余深孜，門敬偉

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

1 工程概述

卡魯瑪水電站位于烏干達(dá)Kiryandongo區(qū)基奧加尼羅河上。水電站處于北緯2°15′，東經(jīng)32°15′，電站附近2.5km處有馬辛迪—古魯（Masindi-Gulu）公路通過，距離烏干達(dá)首都坎帕拉270km，距離古魯70km。

水電站地下主廠房樁號(hào)從廠左0+011.450m～廠右0+126.700m，依次布置1#～6#機(jī)組，總長(zhǎng)138.15m，其中1#～5#機(jī)長(zhǎng)23.15m，6#機(jī)長(zhǎng)23.0m，主廠房寬19.6m。廠房主機(jī)段高程EL.933.2～EL.940.9m范圍為蝸殼層，蝸殼外圍混凝土以單臺(tái)機(jī)組為一個(gè)澆筑段，澆筑高度為7.4m。

蝸殼層大體積混凝土（C30）采用充水保壓澆筑，蝸殼泄壓后不能進(jìn)行回填灌漿，且混凝土澆筑過程應(yīng)盡量避免裂縫產(chǎn)生，因此在確保機(jī)電設(shè)備埋件不發(fā)生位移的前提條件下如何保證混凝土澆筑密實(shí)，并保證混凝土不因水化熱溫升過大而產(chǎn)生大量裂縫是廠房機(jī)組混凝土澆筑控制的關(guān)鍵。

2 主要施工特點(diǎn)及難點(diǎn)

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，蝸殼層混凝土采用充水保壓的澆筑方案，蝸殼放水泄壓后，蝸殼周邊禁止任何形式的灌漿，因此對(duì)混凝土澆筑填充度及密實(shí)度提出了更高要求。特別是蝸殼底部及蝸殼與座環(huán)之間形成的陰角區(qū)域，在蝸殼泄壓前必須澆筑密實(shí)。

（2）由于業(yè)主監(jiān)理對(duì)混凝土裂縫比較敏感，一旦裂縫發(fā)展不可控，將會(huì)帶來(lái)被監(jiān)理停工的風(fēng)險(xiǎn)，因此控制大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生是該工程質(zhì)量控制的重中之重。

（3）蝸殼腰線以下采用泵送混凝土，蝸殼下半圓內(nèi)側(cè)泵送混凝土達(dá)不到的區(qū)域需采用同標(biāo)號(hào)砂漿回填。蝸殼腰線以上原則上采用常態(tài)混凝土，其入倉(cāng)手段是該工程的重點(diǎn)、難點(diǎn)，需采用皮帶機(jī)系統(tǒng)配合橋機(jī)吊罐入倉(cāng)。

3 施工布置

根據(jù)混凝土施工的不同階段，廠房機(jī)組段混凝土施工分別以上游引水隧洞和下游主變洞作為運(yùn)輸通道。主廠房已安裝布置有2臺(tái)永久橋機(jī)及1臺(tái)20t施工橋機(jī)，可滿足鋼筋、模板及鋼管等施工材料吊運(yùn)入倉(cāng)需求。蝸殼腰線以下混凝土需采用泵送施工，根據(jù)施工需要擬配置2臺(tái)HBT60泵機(jī)，布置在上游引水平洞或下游主變洞內(nèi)。

為解決蝸殼腰線以上大體積常態(tài)混凝土運(yùn)輸及入倉(cāng)手段問題，在主廠房EL.948.25m布置皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)。該皮帶機(jī)系統(tǒng)由1#、2#、3#、4#皮帶機(jī)組成。1#皮帶為進(jìn)料皮帶機(jī)，布置在6#母線洞內(nèi)，輔以10m3液壓集料斗供料；2#皮帶機(jī)位于廠房下游側(cè)沿廠房左右方向布置，主要用于廠房左右岸方向的混凝土運(yùn)輸；3#皮帶機(jī)為橫跨上下游的轉(zhuǎn)料皮帶機(jī)，與2#皮帶機(jī)配合使用；4#皮帶機(jī)為下料皮帶機(jī)，主要用于廠房上下游方向的混凝土運(yùn)輸及布料入倉(cāng)。

4 混凝土施工

4.1 混凝土分層及施工流程

根據(jù)廠家要求，蝸殼層混凝土澆筑高度最大不超過2m，實(shí)際分層厚度為1.4～2.0m?；炷练謮K總體按機(jī)組之間結(jié)構(gòu)縫進(jìn)行劃分，每個(gè)機(jī)組為一澆筑塊。悶頭部位預(yù)留二期混凝土，待混凝土澆筑至EL.940.6m后，蝸殼放水泄壓，拆除悶頭然后進(jìn)行二期混凝土回填，具體施工工藝流程如圖1所示。

圖1 混凝土施工工藝流程圖

該工程機(jī)組水頭不高，且采用保壓方式澆筑，為加快施工速度，蝸殼腰線以下混凝土不再采取分象限的方式澆筑，但在澆筑過程中應(yīng)對(duì)稱下料，保證兩側(cè)高差不超過30cm。

4.2 混凝土溫度控制

為降低混凝土最高溫升，最大限度地減小混凝土裂縫發(fā)生的概率，該工程地下廠房混凝土澆筑溫度控制標(biāo)準(zhǔn)為≤17℃。

根據(jù)卡魯瑪水電站當(dāng)?shù)貧夂驐l件，并結(jié)合混凝土實(shí)際運(yùn)輸、入倉(cāng)方式，采取了如下溫控措施：

（1）優(yōu)化混凝土施工配合比，達(dá)到了降低混凝土單位水泥用量的目的，降低了混凝土水化熱溫升和延緩水化熱發(fā)散速率。

（2）根據(jù)溫控計(jì)算采用加冰冷卻混凝土拌和物。

（3）混凝土攪拌車滾筒覆蓋保溫材料。開倉(cāng)前規(guī)劃好混凝土澆筑不同時(shí)段的澆筑強(qiáng)度，并配備相應(yīng)數(shù)量的混凝土攪拌車，避免等車卸料，縮短運(yùn)輸時(shí)間。

（4）盡量采用常態(tài)混凝土進(jìn)行澆筑，降低混凝土水化熱溫升。常態(tài)混凝土采用橋機(jī)配吊罐入倉(cāng)或采用皮帶機(jī)入倉(cāng)。

4.3 混凝土澆筑

（1）蝸殼腰線以下（EL.933.2m～EL.937.1m）混凝土澆筑。蝸殼中心線外側(cè)澆筑普通泵送混凝土，蝸殼底部及陰角部位則澆筑高流態(tài)砂漿。采用2臺(tái)泵機(jī)供料，對(duì)稱下料，對(duì)稱兩側(cè)砼高差不大于30cm。在混凝土澆筑過程中，按照從機(jī)組外側(cè)到機(jī)組中心的順序，采用兩邊對(duì)稱澆筑的方法施工。先澆筑蝸殼普通泵送混凝土，形成外部阻擋，然后利用砼泵的壓力將砂漿填滿蝸殼內(nèi)側(cè)以及座環(huán)和蝸殼陰角部位。為保證混凝土泵有足夠的壓力將砂漿壓入陰角部位，需要用木塞將其他不使用的振搗孔臨時(shí)封堵。當(dāng)陰角部位混凝土澆筑到一定高程無(wú)法從側(cè)面進(jìn)料后，改從座環(huán)上的φ125mm灌漿孔進(jìn)料，為保證蝸殼底部和蝸殼陰角部位混凝土飽滿，需在蝸殼底部和蝸殼陰角部位埋設(shè)灌漿管路，待蝸殼混凝土澆筑結(jié)束28d后，在保持蝸殼充水加壓的狀態(tài)下進(jìn)行回填灌漿。為了確保蝸殼及座環(huán)不發(fā)生位移，除了要按照蝸殼四周對(duì)稱下料的澆筑方式施工，還必須嚴(yán)格控制混凝土澆筑速度不應(yīng)超過30cm/h（指蝸殼底板至腰線部分混凝土），相關(guān)部門需做好蝸殼及座環(huán)的加固和全程位移監(jiān)測(cè)工作。

（2）蝸殼腰線以上（EL.937.1m～EL.940.6m）混凝土澆筑。蝸殼腰線以上以每個(gè)機(jī)組為單元分塊澆筑，根據(jù)澆筑倉(cāng)面入倉(cāng)強(qiáng)度分析，混凝土采用皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)輔以橋機(jī)吊3m3或6m3臥罐入倉(cāng)或采用泵送混凝土入倉(cāng)均滿足施工要求。

（3）混凝土澆筑特別注意事項(xiàng)。①在澆筑蝸殼陰角部位時(shí)，禁止在該部位布置泵管特別是徑向泵管（俗稱“沖天管”）。②在陰角部位，安裝灌漿管和排氣管，采用高流態(tài)砂漿盡量將空隙填滿，然后再進(jìn)行回填灌漿。

（4）座環(huán)、蝸殼位移監(jiān)測(cè)。①座環(huán)位移變形監(jiān)測(cè)。在座環(huán)下環(huán)板上部垂直方向與水平方向分別安裝監(jiān)測(cè)儀表，監(jiān)測(cè)座環(huán)豎向變形位移與徑向變形位移?；炷翝仓^程中，派專人每10min記錄一次監(jiān)測(cè)儀讀數(shù)并記錄在表中，混凝土澆筑過座環(huán)中心后間隔時(shí)間可以延長(zhǎng)至1h測(cè)量一次。在混凝土澆筑過程中如發(fā)現(xiàn)異常情況，立即停止混凝土澆筑，及時(shí)告知現(xiàn)場(chǎng)值班人員并匯報(bào)上級(jí)主管部門，以便及時(shí)調(diào)整或改變混凝土澆筑方案。②蝸殼位移變形監(jiān)測(cè)。蝸殼X軸線監(jiān)測(cè)采用經(jīng)緯儀監(jiān)測(cè)，經(jīng)緯儀架設(shè)依據(jù)為測(cè)量隊(duì)提供的X方位布置測(cè)量控制樣點(diǎn)。Y軸線監(jiān)測(cè)采用鋼琴線布置于Y方向測(cè)量隊(duì)提供的安裝控制樣點(diǎn)上，采用線錘檢查蝸殼標(biāo)記樣點(diǎn)與安裝樣點(diǎn)同面吻合情況?；炷翝仓埃謩e測(cè)量并記錄蝸殼±X與±Y對(duì)測(cè)量樣點(diǎn)偏差?；炷翝仓^程中，派專人1h測(cè)量一次各點(diǎn)的數(shù)據(jù)偏差并記錄在表中，混凝土澆筑過蝸殼中心后間隔時(shí)間可以延長(zhǎng)至每天測(cè)量一次。在澆筑過程中如發(fā)現(xiàn)異常情況，立即停止混凝土澆筑，及時(shí)告知現(xiàn)場(chǎng)值班人員并匯報(bào)上級(jí)主管部門，以便及時(shí)調(diào)整或改變混凝土澆筑方案。

4.4 回填灌漿

（1）灌漿管路布置。①為保證回填灌漿的順利實(shí)施，除了利用廠家在座環(huán)上預(yù)留的灌漿孔布置2套灌漿管路（1套備用），在另一個(gè)灌漿部位再布置2套（1套備用）灌漿管路。②灌漿區(qū)內(nèi)的灌漿主管和灌漿支管均采用φ25mm的鋼管，由灌漿區(qū)引至灌漿口的管路也采用φ25mm的鋼管。③灌漿管路應(yīng)采用鋼筋固定牢固，每個(gè)灌漿部位的灌漿管路的支管應(yīng)交錯(cuò)布置，間隔應(yīng)不小于20cm，灌漿支管出口應(yīng)布置在灌漿區(qū)的最頂部，每個(gè)支管出口應(yīng)采用棉紗封堵保護(hù)，防止管路堵塞。④所有管路布置位置均應(yīng)避開混凝土澆筑的振搗區(qū)，防止管路在澆筑振搗過程中被損壞。⑤在混凝土澆筑前應(yīng)對(duì)灌漿管路進(jìn)行檢查，確定灌漿管路通暢后方可進(jìn)行混凝土澆筑施工。

（2）灌漿施工。①為了保證蝸殼底部和陰角部位混凝土的澆筑密實(shí)，確保蝸殼和外圍混凝土能夠聯(lián)合承載，避免因空腔而產(chǎn)生應(yīng)力集中，需在蝸殼外包混凝土澆筑到腰線（EL.937.1m）6d后，利用已有的灌漿孔和預(yù)埋灌漿管進(jìn)行補(bǔ)充回填灌漿。②回填灌漿通過預(yù)埋的灌漿管路進(jìn)行，灌漿前應(yīng)對(duì)灌漿管路進(jìn)行通氣檢查，確保灌漿管路通暢。③每個(gè)蝸殼的兩個(gè)灌漿部位的灌漿由低到高分開進(jìn)行。④灌漿壓力采用0.2～0.25MPa，灌漿水泥采用425#普通硅酸鹽水泥，漿液水灰比采用0.5∶1，且不變比。壓力表要求與灌漿區(qū)就近安裝，且安裝在進(jìn)漿管上。⑤灌漿過程中當(dāng)預(yù)留的灌漿孔出漿濃度與進(jìn)漿基本一致時(shí)采用木塞或?qū)Ｓ玫亩骂^進(jìn)行封堵。⑥灌漿時(shí)采用千分表對(duì)蝸殼進(jìn)行變形觀測(cè)，若發(fā)現(xiàn)抬動(dòng)變形立即停止灌漿。⑦在蝸殼保壓狀態(tài)下澆筑完成蝸殼外包混凝土（EL.940.6m）7d后，方可對(duì)蝸殼進(jìn)行卸壓，蝸殼卸壓后禁止任何形式的灌漿。

5 結(jié)束語(yǔ)

卡魯瑪水電站6臺(tái)機(jī)組蝸殼層混凝土嚴(yán)格按照既定的施工措施及質(zhì)量控制程序進(jìn)行，混凝土澆筑前后座環(huán)、蝸殼各項(xiàng)位移變形值幾乎可以忽略不計(jì)，分層澆筑過程中只產(chǎn)生少許淺層裂縫，蝸殼卸壓檢查未發(fā)現(xiàn)明顯脫空現(xiàn)象，混凝土澆筑質(zhì)量?jī)?yōu)良，獲得了業(yè)主監(jiān)理好評(píng)，可為類似工程提供參考。