胡 清 焱, 鄧 斌, 王 抗, 李 銳
(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司 老撾公司,四川 成都 610072)
南立1-2水電站位于老撾人民民主共和國(guó)中部湄公河左岸一級(jí)支流南俄河的支流南立河上,壩址距老撾首都萬象公路里程約132 km。工程以發(fā)電為主,樞紐采用集中布置方式,電站正常蓄水位高程305 m,相應(yīng)庫容9.03×108m3,死水位高程285 m,死庫容3.62×108m3,校核洪水位高程305.53 m,總庫容9.23×108m3,水庫為多年調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)庫容為5.41×108m3;總裝機(jī)容量為2×50 MW,工程等別為一等大(1)型。
工程永久建筑物為:混凝土面板堆石壩、溢洪洞、泄洪(兼導(dǎo)流)洞、引水發(fā)電系統(tǒng)、2座黏土心墻堆石壩(副壩)、發(fā)電廠房工程等。
該水電站大壩為混凝土面板堆石壩,布置于主河床,壩頂高程311 m,上游由混凝土面板、趾板、防浪墻及各分縫止水系統(tǒng)、防滲帷幕形成密閉防滲系統(tǒng)。
面板面積為29 968.3 m2,頂部高程為308.2 m,面板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),上游坡比為1∶1.4。面板最大厚度為65 cm,隨壩體增高逐漸減薄,最小厚度為30 cm。面板混凝土為C25F100W12,面板寬度為12 m,共計(jì)28塊。
面板混凝土分三期施工,高程209~242 m為一期面板、高程242~287 m為二期面板、高程2 87~308.2 m為三期面板。
對(duì)于一座面板混凝土堆石壩,面板是其最關(guān)鍵的部位,也是設(shè)計(jì)和施工最重視的部位。由于面板堆石壩施工項(xiàng)目較多,施工工序較復(fù)雜,面板混凝土各部位施工前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作一定要充分,具體步驟如下。
用于面板混凝土施工的無軌滑模、側(cè)模、卷揚(yáng)機(jī)、手動(dòng)葫蘆、止水加工設(shè)備、混凝土運(yùn)輸及振搗設(shè)備等施工機(jī)械設(shè)備需提前準(zhǔn)備并完成。
混凝土面板滑模施工的主要工藝流程為:擠壓邊墻表面處理(不平整處理)→縫間止水下部瀝青砂墊層施工→垂直縫施工→乳化瀝青噴護(hù)施工→銅止水安裝→鋼筋施工→側(cè)模安裝→滑模就位→清倉驗(yàn)收→混凝土澆筑→抹面養(yǎng)護(hù)。
南立1-2水電站面板堆石壩上游采用C5擠壓邊墻護(hù)坡,對(duì)澆筑后與設(shè)計(jì)值誤差超過-5~+8 cm范圍的擠壓邊墻混凝土進(jìn)行削除或砂漿找平。擠壓邊墻層間縫隙用M5砂漿找平,避免擠壓邊墻出現(xiàn)不平整,面板混凝土與擠壓邊墻面不能有效脫空而導(dǎo)致面板混凝土產(chǎn)生裂縫。
測(cè)量放線→周邊縫下擠壓邊墻挖除→F型銅止水保護(hù)罩拆除→底部特殊墊層料挖除→周邊縫銅止水檢查及修復(fù)→銅止水聚氨脂泡沫劑填充→瀝青砂墊層施工。
3.2.1 周邊縫的檢修與清理
對(duì)于周邊縫部位的擠壓邊墻混凝土和特殊墊層料采用人工挖除,然后進(jìn)行F型銅止水鋼保護(hù)罩拆除、銅止水清洗及焊接施工。
3.2.2 周邊縫底部止水和縫間聚乙烯泡沫板施工
周邊縫檢修清理完成后,將φ20氯丁橡膠棒塞入F型止水銅片銅鼻子內(nèi),采用聚氨酯泡沫填充劑填充后用膠帶進(jìn)行封閉,以阻止水泥漿流入。
瀝青砂回填。瀝青針入度為50~60,配合比為1∶10,瀝青和砂需同時(shí)加熱,瀝青溫度約140 ℃,砂溫度約160 ℃。瀝青砂在加熱過程中由人工拌和。采用臺(tái)車運(yùn)料至各工作面進(jìn)行填筑、人工分層搗實(shí)。
測(cè)量放線→擠壓邊墻混凝土找平→板間垂直縫下水泥砂漿墊層→鋪土工織物(止水銅片下)→安裝W1型銅止水→復(fù)合止水板安裝。
導(dǎo)線找形方法采用懸鏈線法[17],圖4為導(dǎo)、地線靜止時(shí)的狀態(tài).圖中A點(diǎn)和B點(diǎn)分別是導(dǎo)、地線AOB兩端的跨接點(diǎn),A點(diǎn)和B點(diǎn)兩點(diǎn)之間的水平距離為D.O為整個(gè)曲線AOB的最低點(diǎn),建立以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)平面直角坐標(biāo)系,則A點(diǎn)橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別為xA,yA,B點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別為xB,yB.
在板間垂直縫下,測(cè)量放線放出面板分隔線與基礎(chǔ)面高程,先掏一條深度為2~5 cm的條帶,采用M5水泥砂漿抹平。砂漿頂面高度與設(shè)計(jì)坡面齊平,最大高差不大于5 cm,寬度為60 cm。垂直縫找平后先噴涂一層1~2 mm厚的浮化瀝青,然后安裝土工織物和銅止水。
在擠壓邊墻混凝土表面噴涂厚度約1~2 mm的乳化瀝青,以均勻覆蓋擠壓邊墻混凝土表面且不流淌即可,使面板混凝土與擠壓邊墻混凝土達(dá)到脫空的目的。
鋼筋采用鋼筋臺(tái)車垂直運(yùn)輸,一期面板在高程275 m、二、三期面板在高程308.2 m處安裝了8 t卷揚(yáng)機(jī)作為臺(tái)車牽引設(shè)備。鋼筋安裝前,先在擠壓邊墻混凝土面上設(shè)φ14插筋作架立架,伸出頂層鋼筋2~3 cm。插筋伸入擠壓邊墻15~20 cm,混凝土澆筑至該部位時(shí),割斷架立筋,以避免壩體在沉降過程中面板不能自由伸縮而引起面板混凝土出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。
3.6.1 側(cè) 模
側(cè)模以長(zhǎng)度為1.5 m為一個(gè)單元的拼接形式,并隨著向上接長(zhǎng)而變換模板高度。側(cè)模采用木模板,在靠混凝土面采用2 mm厚的鋼板制作。頂部采用5 cm×5 cm角鋼支架,支架上設(shè)有絲桿,支架絲桿間孔距為75 cm,可進(jìn)行小范圍內(nèi)的水平向調(diào)節(jié)。安裝時(shí),在距垂直縫位置以外0.62 m部位打一排φ25插筋,L=0.6 m,錨入墊層混凝土0.3 m。在錨桿上面采用φ48鋼管制作成上下可調(diào)式連接桿。
3.6.2 滑 模
為方便南立1-2水電站面板混凝土施工,制作了兩套無軌滑模,滑模長(zhǎng)度為13 m,寬度為1.2 m。滑模設(shè)有操作平臺(tái)、抹面平臺(tái)、穿卷揚(yáng)機(jī)牽引鋼絲繩系統(tǒng)。采用混凝土預(yù)制塊做為卷揚(yáng)機(jī)配重。
滑模采用吊車將其吊至軌道上?;啥说木頁P(yáng)機(jī)鋼絲繩隨模板的滑升而收短,使其保持受力狀態(tài)以確保施工安全?;T谥倍问┕r(shí),直接放在側(cè)模或已澆筑好的混凝土面上,不單獨(dú)安裝軌道。在斜三角塊部位,滑模采用φ32鋼筋焊接一排簡(jiǎn)易的軌道。在趾板上,采用原拉模筋焊接手動(dòng)葫蘆作掛勾支點(diǎn),三角塊混凝土上升至側(cè)模時(shí),10 t手動(dòng)葫蘆起導(dǎo)向作用。
每塊面板混凝土采用兩條溜槽控制下料,溜槽采用1.5 mm厚的鐵皮制作成寬30 cm×高40 cm的U型槽,每節(jié)長(zhǎng)度為2 m,采用φ12鋼筋加固并設(shè)掛鉤,下一塊溜槽直接掛在上一塊溜槽的上面,上接集斗,下距滑模前緣約0.8~1.5 m,溜槽端部設(shè)擋板,以避免混凝土在下料時(shí)骨料分離。
滑模混凝土澆筑按分層澆筑程序進(jìn)行澆筑,每一澆筑層厚度為25~30 cm,卸料在距模板上口約80 cm范圍內(nèi),均勻布料,以使模板受力均衡。模板滑升前,清除模板前沿超填的混凝土以減輕滑升阻力。滑升時(shí),兩端提升平穩(wěn)、勻速,每澆完一層混凝土滑升一次,最大滑升高度不超過一層混凝土的高度。
嚴(yán)格控制模板的上升速度,在混凝土初凝前進(jìn)行模板上升,模板的上升速度不宜太慢,避免混凝土在出模時(shí)強(qiáng)度過大、容易造成混凝土粘結(jié)模板或混凝土被拉裂。南立1-2水電站大壩面板混凝土平均滑升速度為3 m/h?;L嵘龝r(shí)必須消除混凝土上托力對(duì)模板的影響,模板每小時(shí)內(nèi)滑動(dòng)一次,滑升時(shí)壓平模板前的混凝土料,以消除混凝土上托力。
面板滑模施工時(shí),連續(xù)上升,中途不間斷。在分期分縫連接處,先鋪筑一層M30的水泥漿,厚2~3 cm,鋪設(shè)均勻。
混凝土振搗采用φ50插入式振搗器振搗。在靠近兩邊止水銅片位置一定要避免其與止水銅片碰撞,但要保證止水銅片周圍混凝土振搗密實(shí)。模板脫模后,及時(shí)采用人工進(jìn)行抹面,以減少混凝土面細(xì)微裂縫的產(chǎn)生并保證混凝土面平整、光滑?;J┕で闆r見圖1。
圖1 滑模施工立視圖
由于混凝土面板厚度較薄,受溫度變化和干縮的影響較大,因此,及時(shí)做好脫模后的混凝土的養(yǎng)護(hù)工作極為重要。剛脫模的混凝土因無強(qiáng)度,不能進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù),需在滑模后拖一塊長(zhǎng)15 m的彩條布進(jìn)行保護(hù),防止其表面水分蒸發(fā)過快而產(chǎn)生干縮裂縫?;炷脸跄螅炷撩姘宀捎萌斯げ婚g斷噴水養(yǎng)護(hù),并用麻袋全面覆蓋以達(dá)到保溫保濕的目的,防止裂縫的發(fā)生。在每塊面板施工完成后,采用PVC管制作的花管噴水養(yǎng)護(hù)。
混凝土自身干縮性裂縫的控制:要確?;炷量沽涯芰Σp小導(dǎo)致裂縫的破壞力,就是要確保混凝土的抗拉強(qiáng)度和極限拉伸值,主要采用了以下幾種措施:①因南立1-2水電站所在地區(qū)限制,氣溫較高,混凝土澆筑主要在夜間進(jìn)行;②控制混凝土的水灰比,控制砂石骨料的吸水率與含泥量;③混凝土內(nèi)摻粉煤灰,以減少水泥水化熱溫升,摻加微纖維、引氣劑等外加劑,提高混凝土的早期防裂、抗拉強(qiáng)度;④加強(qiáng)混凝土拌和、振搗的工序質(zhì)量控制;⑤盡量減少面板混凝土架立鋼筋,架立鋼筋在混凝土澆筑到該部位時(shí),必須進(jìn)行割除;⑥對(duì)原材料的質(zhì)量要作嚴(yán)格的施工控制,配合比的控制需依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)取料并及時(shí)檢測(cè),在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)含水率、砂石用量進(jìn)行調(diào)整;⑦嚴(yán)格施工質(zhì)量管理,保證混凝土澆筑質(zhì)量;⑧嚴(yán)格按施工工藝要求進(jìn)行施工,澆筑混凝土?xí)r滑模的滑行速度亦至關(guān)重要;⑨面板分三期進(jìn)行澆筑,既滿足了大壩沉降時(shí)間要求,同時(shí)又滿足了施工進(jìn)度要求。
老撾南立1-2水電站于2009年12月14日下閘蓄水,大壩已安全運(yùn)行9 a,壩體最大沉降量為0.299%,最大滲流量為12 L/s。與類似工程相比,其最大沉降量和滲透量較小,實(shí)際情況表明:在施工過程中采用的施工工藝合理,特別是面板滑模的使用對(duì)保證面板質(zhì)量發(fā)揮了重要的作用。