趙建軍，劉 雨，王曉軍

(1.新華水力發(fā)電有限公司，北京 100070;2.中國葛洲壩集團第三工程有限公司 阿爾塔什工程項目部，新疆 喀什 830000)

阿爾塔什水利樞紐工程右岸聯(lián)合進水口由1#發(fā)電引水系統(tǒng)進水口閘井、2#發(fā)電引水系統(tǒng)進水口閘井、1#深孔進口閘井組成。1#深孔進口閘井在2個發(fā)電引水系統(tǒng)進口閘井中間；1#發(fā)電引水系統(tǒng)進水口閘井與2#發(fā)電引水系統(tǒng)進水口閘井間距47m。底板高程1750.0m，閘井頂高程1827.000m，閘井高度77m。進水口由攔污柵段和事故門井段組成，考慮下游灌溉水溫要求，進水口擋水門采用疊梁門的布置型式。1#發(fā)電進口攔污柵段長18.9m，4孔，每孔寬4.5m，擋水門4孔，每孔寬4.5m，疊梁門孔口尺寸寬為4.5m，頂高程為1813.00m。事故門井段長13.1m，設置事故檢修閘門一道，寬×高為8.0m×9.0m。2#發(fā)電進口攔污柵段長18.9m，5孔，每孔尺寸寬為4.5m，疊梁門孔口尺寸及頂高程同1#。事故檢修閘門一道，寬×高為8.0m×11.0m。

聯(lián)合進水口高邊坡在開挖過程中，因地質因素邊坡曾出現(xiàn)多次較大規(guī)模的滑塌體，邊坡開挖及支護措施設計根據(jù)不同部位重新進行了設計修改，處理滑塌體及邊坡加固處理使得聯(lián)合進水口高程1750m以上邊坡石方開挖及支護滯后總進度計劃達11個月，從非關鍵線路成為下閘蓄水的關鍵線路。若聯(lián)合進水口3個閘井采用常規(guī)分層混凝土澆筑施工方案，無法滿足2019年11月中下旬蓄水的目標要求，為此，需另辟蹊徑，采用成熟、速度快且質量有保證的施工方案替代常規(guī)分層施工方案。

1 右岸聯(lián)合進水口整體施工方案

滑模技術是一項具有現(xiàn)代特色的工程技術，應用過程中具有施工便捷、操作空間小、機械應用范圍廣、安全性高、抗震性能強等優(yōu)勢，這些特點都能夠為整體工程的工期提供保障，并節(jié)約工程建設時間[1]。為加快聯(lián)合進水口閘井結構混凝土施工進度，對聯(lián)合進水口采用井身混凝土采取滑模施工。與傳統(tǒng)混凝土襯砌施工相比，滑模工程技術是一種機械化程度高、施工速度快、結構整體性強、經(jīng)濟性更高并且能使工程項目更美觀的一種先進施工工藝[2- 3]。在加大施工安全監(jiān)管力度，各個工序完美配合的前提下，滑模技術在水利工程建設中的應用能有效減少成本、提高施工效率、加快施工進度[4- 5]。

經(jīng)系統(tǒng)研究并綜合各方咨詢意見，聯(lián)合進水口下部及上部非標準段井身采用常規(guī)分層澆筑施工方案，標準井身段采用整體滑模施工方案。施工次序如下：1#發(fā)電引水系統(tǒng)進水口閘井→1#深孔進口閘井→2#發(fā)電引水系統(tǒng)進水口閘井，1#閘井在變斷面滑模改造時，穿插進行1#深孔進口閘井非標準段常規(guī)施工及閘井滑模制安工作，1#閘井滑模完成后，進行1#深孔進口閘井滑模施工，穿插進行2#發(fā)電引水系統(tǒng)進水口閘井非標準段閘井施工及閘井滑模制安工作。

從施工整體計劃安排，2#發(fā)電引水系統(tǒng)進水口閘井成為影響下閘蓄水的關鍵因素，滑?；炷潦┕r段為2018年11月21日—2019年2月28日，需進行冬季施工。根據(jù)莎車縣氣象站多年統(tǒng)計資料，工程區(qū)冬季環(huán)境溫度3～-15℃，極端最低氣溫-24℃。環(huán)境溫度高低是影響混凝土強度增長的主要因素，溫度較低時，混凝土硬化速度較慢，尤其是當氣溫低于0℃時，混凝土硬化更慢，強度增長更低。因此，為確?；炷两Y構工程質量，應根據(jù)工程所在地多年氣溫資料，采取適當措施[6]。

2 2#發(fā)電引水系統(tǒng)進水口閘井施工特點及難點

(1)閘井施工處于冬季，混凝土拌合、運輸、澆筑及澆筑后的保溫等環(huán)節(jié)均需保溫，閘井輸薄壁混凝土，混凝土保溫和升溫難度大，溫控要求高，冬季混凝土澆筑量約1.5萬m3，施工質量控制難度大。

(2)閘井結構尺寸大，斷面變化多；結構復雜，在每個結構變化斷面處需對滑模重新進行改裝，耗時長，輔助工作多，施工難度大，影響閘井混凝土有效施工時間。

(3)閘井鋼筋制安工作量大，鋼筋含量54.32kg/m3，現(xiàn)場鋼筋制安直接制約閘井滑模混凝土上升速度及施工質量，需輔以大量人工完成該項工作。

(4)閘井滑模混凝土連續(xù)澆筑，倉面374.8m2，滑模每提升1.0m，混凝土澆筑量374.8m3，混凝土小時澆筑強度高，對混凝土拌制、運輸和入倉設備要求高。

(5)閘井滑?；炷龄摻罱壴⒒炷翝仓?、入倉、保溫升溫等多工序交叉作業(yè)，施工干擾大，安全隱患突出。

(6)滑模在北方冬季也有施工，但一般均為結構簡單、體量小的閘井或其它構筑物，如此大規(guī)模、結構復雜、體量大的閘井尚屬首次，可借鑒的成功案例少，只能在實踐中探索。

3 2#發(fā)電引水系統(tǒng)進水口閘井冬季施工保溫措施

3.1 混凝土拌合系統(tǒng)

根據(jù)混凝土工程量，冬季施工期間混凝土采用2×2m3拌和系統(tǒng)進行拌制。

(1)拌合站下料口

將保溫材料固定在拌和機下料口周圍門架鋼結構上形成封閉的保溫棚，保溫棚內設4只火爐升溫。緊鄰拌和樓下料口延伸搭設一座保溫棚，保溫棚內設8只火爐升溫，以保持混凝土罐車接料時保溫棚內的溫度。

(2)拌合樓

拌和樓內共3層，一、二層采用鍋爐供暖，每層設置4組暖氣，第三層采用2kW的電暖器，設置4組。

(3)儲水箱和外加劑罐

儲水箱和外加劑罐均設置在拌和樓內底部，采用鍋爐供暖，設置4組暖氣。

3.2 混凝土原材料

(1)拌和用水升溫

在拌合站處分別設置1臺5t、1臺10t的無壓熱水鍋爐，對拌和用水進行加熱，鍋爐房采用彩鋼板搭建。熱水通過水泵(≤80℃)輸入拌和樓內儲水箱，水箱水溫由專人控制。

(2)骨料

骨料分料倉和儲料堆2個部分，采用型鋼料倉和棉帳篷搭設保溫棚。每個料倉設4只火爐升溫；料倉底部廊道采用2kW電暖器進行升溫，廊道進口用棉篷布進行封閉。儲料堆內設16只火爐升溫。拌合站骨料倉與拌合樓之間采用保溫棚封閉保溫，內設10組2.0kW電暖氣升溫。。

3.3 混凝土外加劑

在拌和站搭設一座彩板房庫房存放外加劑，外掛保溫被，內設20組2.0kW電暖器升溫，保證室內溫度5℃以上。

3.4 混凝土拌制

混凝土拌制時采用二次投料法，向拌合機投入粗骨、砂子及拌和水(液體外加劑)攪拌至少30s，再投入全部粉料(摻和料或粉體外加劑)、水泥，攪拌90s至均勻?；炷脸鰴C口溫度不低于10℃，派專人進行檢測。

3.5 混凝土運輸

混凝土采用10.0m3攪拌運輸車運輸，每輛罐車配備2套防滑鏈，罐體采用特制保溫套包裹保溫，減少混凝土在運輸過程的中的溫度散失。

3.6 混凝土施工保溫升溫

現(xiàn)場混凝土施工設備、倉面和閘井成型混凝土搭設暖棚保溫，倉面用2.0kW電暖氣升溫，其他保溫棚用火爐升溫。

(1)倉面保溫升溫

從滑模桁架頂部至輔助盤底部(高3.0m)采用棉篷布(含頂部)封閉保溫，輔助盤下部緊貼混凝土懸掛4.0m高棉篷布進行混凝土保溫(保溫棚面積4205.3m2)。在閘井結構外側的滑模輔助盤布置2.0kW電暖氣升溫，沿輔助盤每5.0m布設1組電暖氣，共布置80組電暖氣。

(2)閘井混凝土成型后保溫升溫

在閘井外圍搭設保溫棚，滑模成型混凝土用火爐升溫；滑模提升后，成型混凝土面(側面)掛裝防火保溫被保溫保濕

(3)混凝土輸送系統(tǒng)保溫升溫

進口閘井混凝土冬季施工采用3臺混凝土泵入倉，混凝土泵布設在閘井底板(1750m高程)平臺，輸送泵泵管用棉被包裹保溫，并搭設廊道保溫棚，內設4只火爐升溫，設置3組滅火器。輸送泵采用搭設保溫棚保溫，側面和頂部采用棉篷布封閉，進口設棉篷布門簾；各設3只火爐，共9只火爐升溫；設置3組滅火器。另在閘井底板1750m平臺搭設停放2臺混凝土攪拌車保溫棚，側面和頂部采用棉篷布封閉，進口設棉篷布門簾；各設2只，共4只火爐升溫；設置1組滅火器。

3.7 混凝土拌合物熱工計算

根據(jù)TGT/104—2011《建筑工程冬期施工規(guī)程》附錄A.1[7]混凝土攪拌、運輸、澆筑溫度計算公式，進行閘井混凝土冬季施工拌合物、出機口、入模等溫度計算。對拌和水、水泥、砂子和骨料的溫度進行假定(均為可實現(xiàn)的溫度)，現(xiàn)以水泥溫度Tc=0℃、砂子溫度Ts=1℃、骨料溫度Tg=1℃分別表示之，水的溫度Tw分別取40、50、60、70、80℃?；炷僚浔葟姸纫蚤l井混凝土C30為例(水：水泥：粉煤灰：砂：骨料：外加劑=0.506∶1∶0.334：:2.256∶3.532∶0.016)；其中膠凝材料質量為411kg，砂子695kg，石子1088kg，水和外加劑160.9kg。砂子含水率取2.5%，骨料含水率取2%。

(1)混凝土拌合物溫度計算

當罐內水泥溫度為0℃，砂石骨料的溫度為1℃，不同溫度的拌和水所拌制的混凝土的理論、出機及入模溫度見表1。

表1 混凝土施工不同時段溫度計算表 單位：℃

(2)混凝土蓄熱養(yǎng)護溫度計算

根據(jù)TGT/104—2011《建筑工程冬期施工規(guī)程》附錄A.2[7]混凝土蓄熱養(yǎng)護過程中的溫度計算公式，混凝土成型后及蓄熱養(yǎng)護溫度計算見表2。

表2 混凝土成型后及蓄熱養(yǎng)護溫度計算表 單位：℃

綜上所述，為保證冬季混凝土施工質量，氣溫-10～-15℃時，混凝土澆筑倉內溫度必須保持在5℃以上，拌和用水加熱至60℃～80℃，且溫度不得高于80℃?；炷翝仓M量選擇在晴朗，風小的天氣。

4 2#發(fā)電引水系統(tǒng)進水口閘井主要施工方法

進水口閘井(1769.625～1817.0m高程，5孔閘)標準段井身滑?；炷炼臼┕ぐǎ夯ＴO計、滑模安裝、鋼筋制安、保溫與升溫，混凝土澆筑(拌制、運輸、入倉)、混凝土保溫等。

4.1 滑模設計

滑模由模板系統(tǒng)、液壓爬升系統(tǒng)及操作和輔助系統(tǒng)3部分組成。采用液壓調平內爬式滑升模板澆筑，滑模裝置應有足夠的強度、剛度及穩(wěn)定性；整個模體設計為鋼結構，模板、圍圈、操作盤、提升架等構件之間均為焊接連接。

整個滑模裝置主要由模板、圍圈、操作盤，提升架、支撐桿(俗稱“爬桿”)、液壓系統(tǒng)等幾部分構成。

液壓系統(tǒng)(中空千斤頂與配套的油箱、油管等)從專業(yè)廠家購置，滑模結構如圖1所示。

圖1 2#發(fā)電引水系統(tǒng)進水口閘井滑模結構圖

滑模模板設計荷載計算依據(jù)DL/T 5400—2016《水工建筑物滑動模板施工技術規(guī)范》，液壓提升系統(tǒng)所需千斤頂和支撐桿的最小數(shù)量Nmin按式(1)確定：

Nmin=N/P0

(1)

式中，N—總垂直荷載，kN，所有豎向荷載之和；P0—取單個千斤頂?shù)脑试S承載力較小值kN，千斤頂允許承載力取其額定提升能力的1/2，支撐桿的允許承載力按規(guī)范附錄B.0.2計算。

支撐桿和千斤頂?shù)目倲?shù)量應根據(jù)允許承載力計算的數(shù)量、結構構造所需數(shù)量和調整操作平臺所需數(shù)量的總和來確定[8]。

4.2 滑模安裝

4.2.1滑模安裝工藝流程

施工準備→測量放線→支撐平臺組裝→桁架梁工作平臺框架→提升架→部分液壓千斤頂→圍圈→面板→鋪盤→液壓系統(tǒng)→輔助盤→驗收。

4.2.2安裝方法

滑模模體在加工廠加工成模體構件，現(xiàn)場組裝，構件的長度和重量以方便裝運為宜。閘墩混凝土澆筑至相應高程時，加工好的模體構件運送到現(xiàn)場，塔機配合吊車進行吊裝。閘井滑模組裝時，用聯(lián)合進水口1795.0m馬道、1827.0m平臺架設的2臺塔式起重機聯(lián)合閘井底板處布置的100t汽車起重機配合安裝。

2#發(fā)電引水系統(tǒng)進水口閘井如圖2所示，塔機布置如圖3所示。

圖2 2#發(fā)電引水系統(tǒng)進水口閘井結構圖

圖3 聯(lián)合進水口塔機布置

4.3 鋼筋制安

滑模施工的特點是鋼筋制安、混凝土澆筑、滑?；裙ば蚱叫凶鳂I(yè)，連續(xù)進行、互相適應。鋼筋在加工廠集中制作，16.0t隨車吊將鋼筋運至聯(lián)合進水口閘井1827.0m高程平臺，利用現(xiàn)場2臺塔式起重機輔助閘井施工平臺。采用人工安裝鋼筋安裝，立筋采用直螺紋套筒(機械)連接，分布筋與豎向鋼筋采用鐵絲綁扎，兩端頭處采用正反直螺紋套筒連接。

4.4 混凝土入倉

混凝土的水平運輸及垂直入倉能力是影響滑模施工的關鍵，施工采用3臺混凝土泵和倉內溜槽入倉，混凝土泵布設在閘井底板1750m高程平臺。混凝土采取平鋪法澆筑，分層澆筑厚度0.30～0.50m?；炷敛捎忙?0、φ70型插入式振搗器。

4.5 滑?；?/h3>

模板的滑升升速度與混凝土的脫模時間、混凝土的運輸條件、澆筑強度、混凝土的標號、陷度、氣溫等因素有關。

混凝土初次澆筑和模板初次滑升應嚴格按以下6個步驟實施：第1次澆筑100mm厚半骨料的混凝土或砂漿，接著按分層300mm澆筑兩層，厚度達到700mm時，開始滑升30～50mm檢查脫模的混凝土凝固是否合適，第4層澆筑后滑升150mm，繼續(xù)澆筑第5層，滑升150～200mm，第6層澆筑后滑200mm，若無異常情況，便可進行正常澆筑和滑升。

模板初次滑升要緩慢進行，并在此過程中對提升系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、盤面及模板變形情況進行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，待一切正常后方可進行正常澆筑和滑升。

施工進入正常澆筑和滑升時，應盡量保持連續(xù)施工，并設專人觀察和分析混凝土表面情況，根據(jù)現(xiàn)場條件確定合理的滑升速度和分層澆筑高度。依據(jù)下列情況進行鑒別：滑升過程中能聽到“沙沙”的聲音，出模的混凝土無流淌和拉裂現(xiàn)象，手按有硬的感覺，并留有1mm左右的指?。荒苡媚ㄗ幽ㄆ?。

滑升過程中有專人檢查千斤頂?shù)那闆r，觀察爬桿上的壓痕和受力狀態(tài)是否正常，檢查滑模中心線及操作盤的水平度。

滑模正?；鶕?jù)現(xiàn)場施工情況確定合理的滑升速度，按正?；看伍g隔2h，控制滑升高度30cm，日滑升高度控制在2.5m左右。

4.6 表面修整及養(yǎng)護

混凝土表面修整是關系到結構外觀和保護層質量的的一道重要工序[9]，當混凝土脫模后，須立即進行此項工作?；龝r混凝土脫模強度控制在0.1～0.3MPa，混凝土表面用手指按壓可留1mm的壓痕，這時混凝土仍處于初凝期間，一般用抹子在混凝土表面作原漿壓平或修補，如表面平整亦可不做修整。外掛防火保溫被蓄熱法養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不小于14d。

4.7 滑模糾偏控制

為保證滑模模體垂直滑升，根據(jù)閘井結構情況分別在門槽、墩體等關鍵部位自動激光垂直儀進行中心測量控制，確保門槽的垂直，滿足測量要求和金結安裝要求，每升高5m后，還采用全站儀投點法對模板平面位置進行校核。水平度控制及調平利用千斤頂?shù)耐彩秸{平器控制。

4.8 冬季混凝土質量控制

聯(lián)合進水口閘井滑?；炷炼臼┕で?，按照SL 677—2014《水工混凝土施工規(guī)范》低溫季節(jié)施工條款執(zhí)行[10]，根據(jù)工程區(qū)氣溫、現(xiàn)場施工條件和節(jié)點控制工期制定閘井滑模混凝土專項施工方案、保溫升溫方案及作業(yè)指導書等；施工前對現(xiàn)場管理、技術和作業(yè)人員進行詳細的技術交底；嚴把工序質量控制，嚴格執(zhí)行“三檢”度制，確保閘井滑?；炷炼臼┕べ|量滿足設計和規(guī)范要求。

4.9 混凝土溫控措施

(1)冬季施工期間，加強溫度監(jiān)測，外界氣溫每天測量不少于4次，暖棚內溫度每4h測量1次，水、外加劑、骨料溫度每小時測1次，混凝土出機口溫度和現(xiàn)場混凝土澆筑溫度應每2h測量1次，氣溫驟降或寒潮期間，應增加溫度觀測次數(shù)。

(2)冬季混凝土拌制時，專人監(jiān)督混凝土拌制質量、數(shù)量和投料計量；復核外加劑摻入量，冬季混凝土拌制時間為90～120s，拌合機出口混凝土溫度不得低于10℃。

(3)對原材料及混凝土出口溫度和入倉溫度進行實時監(jiān)控，混凝土澆筑入倉溫度控制在5℃以上，保證混凝土澆筑質量。

5 滑模施工中存在的問題及解決措施

(1)爬桿替代豎向鋼筋問題?；Ｌ嵘饕刻嵘軅鬟f給爬桿，爬干采用φ48mm的鋼管(壁厚3.5mm)，存在爬桿與豎向鋼筋相互干擾，經(jīng)設計復核驗算，在爬桿部位與豎向鋼筋交叉干擾處，用φ48mm的鋼管爬桿代替豎向鋼筋?；┕ぶ?，爬桿在同一水平內接頭不超過1/4，爬桿要有3種以上長度(6、3、2m)，錯開布置。

(2)閘墩現(xiàn)澆混凝土連系梁改為預制混凝土梁問題。征得設計同意，將閘墩連系梁全部采用預制混凝土梁替換，提前預制好混凝土梁，運至現(xiàn)場，利用塔吊將預制梁調入孔內，在梁窩處現(xiàn)澆混凝土，可節(jié)省現(xiàn)澆混凝土支撐、立模、澆筑、養(yǎng)護、拆模及支架等一系列工序，大大加快了施工進度，同時減少了高空作業(yè)危險。

(3)連系梁和牛腿預留問題?；Ｓ龅竭B系梁與墻連接處以及牛腿部位時，采用預留梁窩和預留插筋。傳統(tǒng)預留梁窩均采用預埋木盒子的方法，但后期鑿除將需用大量的人工，并且鑿毛質量難以保證，本工程采用快易收口網(wǎng)(俗稱“免鑿毛”)來進行梁窩預留，梁窩頂部預留一定的坡度，以確保二次連系梁施工混凝土澆筑密實。另在梁窩底部30～50cm位置放置預埋件，便于后期進行梁窩施工作臨時支撐使用。

(4)臨時預埋件問題。結合滑模施工工藝的特殊要求，為滿足滑模工藝的連續(xù)性，保證滑模順利滑升，留作二期安裝的門槽埋件可采用預埋鋼板或者將預留鋼筋改為一級鋼，后期進行回直的方法施工。邊滑升邊安裝，待脫模后利用輔助盤將埋件鑿出。

(5)混凝土的局部坍塌。混凝土脫模時局部坍塌易在模板的初升階段發(fā)生，其主要原因是提升過早或未嚴格地按分層交圈的方法澆筑。對已坍塌的混凝土，及時清除干凈，然后在坍塌處補以強度等級高一級的干硬性豆石混凝土(同品種的水泥)，修補后，將表面抹平，做到顏色及平整度一致。

6 結語

(1)右岸聯(lián)合進水口多孔閘整體滑模施工方案合理可行，2#發(fā)電引水系統(tǒng)進水口閘井采用冬季施工措施針對性強，雖增加了一些冬季施工的成本，但為后續(xù)金屬結構安裝贏得了時間，并按期實現(xiàn)了下閘蓄水目標。

(2)冬季滑模施工的關鍵就在于保溫，為此，應重點加強從原材料、拌合站拌制、運輸、入倉和倉面保溫升溫以及混凝土成型后等各個環(huán)節(jié)的保溫措施，本工程采用的保溫措施通過溫度監(jiān)測與實體質量檢測，質量滿足設計和規(guī)范要求。

(3)閘井鋼筋綁扎與滑?；炷吝m應性，鋼筋綁扎將直接制約混凝土的滑升速度，冬季施工人員、機械設備效率低下，資源配置要充足并留有一定富余量，滿足冬季滑模施工。

(4)滑模安裝與運行，混凝土入倉、振搗、鋼筋安裝以及滑模倉面保溫等多工序交叉作業(yè)，安全問題突出，應重點加強。

(5)閘井滑模施工與常規(guī)施工相比，效率高，經(jīng)濟效益顯著，但其滑模模體制作準備時間稍長，一般從設計到加工成型需2個月左右的時間。

(6)多孔閘整體滑?；炷炼臼┕し桨?，可為類似工程施工提供參考。