu)體內(nèi)部不容易散失,造成混凝土內(nèi)外溫差較大,一般情況借助于混凝土表面自然冷卻降溫,需要2～6天,因此二期混凝土澆筑應(yīng)以間隔不小于6天時間為宜。待一期混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求后,對其進(jìn)行深度鑿毛、清理,再進(jìn)行二期混凝土澆筑。混凝土澆筑布置的原則是薄,短間歇,連續(xù)均勻上升。

混凝土澆筑采用ZX- 50插入式振搗器振搗,對閘墩和門槽節(jié)點(diǎn)位置、閘門牛腿柱鋼筋密集區(qū),選用行星式振動棒進(jìn)行振搗,牛腿柱振搗利用振搗器的振搗慣性,從模板外圍進(jìn)行輕度振搗,以確?；炷撩軐?shí),減少混凝土外觀蜂窩麻面。

在混凝土澆筑過程中,隨時檢查鋼筋、預(yù)埋件及模板的穩(wěn)定情況,如有變形跑模及漏漿等情況應(yīng)隨時糾正。必要時暫停施工進(jìn)行修正處理,再行澆筑。

4.2.3 混凝土澆筑溫度控制

混凝土應(yīng)遵循低溫澆筑,避讓高溫的原則。為了減少混凝土溫度上升,減少內(nèi)部和外部結(jié)構(gòu)之間的溫差,合理控制混凝土出機(jī)溫度和澆筑溫度。在氣溫高于30℃時,應(yīng)先對骨料進(jìn)行灑水降溫或?qū)Π韬纤M(jìn)行冷卻,最高氣溫連續(xù)3天高于30℃時,對骨料搭設(shè)簡易遮陽帳篷,以確?；炷脸鰴C(jī)溫度。

4.3 混凝土澆筑后質(zhì)量控制

溢洪道墩體澆筑體積大,混凝土硬化產(chǎn)生水化

熱多,在硬化和散熱過程中因?yàn)橥饨鐥l件的不同,會出現(xiàn)裂縫。為防止因表面干裂和內(nèi)外溫差過大,在高溫天氣,待新澆混凝土達(dá)到終凝后,應(yīng)對整個倉面進(jìn)行灑水或薄層流水養(yǎng)生,有效降低混凝土溫升。在干燥氣候條件下,養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)至少延長至28天以后,在寒冷季節(jié),施工通過對混凝土表面覆蓋保溫棉簾,延遲四周模板拆除時間等來延緩降溫速度,防止混凝土的“應(yīng)力松弛效應(yīng)”而產(chǎn)生裂縫。

5 結(jié)論

雙塔水庫新增2#溢洪道的建設(shè)極大地改善了水庫運(yùn)行和水庫管理所的管理工作?？刂贫螄?yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范和設(shè)計要求進(jìn)行施工,注重施工過程把控,對工程中存在的具體問題提出合理的解決方案,圓滿地完成了溢洪道控制段工程施工。經(jīng)過抽查試驗(yàn)表明,混凝土各項性能指標(biāo)均滿足設(shè)計要求,外觀質(zhì)量達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

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