王雄武

　　中國(guó)水利水電第四工程局有限公司810007

　　摘要：小灣水電站混凝土雙曲拱壩壩體混凝土方量巨大，其施工工期緊、強(qiáng)度高。其中，邊坡壩段為小灣拱壩施工的關(guān)鍵線路，具有施工工序多、干擾大等特點(diǎn)。水電四局小灣項(xiàng)目部通過摸索和實(shí)踐，建立、健全了一套行之有效的施工體系，有效地保證了邊坡壩段的施工進(jìn)度。

　　關(guān)鍵詞：小灣水電站邊坡壩段施工綜述

　　1概述

　　小灣水電站混凝土雙曲拱壩壩高294.5m、壩體總方量接近900萬m3，分為44個(gè)壩段。水電四局有限公司小灣項(xiàng)目部承建右岸R1～R23共23個(gè)壩段，其中R18～R23號(hào)為河床壩段，其余壩段均為邊坡壩段。由于小灣水電站主壩為混凝土雙曲拱壩，而拱壩邊坡壩段的施工須待相鄰壩段澆筑至橫縫才允許下一壩段開面，使得邊坡壩段基巖面部位倉(cāng)號(hào)的施工對(duì)大壩的施工進(jìn)度有較為重要的影響。通過對(duì)大壩施工關(guān)鍵線路及現(xiàn)場(chǎng)施工情況的分析，認(rèn)為主壩施工的關(guān)鍵線路已由河床壩段的施工及金結(jié)設(shè)備的安裝轉(zhuǎn)變?yōu)榘镀聣味蔚氖┕?因此能否解決好邊坡壩段的施工將對(duì)大壩總體的施工進(jìn)度產(chǎn)生重要影響。

　　2施工分層

　　大壩各邊坡壩段基巖面?zhèn)}號(hào)均屬基礎(chǔ)約束區(qū)部位，招標(biāo)文件要求根據(jù)時(shí)段的不同，這些部位的混凝土澆筑層厚分別有1.0m、1.5m、2.0m三種形式，同時(shí)還要求各邊坡壩段基礎(chǔ)約束區(qū)倉(cāng)號(hào)必須短間歇薄層上升。在施工初期，除第一層倉(cāng)號(hào)按照3m層厚澆筑外(由于各壩段長(zhǎng)寬比較大，第一層按照1.5m層厚澆筑將產(chǎn)生一個(gè)較小的三角體，此三角體的受力情況不佳，因此各邊坡壩段第一層倉(cāng)號(hào)均按照3m層厚澆筑，以形成一個(gè)體積較大的澆筑塊)，其余基礎(chǔ)約束區(qū)倉(cāng)號(hào)均按照1.5m層厚澆筑。通過總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)1.5m層厚施工對(duì)岸坡壩段施工進(jìn)度影響較大，因此，為確保大壩的節(jié)點(diǎn)工期目標(biāo)，經(jīng)過充分論證，岸坡壩段基礎(chǔ)約束區(qū)部位的施工分層調(diào)整為3m層厚，以加快邊坡壩段的施工進(jìn)度。

　　3冷卻水管布置

　　3.1冷卻水管布置原則

　　在原招標(biāo)方案中大壩冷卻水管均采用塑料冷卻水管，布置間距1.5m×1.5m(水平間距×垂直間距)。施工過程中，由于基礎(chǔ)約束區(qū)溫控要求嚴(yán)格，且基礎(chǔ)約束區(qū)澆筑分層厚度改為3m，對(duì)冷卻水管布置間距進(jìn)行了調(diào)整，強(qiáng)基礎(chǔ)約束區(qū)為1.5m×1.0m(水平間距×垂直間距)，弱基礎(chǔ)約束區(qū)為1.0m×1.5m(水平間距×垂直間距)，脫離基礎(chǔ)約束區(qū)后，布置間距仍為1.5m×1.5m(水平間距×垂直間距)，各層冷卻水管均垂直水流方向布置。冷卻水管材質(zhì)采用內(nèi)徑28mm，外徑32mm的HDPE冷卻水管。

　　第一層冷卻水管布置在倉(cāng)面水平施工縫面，后兩層冷卻水管分別在第二個(gè)和第四個(gè)坯層澆筑完成后布置。施工中發(fā)現(xiàn)，布置在施工縫面的第一層冷卻水管易被振搗平倉(cāng)設(shè)備壓壞，因此通過研究，固結(jié)灌漿高程以上的倉(cāng)號(hào)需待第一個(gè)坯層澆筑完成后，才開始鋪設(shè)冷卻水管，以后的冷卻水管順次上移一個(gè)坯層。此項(xiàng)工藝加快了平倉(cāng)、振搗設(shè)備在倉(cāng)面的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，提高了振搗平倉(cāng)速度和澆筑強(qiáng)度，同時(shí)也減少了冷卻水管的破損，使得倉(cāng)面澆筑工藝有了較大的提高。

　　3.2固灌高程以下的冷卻水管布置

　　由于壩基固結(jié)灌漿改為有蓋重固結(jié)灌漿，為保證冷卻水管布置準(zhǔn)確，施工時(shí)，考慮到黑鐵管較HDPE冷卻水管加固更為容易且澆筑時(shí)不易移位，因此固結(jié)灌漿高程以下的倉(cāng)號(hào)，第一層冷卻水管鋪設(shè)黑鐵管，后兩層冷卻水管采用HDPE塑料管。其中后兩層冷卻水管的加固主要采用順流向每間隔4.5m在冷卻水管彎頭處的圓弧頂點(diǎn)及兩個(gè)彎起點(diǎn)位置鉆孔埋設(shè)3根Φ25鋼筋，埋入混凝土30cm，外露長(zhǎng)度為220cm，并通過焊接φ14分布鋼筋將預(yù)埋鋼筋形成蛇形柱，用以控制冷卻水管的安裝位置;同時(shí)在直段冷卻水管外側(cè)綁扎一根φ14鋼筋并間隔3.0m設(shè)置φ8“U”形固定錨筋。各壩段固結(jié)灌漿完成后，其高程以上的倉(cāng)號(hào)，均采用HDPE塑料管。

　　4溫控措施

　　拱壩混凝土溫控措施主要有混凝土出機(jī)口溫度控制，一期、二期冷卻通水降溫，倉(cāng)面流水養(yǎng)護(hù)及壩面保護(hù)措施及合理的施工安排。

　　4.1混凝土澆筑溫度控制

　　⑴混凝土出機(jī)口溫度及入倉(cāng)溫度控制

　　在滿足骨料風(fēng)冷的基礎(chǔ)上，通過加冷水或加冰保證混凝土出機(jī)口溫度。

　　為避免陽(yáng)光直射、有效降低倉(cāng)面溫度，根據(jù)倉(cāng)面面積在倉(cāng)號(hào)兩側(cè)橫縫部位布置了6～8臺(tái)噴霧機(jī)。前期施工時(shí)，噴霧機(jī)放置在多卡模板上的操作平臺(tái)上，在轉(zhuǎn)倉(cāng)時(shí)需用纜機(jī)將噴霧機(jī)逐個(gè)吊放在多卡模板上操作平臺(tái)，吊放完畢后還需逐個(gè)安裝鋼管固定支架，施工時(shí)較為繁瑣，且大量占用纜機(jī)使用時(shí)間。經(jīng)過一段時(shí)間的施工，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)噴霧機(jī)進(jìn)行了多項(xiàng)改進(jìn)。首先將噴霧機(jī)旋轉(zhuǎn)角度改為可旋轉(zhuǎn)180°，同時(shí)將噴霧機(jī)利用型鋼固定在先澆壩段兩側(cè)橫縫多卡模板豎圍檁上。這樣即可在起吊模板的同時(shí)連同噴霧機(jī)整體起吊。相鄰后澆壩段澆筑時(shí)，可直接旋轉(zhuǎn)噴霧機(jī)方向，改造完畢后可大大減少纜機(jī)吊運(yùn)次數(shù)，提高了利用率，為倉(cāng)號(hào)澆筑創(chuàng)造了有利條件。

　�、苽}(cāng)面保溫

　　倉(cāng)面保溫主要是指高溫時(shí)段(每年4～9月)對(duì)澆筑溫度的控制，以保證澆筑溫度滿足設(shè)計(jì)要求。在混凝土入倉(cāng)、平倉(cāng)及振搗完成后，應(yīng)及時(shí)覆蓋保溫被，避免陽(yáng)光直射從而引起溫度回升。

　　4.2通水冷卻

　　通水冷卻措施主要包括混凝土一期、二期冷卻。一期冷卻的主要目的是消減大壩混凝土初期水化熱，控制混凝土初期溫度，使其不超過設(shè)計(jì)允許值;二期冷卻主要是使壩體混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的封拱灌漿溫度，保證接縫灌漿的正常施工。

　　各倉(cāng)號(hào)的一期冷卻在澆筑的同時(shí)即開始進(jìn)行通水。施工前期是根據(jù)設(shè)計(jì)下發(fā)的《拱壩混凝土通水冷卻施工技術(shù)要求》(A版)進(jìn)行的，在后續(xù)施工中，為充分發(fā)揮冷水機(jī)組的工效，節(jié)約用水，并確保一期冷卻效果，根據(jù)施工前期大壩混凝土悶溫測(cè)試結(jié)果(溫度在設(shè)計(jì)要求下限，通水天數(shù)偏長(zhǎng))，通過典型壩段進(jìn)行的個(gè)性化通水試驗(yàn)，確定了壩體混凝土最高溫度出現(xiàn)時(shí)段內(nèi)的通水流量和后續(xù)流量，對(duì)壩體混凝土通水冷卻方案進(jìn)行了優(yōu)化。具體措施包括，在混凝土內(nèi)部最高溫度出現(xiàn)前加大通水流量，削峰后減小通水流量，保證每天降溫幅度不超過1℃，并每隔24h對(duì)冷卻通水的方向進(jìn)行一次換向，保證降溫的均勻性。

　　二期冷卻由于要考慮左、右岸均衡冷卻，避免由于同一高程灌區(qū)冷卻時(shí)間不同而使橫縫縫面張開度達(dá)不到最佳效果，要求上下層灌區(qū)階梯性通水冷卻，避免上下灌區(qū)溫差較大而產(chǎn)生溫度裂縫。因此，二期冷卻的開始、結(jié)束時(shí)間由監(jiān)理統(tǒng)一協(xié)調(diào)、同步進(jìn)行。

　　4.4合理的施工安排

　　合理進(jìn)行施工安排，保證各壩段均衡上升，不出現(xiàn)薄層長(zhǎng)間歇，盡量縮短固灌時(shí)間，滿足各壩段高差要求。

　　5模板

　　項(xiàng)目部所采用的多卡模板面板主要是3.3m×3.0m、3.1m×3.0m兩種規(guī)格，其中橫縫面主要采用3.1m×3.0m，上、下游面主要采用3.3×3.0m，不足的部分采用組合鋼模板拼裝。多卡模板選用此兩種規(guī)格主要是因?yàn)樾�灣大壩為雙曲拱壩，其橫縫面為鉛直縫面而上下游面帶有一定傾斜度，因此橫縫面模板安裝時(shí)為鉛直安裝，上、下游面模板安裝時(shí)須按照大壩上、下游面各高程傾斜角度安裝，同時(shí)考慮到模板下口的壓縫及上口預(yù)留一定余量，因此多卡模板在制作時(shí)才考慮了兩種不同的規(guī)格。

　　圖2半懸臂鋼模板背視圖(單位：mm)

　　由于多卡三角架高6.46m(不計(jì)操作平臺(tái)高度)，其中下支架高近3m，因此模板在基巖面?zhèn)}號(hào)澆筑時(shí)無法使用，即使倉(cāng)號(hào)脫離基巖面，壩體上、下游面可以采用多卡模板，如果相鄰壩段高差沒有拉開則橫縫面依然無法采用多卡模板。

　　邊坡壩段施工時(shí)，由于多卡模板下支架高度近3m且各壩段施工初期高差沒有拉開，主要采用多卡模板改造成的半懸臂模板、內(nèi)拉內(nèi)撐方式。

　　改造后的模板主要應(yīng)用在邊坡壩段未拉開高差的部位。經(jīng)過一段時(shí)間的使用證明，使用改造后的模板有效加快備倉(cāng)速度，簡(jiǎn)化施工程序，為岸坡壩段的快速施工創(chuàng)造了極為有力的條件。半懸臂模板結(jié)構(gòu)圖見圖2。

　　6壩基清撬

　　小灣拱壩壩基地質(zhì)條件復(fù)雜，表層巖體開挖卸荷松弛現(xiàn)象明顯;同時(shí)由于拱壩自身的特點(diǎn)，各壩段不能同時(shí)開面澆筑，因此兩岸邊坡建基面開挖后暴露時(shí)間較長(zhǎng)，其中最長(zhǎng)的可達(dá)5年。因此，主要在這兩方面因素的作用下，建基面處理深度較大，厚度一般在0.5～2m，單個(gè)壩段平均巖石清撬量約700m3，建基面?zhèn)}號(hào)的清撬工作量巨大。

　　針對(duì)建基面清理占用時(shí)間較長(zhǎng)，嚴(yán)重影響邊坡壩段施工進(jìn)度的情況，項(xiàng)目部加大了人員及設(shè)備的投入，為大壩建基面的清撬配置了沖擊錘、反鏟、裝載機(jī)及自卸車等設(shè)備。同時(shí)為減少倉(cāng)號(hào)內(nèi)出渣的難度，自制了10m3渣斗。

　　經(jīng)過一段時(shí)間的現(xiàn)場(chǎng)施工和摸索，壩基清撬施工已較為熟練，為邊坡壩段的施工節(jié)約了大量時(shí)間，保證了施工進(jìn)度。

　　7結(jié)束語(yǔ)

　　在小灣水電站右岸邊坡壩段的施工中，根據(jù)小灣特高雙曲拱壩的特點(diǎn)，通過實(shí)踐不斷摸索和改進(jìn)施工措施和施工方法，有力保證了大壩的施工進(jìn)度及質(zhì)量，其經(jīng)驗(yàn)可供類似工程借鑒。

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