劉 斌 劉 偉 王帥兵

（中國水利水電第三工程局有限公司，陜西 西安 710024）

0 引言

抽水蓄能電站具有設(shè)備壽命長、儲能規(guī)模大、轉(zhuǎn)換效率高、技術(shù)成熟、清潔環(huán)保等特點(diǎn)，更適宜大規(guī)模開發(fā)，有效助力“碳達(dá)峰”“碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[1]。抽水蓄能電站堆石壩面板對混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂能力、抗擠壓性能等都有較高的要求，采用滑模施工可以有效保證施工連續(xù)進(jìn)行，由于不需要進(jìn)行施工縫的設(shè)置，面板結(jié)構(gòu)的完整性以及平滑性可提供可靠的保證，且具有施工工期短、成本低以及效率比較高等優(yōu)勢，在建筑工程領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛[2-4]?，F(xiàn)階段，滑模施工多為直面或規(guī)則弧形混凝土面板施工，但對于曲率及圓弧均隨著高度變化的可變半徑弧形面板應(yīng)用較少，原因是這種情況的施工難度較大。

在依托阜康抽水蓄能電站項(xiàng)目中，研制適用于曲率及圓弧漸變弧形面板混凝土滑模施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)曲率及圓弧漸變弧形面板高效、便捷化施工，提高施工效率，縮短工期，節(jié)約模板制作成本。本文就該施工技術(shù)進(jìn)行分析。

1 工程概況

阜康抽水蓄能電站上水庫擋水建筑物為混凝土面板堆石壩，壩頂高程2275.0m，最大壩高133m，壩頂長442m，壩頂寬10m，上游壩坡1∶1.4，壩后設(shè)任意料壓坡區(qū)，設(shè)寬10m的“之”字形馬道。上水庫面板共計(jì)120塊，曲線段共44倉，上下庫為封閉庫盆，庫盆防滲結(jié)構(gòu)常為直曲相交的混凝土面板，弧形面板占比約35%～40%?；⌒蚊姘骞灿?jì)10種不同曲率及圓弧，同時(shí)存在凹面和凸面弧形面板。

2 施工原理

通過建立抽水蓄能電站庫盆三維實(shí)體模型，明確弧形面板體型結(jié)構(gòu)，計(jì)算各區(qū)段內(nèi)的弧長及弦高，通過測量放線在面板上設(shè)置面板體型樣架鋼筋，通過模板兩側(cè)斜向支撐調(diào)節(jié)絲桿和中間段豎向調(diào)節(jié)絲桿進(jìn)行模板弧長、弦高的調(diào)整，滑升過程中不斷調(diào)節(jié)模板弧長、弦高，實(shí)現(xiàn)凹型曲面弧和凸型曲面弧切換，從而完成面板弧長與曲率隨高度變化的弧形面板混凝土滑模施工。

3 施工工藝

弧形面板混凝土滑膜施工工藝流程包括：可調(diào)節(jié)弧形面板滑模制作→基層清理及修整→止水砂漿鋪設(shè)→乳化瀝青噴涂→測量放樣，布設(shè)輔助樣架鋼筋→鋼筋與止水安裝→模板布置安裝→調(diào)節(jié)弦高、弧長→混凝土澆筑→拆模及養(yǎng)護(hù)。

3.1 可調(diào)節(jié)弧形面板滑模制作

可調(diào)節(jié)弧形面板滑模由柔性面板、背部支撐架和調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成。柔性面板采用約5mm厚的鋼板，寬度、長度可根據(jù)具體需要設(shè)計(jì)，面板的兩端分別設(shè)置絞接段，面板背部兩側(cè)的主楞采用工字鋼支撐，在餃接段面板與主面板絞接處背部設(shè)置有豎向槽鋼支撐，豎向槽鋼頂部與工字鋼端頭絞接有斜拉螺桿，豎向槽鋼另一側(cè)與工字鋼之間焊接有斜向鋼支撐，面板中部工字鋼通過均勻間隔的豎向調(diào)節(jié)絲桿與面板連接，豎向調(diào)節(jié)絲桿處均設(shè)置有槽鋼調(diào)節(jié)“井”字架，調(diào)節(jié)“井”架處設(shè)置標(biāo)尺。斜向絲桿和豎向絲桿共同調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)不同曲率和內(nèi)（凹型曲面）外（凸型曲面）弧切換之間的轉(zhuǎn)換，模板上設(shè)置拉結(jié)腳架（吊點(diǎn)），實(shí)現(xiàn)模板的移動(dòng)。圖1為外弧（凸型）曲面模板示意圖，圖2為內(nèi)弧（凹型）曲面模板示意圖。

圖2 內(nèi)弧（凹型）曲面模板示意圖

3.2 基層清理及修整

采用全站儀對整個(gè)坡面進(jìn)行檢查，對于坡面起伏差超出基準(zhǔn)線±5cm的部位用紅油漆標(biāo)示。對超出部分采用擠壓邊墻鑿槽機(jī)鑿除，低于基準(zhǔn)線部分用M15砂漿修補(bǔ)，局部空洞、脫落部位進(jìn)行鑿除后，人工分層回填墊層料，分層厚度控制在20cm以內(nèi)，用M15砂漿抹面施工。

3.3 止水砂漿鋪設(shè)

為減少擠壓墻對面板的約束，在面板垂直縫對應(yīng)的擠壓邊墻表面部位開鑿?fù)p，沿面板垂直縫位置將擠壓邊墻鑿開10cm 寬的槽，用小墊層小區(qū)料回填夯實(shí)后用M15砂漿抹平，砂漿入倉采用直徑20cm的半圓形PE管道作為溜槽，每3m為一段，自下而上采用鐵絲連接固定。采用2m靠尺檢查表面平整度是否在±5mm內(nèi)。

3.4 乳化瀝青噴涂

面板基礎(chǔ)面驗(yàn)收合格后，擠壓邊墻表面噴涂乳化瀝青，噴涂按照由上至下兩油一砂進(jìn)行。瀝青用量1.8～1.9kg/m2，手持噴槍壓力約1.2MPa，瀝青均勻噴涂在擠壓邊墻表面，以臨界流淌為準(zhǔn)。采用臺車在其后人工均勻拋灑砂子，砂子用量為0.002～0.003m3/m2，完成后再噴射第二遍乳化瀝青。乳化瀝青施工完成后應(yīng)進(jìn)行表面檢查和破壞性試驗(yàn)，要求表面檢查不出現(xiàn)龜裂和脫落現(xiàn)象，用力踩踏瀝青涂層不破壞。

3.5 測量放樣，布設(shè)輔助樣架鋼筋

通過三維模型與實(shí)體水庫對比，確定面板型式結(jié)構(gòu)，計(jì)算出各區(qū)段內(nèi)的弧度和弦高。根據(jù)各區(qū)段內(nèi)弧度和弦高的變化，測量放樣確定弦高變化點(diǎn)位，根據(jù)弦高在放樣點(diǎn)位處插入相應(yīng)高度豎向鋼筋，基于豎向高筋高度在順坡向沿線均勻間隔設(shè)置三角形樣架鋼筋，最后在樣架鋼筋上架設(shè)順坡面水平桿，以此避免由于弦高變化致使面板厚度不一致，同時(shí)減少弧形滑模在上移過程測量放樣次數(shù)。

3.6 鋼筋及止水安裝

（1）鋼筋連接方式采用綁扎搭接或焊接，接頭布設(shè)應(yīng)符合規(guī)范要求。鋼筋安裝前經(jīng)測量放線控制高程和安裝位置。面板布置雙層鋼筋，同時(shí)在周邊縫、垂直縫處設(shè)U 型鋼筋。鋼筋安裝前，按照1.8m×2.2m 網(wǎng)格布置插筋，插筋采用Φ22 螺紋鋼，打入墊層料20cm。為保證保護(hù)層的厚度，鋼筋和模板之間設(shè)置強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的預(yù)埋混凝土墊塊，并與鋼筋扎緊。在混凝土澆筑過程中需經(jīng)常檢查鋼筋，對安裝后的鋼筋進(jìn)行加固，防止鋼筋移位和變形。

（2）銅止水片連接采用黃銅條氣焊單面雙道搭接焊接，搭接長度不小于20mm，焊接時(shí)底面采用木板墊平，避免焊接時(shí)銅片變形，焊接完成后采用面團(tuán)圍擋進(jìn)行煤油滲漏試驗(yàn)，檢查有無滲漏。銅止水片密封焊接材料采用Φ20橡膠棒，并用聚氨酯泡沫板固定好后采用膠帶封口，避免止水沿坡面下滑、變形破壞。

3.7 模板布置與安裝

（1）側(cè)模為鋼木組合結(jié)構(gòu)，單塊長度2m，由4cm厚木板結(jié)合1.2cm膠合板組成，頂部設(shè)∠50包邊，背面采用∠30背帶，間距50cm一道。側(cè)模外側(cè)采用三角支撐架固定，三角支撐架用C22mm、L=50cm鋼釬固定于固坡砂漿墊層護(hù)面上。側(cè)模拼接采用在背帶角鋼開孔，U型扣件拼接。安裝自下往上，采用鋼筋臺車運(yùn)輸。側(cè)模在加工時(shí)按照設(shè)計(jì)尺寸放樣加工，并在相鄰兩側(cè)采用油漆進(jìn)行編號，安裝時(shí)確認(rèn)編號連續(xù)無誤后方可進(jìn)行。

（2）將可調(diào)節(jié)弧形面板滑模就位，通過測量進(jìn)行校模，模板要嚴(yán)密不漏漿，且保證混凝土澆筑過程中不變形、不發(fā)生位移。在施工過程中檢查模板調(diào)整過程中連接處和面板是否有發(fā)生松動(dòng)、破裂、變形等問題。

（3）滑模由25T汽車吊將滑模吊至側(cè)模上部，然后由2臺10T卷揚(yáng)機(jī)牽引滑模系統(tǒng)將滑模移送至澆筑條塊的底部后，人工將支撐輪胎翻轉(zhuǎn)使滑模落降在側(cè)模上。在壩面兩側(cè)放置2臺相同的卷揚(yáng)機(jī)，將其串聯(lián)，分別將2臺卷揚(yáng)機(jī)的拖鉤掛至弧形滑膜兩側(cè)的吊耳。在弧形滑模上移時(shí)，利用2臺卷揚(yáng)機(jī)同步提升滑模，確保弧形滑模相對于中心軸線同步提升，避免發(fā)生滑模斜移導(dǎo)致面板厚度不均勻。

3.8 調(diào)節(jié)弦高、弧長

根據(jù)面板的體型、弦高和弧長，調(diào)節(jié)斜向和豎向絲桿，以帶動(dòng)滑模面板發(fā)生曲率和弧度的變換，進(jìn)而在滑升過程中控制滑模適應(yīng)面板的曲率變化，完成凹型曲面弧和凸型曲面弧互相切換，從而實(shí)現(xiàn)面板曲率和圓弧漸變段弧形面板的滑模施工。

3.9 混凝土澆筑

混凝土澆筑前需再次對底部周邊縫進(jìn)行檢查，清除雜物。混凝土采用罐車運(yùn)輸，在出機(jī)口坍落度按50～70mm 控制，倉面坍落度按30～50mm 控制，含氣量按5.0%～6.0%控制?；炷练帕锨埃葘⒘锊郾砻鏋⑺疂櫇?，濕潤時(shí)將溜槽倒至倉外，嚴(yán)禁水進(jìn)入倉內(nèi)。澆筑時(shí)薄層均勻平起，每層厚度不大于25～30cm。倉面采用Ф50mm的插入式振搗器振搗，振搗器垂直插入澆筑層，落點(diǎn)間距不大于40cm，深度達(dá)到新澆筑層底部以下5cm，以混凝土不再顯著下沉、不出現(xiàn)明顯氣泡并開始泛漿為準(zhǔn)?？拷顾牟课?，用Ф30mm軟管振搗器和人工輔助振搗密實(shí)。模板滑升應(yīng)“平衡、勻速、同步”，滑升速度以不出現(xiàn)鼓包、拉傷為原則，與澆筑強(qiáng)度和脫模時(shí)間相適應(yīng)?；Ｆ骄俣葹?.5m/h，最大滑升速度不超過2.5m/h，每次滑升距離不＞30cm?；炷寥雮}后人工進(jìn)行平倉，平倉結(jié)束后由人工采用軟軸振搗器振搗，振完一層后，滑模上移滑動(dòng)一層，模板曲率、弦高調(diào)整一次，之后下料平倉，進(jìn)行下一循環(huán)施工。

3.10 拆模及養(yǎng)護(hù)

澆筑24h后拆除側(cè)模，不得損壞混凝土表面，拆模后進(jìn)行封面處理，包括側(cè)模拉筋孔及接頭處打磨、涂刷瀝青乳液，施工時(shí)嚴(yán)防污染銅止水等。對接縫兩側(cè)各100cm內(nèi)的混凝土用2m長直尺檢查表面平整性。

混凝土出模后立即進(jìn)行抹面和第一次壓面，在混凝土初凝前表面泌水風(fēng)干后進(jìn)行第二次壓面，確保混凝土表面密實(shí)、平整。在二次收面后用化纖毛毯或土工布覆蓋保濕，縮小混凝土與外部濕度差，終凝后進(jìn)行噴水連續(xù)養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)水盡可能在室外水箱放置一段時(shí)間，避免水溫與室外溫差過大影響混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于90d。

4 質(zhì)量控制

4.1 滑膜質(zhì)量控制

（1）弧形模板必須有足夠的承載能力、剛度、穩(wěn)定性，保證結(jié)構(gòu)各部分形狀尺寸、位置正確，焊縫焊接密實(shí)，接縫處不漏漿，無“錯(cuò)臺”，混凝土表面平整，滑模寬度控制在1.0～1.2m。部分面板寬度＞25.5m時(shí)，支撐體系應(yīng)盡量采用較大規(guī)格的型鋼，絲杠、絞接等位置必須采用高強(qiáng)鋼制作，避免因強(qiáng)度不夠出現(xiàn)變形。

（2）模板上升過程中，需進(jìn)行跟蹤測量放線，確保施工質(zhì)量，每次模板弧度調(diào)節(jié)由測量人員定位復(fù)核后，應(yīng)再次進(jìn)行加固，確保模板偏差在規(guī)范要求之內(nèi)。

（3）曲面?zhèn)}面為錐體時(shí)，隨著滑膜提升，倉面寬度逐漸增大或減小，混凝土倉面要根據(jù)倉面變化增加配重，避免倉面約束力太小。

4.2 混凝土質(zhì)量控制

（1）混凝土自由下落高度＞2m時(shí)，應(yīng)采用滑槽設(shè)置擋板等緩降措施。

（2）混凝土面板每次滑升高度控制在30cm左右，滑升速度控制在1.5～2.5m/h。

（3）模板傾角＜45°時(shí)，脫模強(qiáng)度為0.05～0.10MPa，脫模時(shí)間為10～15min。

（4）采用滑膜澆筑1∶1.4壩坡面板時(shí)，坍落度應(yīng)控制在40～50mm。

（5）高溫季節(jié)施工，盡量選擇早、晚和夜間進(jìn)行澆筑或利用遮陽棚，使入倉混凝土溫度控制在28℃以下；雨季施工，必須時(shí)刻關(guān)注天氣預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)無雨或小雨（降雨量＜5mm/h）時(shí)可以開倉，并在施工現(xiàn)場備好雨棚架、雨布等。

5 經(jīng)濟(jì)效益

本技術(shù)在阜康抽水蓄能電站庫盆和大壩面板中成功應(yīng)用，面板混凝土累計(jì)澆筑面積2.6萬m2，澆筑方量1.4萬m3。面板成型后表面光滑，施工縫少，面板外觀質(zhì)量及防滲性能好，實(shí)現(xiàn)不同弧形面板混凝土的滑模澆筑，使弧形面板施工安全性提高，得到了業(yè)主方一致好評。單倉混凝土澆筑時(shí)間縮短了3天，面板澆筑一天費(fèi)用1.2萬元，節(jié)約成本3.6萬元，曲面段共44倉，共節(jié)約澆筑費(fèi)用158萬元，節(jié)約模板制作費(fèi)用約90萬元，共產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益為248萬元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

6 結(jié)束語

阜康抽水蓄能電站實(shí)現(xiàn)了可變半徑弧形面板混凝土滑膜施工，研制出適用于曲率、圓弧漸變弧形面板滑模施工模板，并形成相應(yīng)的施工技術(shù)，保障抽水蓄能電站防滲面板質(zhì)量的同時(shí)又提高了施工效率，縮短了工期，節(jié)約了制作模板成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯。該滑膜技術(shù)為弧面混凝土面板堆石壩施工與管理積累了一定經(jīng)驗(yàn)，工程相關(guān)施工及管理經(jīng)驗(yàn)可在類似工程中推廣應(yīng)用。