混凝土面板堆石壩面板施工

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摘要：水布埡混凝土面板堆石壩為目前世界最高的面板堆石壩，最大壩高233m，上游采用擠壓邊墻固坡技術。面板分三期施工，本文詳細介紹了一期面板混凝土的施工技術、施工工藝、質量管理和安全管理措施，對二、三期面板混凝土施工具有指導意義。
　　1工程概況
　　清江水布埡混凝土面板堆石壩位于湖北省巴東縣水布埡境內(nèi)，上距恩施市117km，下距隔河巖水利樞紐92km.壩頂高程405.0m，最大壩高233m，大壩上游壩坡1：1.4，下游平均壩坡1：1.4.混凝土面板總面積13.84萬㎡，總方量8.14萬m3。面板共有55條塊，分16m和8m寬兩種，最大坡長392.16m。面板厚度從上至下逐漸變厚，頂厚30cm，底部最大厚度110cm。面板分三期澆筑，一期澆筑高程為177.0m至278.0m。一期面板面積為3.15萬㎡，混凝土方量為2.8萬m3，鋼筋制安2870噸，共有19塊，其中16m寬18塊，8m寬1塊，單塊最長173.77m。面板總體平面布置見下圖1。
　　　　2施工平面布置
　　一期混凝土面板是在壩體填筑到高程288m后開始施工，其施工平臺布置在288m高程，平臺寬40m，長300m。
　　2.1施工道路
　　混凝土的水平運輸主要利用左岸7#公路及7#公路下段從拌和系統(tǒng)運至壩前高程288m平臺，同時在高程288m平臺上布置12m寬的交通通道以滿足混凝土卸料、鋼筋臺車運輸、吊裝滑模、卷揚機就位及壩面現(xiàn)場銅止水加工等需要。
　　為了解決面板坡面上下交通需要，分別在橫0+164、0+244、0+292m樁號處各設置一套鋼樓梯，總長度為492m。
　　2.2施工用水
　　沿壩前輔設一趟Φ100mm的供水管與左岸趾板主供水管相連，每隔16m設三通和閘閥，以滿足面板施工用水和養(yǎng)護用水。
　　2.3施工用電
　　在高程288m平臺左側岸坡附近布置一臺500KVA變壓器，沿壩前鋪設一趟3×105型電纜，每50m設一空氣開關，以滿足鋼筋和模板加工、止水銅片壓制、卷揚機運行、混凝土澆筑及現(xiàn)場照明等施工用電。變壓器周圍用安全圍欄進行防護。
　　2.4綜合加工廠
　　綜合加工廠寬25m，沿壩軸線200m布置，用于鋼筋和現(xiàn)場臨時模板的加工和堆放。分為原材料堆放區(qū)、加工區(qū)和成品區(qū)。其轉運以人工為主，機械為輔。
　　3砼的配合比設計
　　面板混凝土的設計技術指標見表1，根據(jù)設計要求，面板混凝土施工配合比見表2。
 

面板混凝土的設計技術指標見表1，根據(jù)設計要求，面板混凝土施工配合比見表2。

　　表1水布埡一期面板混凝土設計技術指標

強度
等級　 級
配　 抗?jié)B
等級　 抗凍
等級　 極限拉伸值
（×10^-6）　 自生體積變形
（×10^-6）（90d）　 W/（C+F）　 粉煤灰摻量
（%）　 坍落度
（cm）　 保證率
（%）　 C30　 二　 W12　 F100　 ≥100　 ≥20　 ≤0.38　 20　 3～7　 ≥95　

　　表2水布埡一期面板混凝土施工配合比（表見附件）

　　4施工機械
　　4.1拌和系統(tǒng)
　　以左岸大巖淌HZS90強制拌和機為主，三友坪3ZJ3-1.5自落式拌和樓為輔。拌和機進料為皮帶機運輸，生產(chǎn)能力75～135m3/h，自動監(jiān)控。強制式拌和機凈拌制時間不小于75s，自落式拌和機凈拌制時間不小于是180s.聚丙烯腈纖維人工摻加?；炷恋倪\輸距離為3～5km。
　　4.2混凝土運輸機具
　　混凝土運輸以8噸自卸汽車為主，6m3攪拌汽車為輔。從拌和樓經(jīng)左岸上壩公路運至壩面各面板塊受料斗再由溜槽入倉。新拌制混凝土從拌和樓運至倉面的時間約需5～10分鐘。
　　4.3滑模機具
　　面板混凝土施工采用無軌滑模?；＝Y構尺寸為17.66×1.5m，由底部鋼面板（=8mm）、上部型鋼桁架（25和I25）及抹面平臺三部分組成，總重量6.74t，滑模前部設振搗平臺，寬約1.0m；后部設二級抹面平臺，細部結構見圖1.由于面板設計寬度分別為16m和8m，因此將滑模設計成三節(jié)，其中5.0m長兩節(jié)，7.66m長一節(jié)，現(xiàn)場用高強螺栓拼接?；Ｓ?臺10噸的卷揚機牽引。
　　5面板混凝土施工工藝
　　5.1擠壓邊墻鑿斷處理
　　為了盡量減少混凝土擠壓邊墻對面板混凝土的約束，在沿面板垂直縫方向將擠壓邊墻鑿斷，其鑿斷深度不小于30cm，縫底寬度不小于6cm，縫口寬度不小于10cm，用ⅡAA料填縫并人工分層錘實。
　　5.2垂直縫砂漿墊層施工
　　首先在混凝土擠壓邊墻坡面上將面板垂直縫的位置及砂漿墊層的范圍準確放出，人工用鐵釬在其范圍內(nèi)鑿槽，鑿槽深度滿足砂漿墊層的厚度。然后人工鋪設M20的砂漿墊層，其平整度要求在2m長的范圍內(nèi)控制在5mm以內(nèi)，利于止水銅片及側模的安設。
　　5.3周邊縫瀝青砂漿塊施工
　　將周邊縫處趾板止水片的保護設施拆除，露頭拉筋用砂輪機磨平。人工用鐵釬、鐵撬按設計邊線、深度和坡度鑿槽，并修整成型；埋設瀝青砂墊塊，墊塊之間的縫隙用熱瀝青灌實，其平整度控制在10m范圍內(nèi)起伏度不超過20mm.瀝青砂漿塊在綜合加工廠預制，其配比為：瀝青：砂為1：10（重量比），瀝青針入度50～60.
　　5.4混凝土擠壓邊墻坡面整修
　　垂直縫砂漿墊層施工完畢后，以其為基準對混凝土擠壓邊墻面進行超欠整修處理，其偏差按+5cm～－8cm控制。以保證為面板提供一個平整的支承面。
　　5.5噴涂乳化瀝青施工
　　擠壓邊墻坡面整修完畢并經(jīng)監(jiān)理工程師驗收后，瀝青噴射機由上至下開始噴涂乳化瀝青。首先在坡面上噴射一遍乳化瀝青，待干后再噴射第二遍乳化瀝青，并用小車在其后人工拋灑砂子，隨后用滾輪碾碾壓一遍，然后噴射第三遍乳化瀝青，在其面上再灑一層砂子，用滾輪碾再碾壓一遍。乳化瀝青為瀝青含量約為60%的溶劑稀釋乳液。
　　5.6鋼筋制安
　　每塊面板鋼筋按設計圖紙在現(xiàn)場分別加工。接頭采用剝肋滾壓直螺紋套筒連接。為保證鋼筋接頭滿足規(guī)范要求，將鋼筋兩端頭用專用車絲機加工成螺紋型，并用專用硬質塑料套保護。加工完成的鋼筋按要求套絲檢查、記錄、編號掛牌堆存。
　　安裝鋼筋時首先在坡面布置架立筋，架立筋用Φ25mm螺紋鋼，間排距2.2×2.4m，打入擠壓邊墻40cm，按總量的50%布置，其余用板凳筋作架立筋支撐鋼筋。并在架立筋上標出鋼筋綁扎的設計位置。然后將壩面上加工合格的鋼筋按編號順序用鋼筋臺車水平運至施工倉位，20T吊車將運至的鋼筋吊于坡面施工臺車上，用5T卷揚機牽引鋼筋臺車將其運至安裝工作面，人工現(xiàn)場組裝，每次輸送2～3噸鋼筋。
　　5.7止水制安
　　采用自制四級銅止水片成型機在壩面施工平臺現(xiàn)場壓制成型，順坡面下送至周邊縫接頭處。長度依每塊面板的情況確定，盡量減少接頭，最長連續(xù)壓制成形140m.垂直縫拐角處L型異型接頭采用廠家定做，現(xiàn)場人工安裝。銅止水連接采用雙面搭接焊，搭接長度不少于20mm。
　　5.8側模制作安裝及就位
　　側模為鋼木組合結構，主要由18輕型槽鋼配木模板組成。輕型槽鋼標準長6m，部分為3m。底部漸變段為6cm厚木模板，每副模板長3m，細部結構見圖3.周邊縫模板現(xiàn)場整修加工。
　　側模安裝在垂直縫底止水安裝完成后進行，面板側模安裝自下往上，在倉面兩側布設坡面小車，用5噸卷揚機牽引運輸側模材料。側模外側采用三角支撐架固定，三角支撐架用Φ20mm長50cm鋼釬固定于擠壓邊墻墊層護面上。內(nèi)側采用鋼筋作支撐。
　　當側模初步安裝完成后，用連接螺栓調整垂直度，以保證側模之間的接縫平整嚴密，無錯臺現(xiàn)象。
　　5.9溜槽鋪設
　　溜槽采用梯形，每節(jié)長2.0米，端部設連接掛勾?；Ｏ禄瑫r，在鋼筋網(wǎng)上鋪設并分段固定。溜槽上部采用柔性材料作蓋板，底部鋪上塑料布或絨毛氈使其與鋼筋網(wǎng)隔開，溜槽內(nèi)每隔20～30m設置塑料軟擋板，以防止骨料分離和緩沖混凝土下滑沖力。面板分縫寬16m時對稱布置二道溜槽，8m寬時中間布置一道溜槽。
　　5.10混凝土澆筑
　　混凝土用自卸汽車運輸至壩面后卸入受料斗內(nèi)，由受料斗順坡面溜槽輸送入倉，倉內(nèi)人工擺動溜槽，按30～50cm分層布料，倉面中部采用φ100mm的振搗器振搗，靠近側模和止水片的部位，采用φ70mm軟管振搗器振搗。振搗由專人負責。在振搗時振搗器沿滑模前鉛錘方向向下，以防止模板上浮，并不得觸及滑模、鋼筋、止水片，振搗間距不大于40cm，深度達到新澆混凝土層底部以下5cm。脫模后人工進行兩次收面。
　　為了保證混凝土的澆筑質量和施工速度，受料斗及溜槽在卸料前要用砂漿進行潤滑，以保證混凝土輸送的順暢。倉面混凝土坍落度控制在3～5cm，出機口坍落度按澆筑部位的不同分別控制在5～7cm和7～10cm，初凝時間為10～12h之間。周邊三角區(qū)采用扣模法施工。
　　5.11混凝土養(yǎng)護
　　混凝土出模經(jīng)人工收面后，在混凝土表面覆蓋粘有塑料膜的絨毛氈保溫被，并用從壩面供水管引出的支管進行灑水養(yǎng)護，達到保溫和保濕的效果。單塊面板澆筑完畢后，在頂部布置一趟鉆孔的花管進行不間斷流水保濕養(yǎng)護。
　　5.12雨季施工措施
　　在遇大雨時立即停止?jié)仓?，并將倉面遮蓋好，同時做好倉面的排水工作。雨后及時排除倉內(nèi)積水，若混凝土沒有初凝可先對倉內(nèi)混凝土加鋪同標號砂漿振搗后繼續(xù)澆筑，否則則按施工縫處理。
　　降雨量較小時，對運輸混凝土的自卸汽車覆蓋防雨雨布，對倉內(nèi)兩側銅止水處用棉紗布進行攔堵流水，在水平方向將噴涂的乳化瀝青鑿斷以利于流水滲入擠壓邊墻墊層內(nèi)，在保證倉面混凝土在無沖刷的情況下繼續(xù)澆筑混凝土。
　　6面板混凝土施工管理
　　6.1進度安排
　　一期混凝土面板采用2套滑模施工，澆筑時間安排在2005年1月6日至2005年3月27日，歷時三個月，平均月澆筑強度9300m3，最大月澆筑強度13886m3。
　　施工準備從2004年10月中旬開始，主要進行施工場地的布置和坡面整修、預制瀝青砂漿塊、垂直縫墊層施工、周邊縫銅止水修整等工作，于11月底結束。
　　鋼筋綁扎在坡面乳化瀝青噴涂完畢后進行，按倉位施工計劃安排同時展開三個面施工作業(yè)，單個作業(yè)面每天綁扎鋼筋至少18噸，以滿足二套滑模同時澆筑。
　　面板混凝土采用滑模跳倉澆筑，滑升速度為1.0～1.8m/h，首先從L1塊開始依次向兩邊跳倉澆筑，當Ⅰ序塊澆筑10天后，再進行Ⅱ序塊的澆筑。
　　為了加快施工進度，除合理安排施工程序和優(yōu)化勞動力組合外，還采用經(jīng)濟手段對關健工期節(jié)點進行控制，為混凝土面板的按期完成提供了保障。
　　6.2質量管理
　　按照ISO9002質量保證體系的標準，健立健全面板混凝土施工質量保證體系，嚴格執(zhí)行“三檢制”，對施工過程中的各個環(huán)節(jié)進行控制，做到上道工序未驗收簽證不允許進入下道工序施工。
　?。?）加強原材料的質量控制。對于用于面板上的原材料嚴格按設計要求的品種和型號進行選用，并經(jīng)試驗檢驗合格報監(jiān)理工程師批準后使用。
　?。?）采用聚丙烯腈纖維混凝土。在滿足設計要求各項技術指標的條件下，對水灰比和外加劑進一步優(yōu)化。
　?。?）降低擠壓邊墻墊層對面板混凝土的約束。按規(guī)范要求對擠壓邊墻坡面進行整理，使坡面上無突變錯臺；在面板垂直縫處將擠壓邊墻墊層鑿斷；在擠壓邊墻坡面上噴涂3mm厚乳化瀝青隔離層；將一部分架立筋改為板凳筋，并在混凝土澆筑過程中將插入墊層內(nèi)的架立筋割除，以消除對面板混凝土的約束。
　?。?）加強對混凝土澆筑過程的質量控制。每塊面板必須經(jīng)監(jiān)理工程師驗收并簽發(fā)開倉證后才能澆筑混凝土。在澆筑過程中對周邊縫止水處混凝土采用人工鋪料、φ70mm軟管振搗器振搗，以保證止水處混凝土的密實；在滑模提升時，每次提升距離不得大于50cm；人工擺動溜槽布料距離滑模上口不得大于2.0m且每層布料厚度控制在30～50cm，并分層振搗密實；混凝土振搗由專人負責；在整個混凝土澆筑過程中有專職質檢人員跟班進行質量監(jiān)控。
　?。?）認真落實面板混凝土的保濕、保溫措施。為了防止面板表面發(fā)生溫度裂縫，除在滑模支架上掛一套活動暖棚，對剛出模的混凝土進行保溫養(yǎng)護外，還選用表面貼有塑料膜的絨筆氈保溫被在混凝土出暖棚前進行覆蓋保溫。保濕采取不間斷噴水，在混凝土澆筑過程中用從壩頂供水管引下的支管進行保濕養(yǎng)護，后期用壩頂固定的花管滴滲保濕養(yǎng)護。保濕、保溫工作定專人負責檢查和維護。
　　6.3安全管理
　?。?）編制施工安全管理方案，對面板施工過程中的危險源進行辯識，并制定相應的防范措施。
　?。?）對參與面板施工的施工管理和操作人員有針對性進行安全培訓。以提高其安全意識和安全防護能力。
　　（3）加強對現(xiàn)場的安全防護設施和起重機械的檢查。如安全欄桿、安全繩、安全帶、卷揚機、鋼絲繩、地錨、滑模吊耳、卡環(huán)等，以保證其處于安全的工作狀態(tài)。
　?。?）嚴格安全獎懲制度，杜絕習慣性違章的發(fā)生。
　　7結語
　　在水布埡面板堆石壩施工過程中，由于采取了上游混凝土擠壓邊墻技術，使壩體填筑速度得以加快，同時也使坡面的平整度得到較好控制。如何減少擠壓邊墻對面板混凝土的約束，這是建設各方十分關注的一個問題，對此在面板混凝土施工中進行了一些有益的探索，同時對長面板混凝土快速施工技術和施工管理也進行研究，取得了較好的效果，為二、三期面板混凝土的施工積累了經(jīng)驗，具有指導意義。