摘要：因开挖交面滞后，向家坝水电站二期工程Ⅱ标段齿槽混凝土浇筑时间推迟至2010年1月开始，通过采用15m高升层碾压混凝土施工，并对大仓面碾压混凝土施工组织、满管溜管和翻转模板的设计与应用、冷却水管集中上引、变态混凝土加浆工艺、固结灌浆时机选择等方面进行研究，及早解除了齿槽回填对大坝甲块混凝土浇筑上升的制约。
关键词：高升层；碾压混凝土；施工
1 前言
向家坝水电站二期工程Ⅱ标段坝前齿槽混凝土总浇筑方量约为23万m3。因开挖交面滞后，坝前齿槽混凝土浇筑时间推迟至2010年1月开始，如采取常规施工方案进行齿槽混凝土浇筑及固结灌浆施工（按3m分层并考虑廊道影响，齿槽高程203.0m～240.0m共分14层施工，同时在高程210.0m完成固结灌浆施工），混凝土浇筑需5个月，固结灌浆施工需3个月，齿槽混凝土最早完成时间也将在2010年9月以后，不但造成需在高温多雨季节进行高强度碾压混凝土施工，碾压混凝土施工质控风险增加；同时固结灌浆盖重不够，在向家坝复杂地质条件下，固结灌浆质量及工期风险将会很大；进而对2010年施工计划的顺利完成造成影响。因此有必要对齿槽混凝土浇筑工艺及固结灌浆时机的选择进行重点研究。
2 调整碾压混凝土分层，在国内首次采取15m高升层方案
为确保在低温季节（5月份以前）将坝前齿槽碾压混凝土施工完成，经参考国内其它水电工程碾压混凝土高升层施工案例，结合本工程齿槽特点，通过分析、研究，并征得设计、业主同意，将齿槽碾压混凝土分层调整为高程204.0m～208.5m～210.0m～225.0m～240.0m，最大升层达到15m。施工浇筑分层调整后，坝前齿槽高程240.0m在5月份已经形成，节约工期大约50天。
3 高升层碾压混凝土入仓手段布置与大高差长满管溜管的应用
（一）仓面特性
左厂①～⑦坝段坝前齿槽碾压混凝土（高程225.0m～240.0m），仓位底部宽38.91m，长124.35m，最大仓面面积约为8250m2，浇筑方量约115373 m3。仓面共分4区3个条带进行浇筑，左厂⑥～⑦为Ⅰ区，左厂④～⑤为Ⅱ区，左厂②～③为Ⅲ区，左厂①为Ⅳ区。上游边线到0-11.5m为第一条带，从0-11.5m到坝下0+15.0m为第二条带，从坝下0+15.0m到下游岩面为第三条带。
（二）入仓手段布置
入仓手段主要采用3台缆机、1台胎带机、2套满管溜管、1套敞口溜槽和1台塔带机供料线等方式。变态混凝土制浆站布置在高程305.0m纵向围堰上游端头部位，采用输浆管将浆液输送到仓面各个部位。左厂①～④坝段的第二和第三条带以及左厂①、②坝段的第一条带由位于左厂②坝段的2套满管溜管供料；左厂⑤～⑦坝段的第二、三条带由左厂⑥坝段的敞口溜槽供料；左厂③、④坝段的第一条带主要由胎带机供料；左厂⑤～⑦坝段的第一条带主要由塔带机供料线供料。在个别时段用3台缆机辅助供料。仓号浇筑时，高程303m拌和系统和高程380m拌和系统运行稳定，未出现故障。
（三）大高差长满管溜管
坝前齿槽左厂①～⑦碾压混凝土，最大仓号面积为8250m2，最大小时浇筑强度为484.5m3/h。原有浇筑手段无法满足浇筑强度要求，项目部结合现场实际情况，专项设计了两组满管溜管，搭设在左厂②下游齿槽边坡，布置高程为240.0m，施工完成后受料平台高程为243.0m。为减少施工干扰，满管溜管两受料斗之间的距离为2.5m。在卸料平台上设置钢管门型架，以防止自卸车卸料时出现倾翻。为了防止堵料，避免管料分离，将受料斗底部弯头由“S”型修改为斜直段弯头。卸料口与仓面距离控制在5～7m，防止骨料入仓出现分离情况。单组满管溜管最低小时浇筑强度可达到120m3/h，足以满足齿槽浇筑碾压混凝土强度要求。而且在施工过程中，满管溜管的稳定性较好，操作简单。
左厂②满管溜管利用型钢将受料斗固定，受料斗向下游倾斜放置，满管通过工字钢制作的门型架加固，每节满管布置一组门型架，底部与插筋焊接，Φ32插筋垂直坡面埋设，入岩1.0m，工字钢之间的支撑采用2∠80×8mm角钢，高程203.0m～230.0m之间的满管离基岩面3.5m，工字钢铅垂布置，槽钢垂直于基岩面布置。具体加固示意图如下：
图1 左厂②坝段满管溜管加固示意图.png)
4 高升层仓内冷却水管快速铺设、精确定位与集中上引措施
对坝基混凝土控制其内部最高温度满足设计要求，埋设冷却水管进行初期通水冷却。冷却管路采用分坝段布置，集中垂直上引方式引入廊道。冷却水管的埋设需满足如下要求：
㈠ 冷却水管为直径32mm的高密度聚乙烯冷却水管。
㈡ 冷却水管必须保证安装精度，单根冷却水管长度控制在250m以内。
㈢ 冷却水管间排距为2.0m×1.5m，采用“U”形卡固定，在局部弯管段加密固定点。
㈣ 混凝土下料时不准直接对着塑料管下料。混凝土浇筑前和在浇筑过程中对已安装好的冷却水管做一次通水检查，通水压力0.3～0.4MPa，如发现堵塞及漏水现象应立即处理。尤其是冷却水管上部第一层碾压混凝土铺料时，避免平仓或振捣设备直接碾压水管，造成冷却水管破裂损坏。
㈤ 冷却水管铺设时垂直水流方向蛇形布置，振动碾开始碾压时垂直水流方向进行，防止水管移位。
㈥ 冷却水管铺设前测量放点，铺设结束后进行复测，现场三检对测量数据进行校核，如有偏差，重新测量放点，冷却水管分四束从下游垂直上引，上引管用红色油漆标注，并测量放线，避开固灌孔。
5 碾压混凝土一次性过廊道措施
左厂①～⑦坝段坝前齿槽在高程210.0m设有一条帷幕灌浆廊道和一条排水廊道。两条廊道将整个齿槽分割为大小不等的三个狭长区域，平仓、碾压设备利用效率较低，为便于施工车辆在坝前齿槽高程215.0m以下仓内通行，左厂⑥坝前齿槽廊道由高程210.0m爬升至高程220.0m段采用型钢支撑一次形成廊道底板支撑，然后安装钢筋及廊道模板，形成门型通道。
同时，由于廊道顶部混凝土比较薄时混凝土初始强度低，廊道顶部混凝土无法承受行驶车辆及碾压设备的冲击力，因此在左厂②帷幕灌浆廊道及排水廊道顶部设置12m宽过车部位，该部位廊道排架间距加密至30cm，同时在廊道顶部混凝土表面铺设型钢平台；为保证廊道过车时不对廊道产生破坏或使廊道变形，廊道边墙50cm及顶拱90～120cm范围内原则上采用变态混凝土，顶拱覆盖1.5m厚且顶拱上部第一层混凝土施工36h后可以过重车。确保廊道施工不发生变形，提高施工机械的效率，加快施工速度。
图2 左厂⑥爬坡廊道加固措施图.png)
6 大仓面碾压混凝土施工组织与仓面工艺研究
左厂①～⑦坝段坝前齿槽碾压混凝土（高程225.0m～240.0m）浇筑方量约为115373m3，浇筑历时共计310.67h，层间覆盖时间平均为6.2h。该仓于2010年5月4日22：20分开仓，5月17日21：00分收仓，平均入仓强度371.37m3/h。
⑴ 条带施工情况
整仓全部采用平层碾压工艺进行施工，铺筑过程遵循了仓面设计的分区和条带划分。分条带、分区域（坝段）摊铺，施工过程中结合入仓手段对大条带分坝段摊铺，保证条带区域明显。
⑵ 坯层摊铺情况
铺筑层厚按34cm控制，从模板上标注的分层线和检测数据来看，碾压混凝土摊铺厚度控制到位。
⑶ 碾压施工及压实度检测
碾压混凝土施工时要求的碾压遍数为：先无振碾压2遍，再强振碾压6遍，最后收面时增加无振碾压2遍。碾压遍数利用振动碾司机翻挂牌方式进行控制，行驶速度不大于1.5km/h（≤25m/min），对碾压遍数采取不定时抽查，在现场配备秒表随时监控振动碾的行驶速度，从抽检的情况来看，振动碾行走速度和压实遍数基本满足要求。碾压混凝土与变态混凝土区域搭接宽度以及碾压搭接宽度，满足相关要求。仓面压实度共检测1650次，现场碾压混凝土压实度检测结果均满足设计要求。
⑷ 层间结合
在配合比设计上，采用有显著缓凝作用的减水剂，延长混凝土初凝时间，保证碾压混凝土能在初凝之前完成上一坯层碾压混凝土的碾压施工。VC值大小对层间结合也有较大影响，仓面VC值控制在3～5S，拌和系统岀机口VC值控制在1～3s，对碾压混凝土拌和物VC值实行动态跟踪，根据气温、风速、蒸发情况适时调整出机口VC值。
⑸ 坯层面覆盖时间
左厂①～⑦坝段坝前齿槽碾压混凝土（高程225.0m～240.0m）各条带层间间歇时间基本控制在7～8h以内。
⑹ 埋件
左厂①～⑦坝段坝前齿槽碾压混凝土（高程225.0m～240.0m）埋件主要有上下游铜止水、并缝半圆管和冷却水管以及各类监测仪器，浇筑过程中铺料和碾压有专人指挥，埋件专人看护，各种埋件未发生因施工而损坏的情况。
⑺ 温度控制情况
① 通水情况
左厂①～⑦坝段坝前齿槽碾压混凝土（高程225.0m～240.0m）15m升层，共布置10层冷却水管，总计159组冷却水管，从5月6日开始通水，通水情况正常。
② 内部温度检测
左厂①～⑦坝段坝前齿槽碾压混凝土（高程225.0m～240.0m）在左厂①～⑦二、三级配碾压混凝土部位共埋设8支温度计，在3～5天内混凝土内部出现最高温度，其值出现后平均每日温度降幅0.05～0.85℃。
⑻ 现场人员设备组织充分
左厂①～⑦坝段坝前齿槽碾压混凝土（高程225.0m～240.0m）连续上升15m，上、下游岩面部位有岩面钢筋，每个坝段的横缝处有铜止水、排水槽和沥青散板以及并缝钢筋和半圆管，开仓前对仓内的各个工序进行了充分的准备，在浇筑过程中，钢筋、模板、止水等安装及岩面清理未影响碾压混凝土正常浇筑。在浇筑强度要求较高的情况下还需铺设冷却水管，因现场人员设备组织充分，各工序衔接比较顺畅，冷却水管在铺设时未对碾压混凝土的铺筑造成太大影响。
⑼ 雨季施工和高温时段施工高度重视
根据现场仓面面积和雨季施工情况，认真做好仓面工艺设计。开仓前，对排水人员、防雨资源及抽排水设施进行认真检查，同时各班根据天气预报情况认真检查和落实每台设备的完好率及数量。仓面排水由吸水管集中抽排至水桶中，再由水泵引排，局部少量雨水由人工用海绵蘸除。在浇筑期间，组织好雨季施工预备人员，遇到特殊情况，快速反应，迅速到位，对仓面积水及时有效引排。雨后排水时，仓面防雨布分区、分块揭开，按照从下游向上游的顺序揭防雨布，并保证集中排水，确保下料区域无积水。
在高温时段，除了用喷雾机固定喷雾外，还在仓面上准备了6条冲毛枪对各条带采用人工动态喷雾，这样既降低了仓面温度，湿润了发白骨料，又保证了仓面温度，使得高温时段正常浇筑，仓面无超温现象发生。
齿槽碾压混凝土收盘后，对仓面进行了压水检查，左厂①～⑦坝段共布置了7个压水孔，孔径为Ф76mm和Ф91mm，孔深5m，孔位由监理现场指定，通过压水检查，各个孔压水结果符合设计要求。
7 基岩渗水和仓面积水快速引排措施及排水设施布置
㈠ 混凝土施工前排水
对于上下游斜坡岩面上存在的较大渗水点，在渗水点处插入多根直径为32mm的高密度聚乙烯管引排至水平主排水管，通过主排水管引排至集水坑，主排水管采用φ108mm钢管。
在左厂②甲块齿槽集水井布置4台8寸水泵，将水送至左厂⑥甲块的集水箱，左厂⑥甲块的集水箱布置2台12寸离心水泵、1台备用8寸离心水泵，将水排至坝前Ⅰ标主集水井，最大排水量为24000m3/天，满足齿槽混凝土施工要求。
㈡ 混凝土施工时排水
混凝土浇筑时，在下料前对即将下料区域进行集中、彻底排水。对上下游岩面渗水部位，在上下游靠近岩面部位顺岩面坡脚线设置临时排水沟，根据需要在临时排水沟内设置小型水泵进行抽排，同时将岩面渗水引至集水坑通过水泵集中排水。现场采用水泵排水与人工排水相结合的方式进行排水。
8 翻转模板的设计与应用
在左厂①～⑦坝段坝前齿槽碾压混凝土（高程225.0m～240.0m）施工中，若采用散模或者多卡平面大模板施工，则每浇筑3m即停仓重新立模，无法满足工期要求，而且需要投入较大的人力、物力和财力；而采用翻转模板，在浇筑的同时可以随浇筑的不断上升提升模板，中间不间歇以达到高升层浇筑的要求，经过研究讨论，为了满足坝前齿槽碾压混凝土施工需要，项目部决定采用翻转模板进行施工。
左厂①～⑦坝段坝前齿槽碾压混凝土（高程225.0m～240.0m）施工中，采用的翻转模板尺寸为2.1m×3.0m，翻转模板主要由模板、围檩支撑、连接件、可调套件和插销等几部分组成，模板面板采用-8mm厚钢板加工，横肋高157mm，横边肋、纵边肋及纵肋高均为112mm，肋板采用-5mm厚钢板加工，连接件主要由槽钢和钢板加工制作，围檩支撑主要由∠63×6的等边角钢组成。
翻转模板可以快速上升，立模简便，简化了模板的加固，节省了材料，增加了模板周转次数，效果显著。
9 固结灌浆时机选择与混凝土施工的关系方面研究
由于开挖交面滞后，向家坝水电站二期工程Ⅱ标段齿槽混凝土浇筑时间推迟至2010年1月开始，如果在高程210.0m完成齿槽固结灌浆施工，因固结灌浆施工需3个月，则齿槽混凝土最早完成时间也将在2010年9月以后，不但造成需在高温多雨季节进行高强度碾压混凝土施工，碾压混凝土施工质控风险增加；同时由于地质条件较差，固结灌浆盖重不够，在向家坝复杂的地质条件下，固结灌浆质量及工期风险将会很大；进而对2010年施工计划的顺利完成造成影响。因此将固结灌浆施工作业面由高程210.0m调整至高程240.0m，固结灌浆混凝土盖重厚度增大至37m。经过优化，实际施工中，向家坝水电站二期工程Ⅱ标段坝前齿槽混凝土于2010年5月浇筑至高程240.0m，2010年6月开始固结灌浆施工，固结灌浆于2010年8月施工完成。
10 结语
向家坝水电站二期工程Ⅱ标段坝前齿槽混凝土于2010年5月浇筑至高程240.0m，2010年6月开始固结灌浆施工，固结灌浆于2010年8月施工完成。有效地避免了高温多雨季节对碾压混凝土的施工影响，增大了固结灌浆混凝土盖重厚度，大大降低了碾压混凝土施工及固结灌浆质控风险，及早解除了齿槽回填对大坝甲块混凝土浇筑上升的制约，为向家坝水电站二期工程Ⅱ标段2010年104万m3主体混凝土浇筑计划的完成打下了坚实的基础。
向家坝水电站二期工程Ⅱ标段坝前齿槽15m高升层碾压混凝土施工的成功实践，为导流缺口坝段及相邻标段采取高升层碾压混凝土施工积累了宝贵经验，现已在向家坝水电站升船机渡槽段基础混凝土、消力池缺陷槽回填混凝土施工中予以推广应用。
作者简介：
王雄武 男（1975-）高级工程师 水电四局有限公司向家坝工程项目部总工程师。
陈 炜 男（1982-）助理工程师 水电四局有限公司向家坝工程项目部技术办副主任。
成印同 男（1979-）工程师 水电四局有限公司向家坝工程项目部技术办大坝科副科长。
论文作者:王雄武,陈炜,成印同
论文发表刊物:《基层建设》2015年29期
论文发表时间:2016/9/19
标签：混凝土论文; 高程论文; 廊道论文; 水管论文; 条带论文; 模板论文; 标段论文; 《基层建设》2015年29期论文;