小灣大壩1#~4#溢流表孔溢流面施工工藝

李成華 周淑英 慈全紅

摘 要：小灣拱壩右岸1#～4#溢流表孔分布在R20#～R24#壩段，每個孔均跨橫縫布置，孔口中心線分別位于20#～23#橫縫上，表孔溢流面均橫跨兩個壩段，通過對溢流面的平順銜接及抹面的質量進行綜合分析，為類似工程施工提供施工依據。

關鍵詞：小灣水電站1#～4#溢流表孔溢流面混凝土施工

1工程概述

小灣水電站位于云南省鳳慶縣與南澗縣交界處的瀾滄江中游，主壩為雙曲高拱壩，最大壩高294.5m，共設計有5個溢流表孔，右岸標段以R23#壩段的左右側分別為4#表孔的右半孔和3#表孔的左半孔，其中3#表孔樁號范圍為S3#-024.500～S3#+014.000，溢流曲線由“橢圓線+冪函數曲線+直線+圓弧+直線”五段組成，堰頂高程為EL.1225m，中心線出口高程為EL.1216.5m，閘墩迎水面為橢圓面，最寬處為16.86m。

工程特點

通過分析表孔結構特征及現場環境，認為溢流面施工難度極大，主要包括以下幾個方面：

⑴ 表孔溢流面為永久過流面，成型后外觀質量要求高，主要采用翻模抹面方式施工，把握恰當的翻模時機，并且保證抹面的質量。

⑵ 表孔溢流面均橫跨兩個壩段，如何保證溢流面的平順銜接。

⑶ 溢流面底板以下灌漿系統、止水、鋼筋及預埋件布置密集，保證此部位混凝土振搗密實。

⑷ 壩體砼標號高（C18040W9014F90250），且在夏季施工，采取合理的溫控措施，嚴格控制好各個環節混凝土溫度，保證各項溫控指標符合技術要求。

混凝土施工

3.1施工分層

本文通過對小灣電站3#溢流表孔溢流面施工進行闡述，以使讀者對小灣電站表孔溢流面施工工藝有基本了解。

3#溢流表孔孔口部位施工分層見圖3-1

圖3-13#溢流表孔孔口部位施工分層縱剖面圖

3.2施工程序

施工縫面沖毛→模板、鋼筋安裝 → 預埋件安裝 → 倉號清洗、驗收→ 混凝土澆筑→ 收面養護 → 混凝土面保護→下一層施工。

3.3模板配置及加固

⑴ 閘墩迎水面

根據表孔結構形式，3#溢流表孔閘墩迎水面為橢圓弧，為了滿足該部位的施工要求，項目部對其閘墩迎水面模板進行了制作設計，新制作模板面板和肋板、邊框分別采用5mm和6mm厚的Q235鋼板制作，模板各構件之間均采用焊接連接，其中肋板、邊框和面板之間采用斷續焊焊接，焊縫長15～20mm，間距60mm～80mm，焊縫高不小于4mm。采用“內拉＋內撐”方式加固。

⑵ 溢流面

根據表孔結構形式，3#溢流表孔進口段為橢圓弧，與“冪函數曲線”下游端相連接的斜直線坡比為1：1.732，對橢圓弧部位配置異形鋼模板，斜直線及其它溢流面切線與水平線夾角大于25°的部位配置組合鋼模（翻模施工），采用“內拉＋內撐”方式加固。

⑶ 側墻部位

根據孔口結構形式和澆筑分層，表孔側墻主要配置3.0m×3.3m系列大鋼模板，采用多卡支架加固。不足以安裝大鋼模板的部位采用覆膜木膠合板，木膠合板及首倉使用大鋼模板（不足以安裝多卡支架）時采用“內拉＋內撐”方式加固。

3.4刮軌設計、安裝、加固及拆除

表孔溢流面為永久過流面，成型后外觀質量要求高，為了精確控制其外觀體型，根據溢流表孔體形圖，項目部對抹面刮軌進行了設計制作。刮軌采用∠50×5角鋼制作。安裝前根據刮軌布置位置在倉內安裝架立筋, 架立筋采用φ32鋼筋，間距不大于1.5m，底部與預埋插筋焊接，頂部焊接φ16螺桿，螺桿頂端須低于收倉線2～3cm，以保證刮軌拆除后螺桿頭不外露。刮軌安裝加固到位并經測量隊復測合格后才可進行混凝土澆筑，澆筑過程中注意保護，不允許施工人員踩踏，以防變形。

混凝土澆筑振搗完成后，使用刮杠（5.0×10cm方木）沿刮軌反復磋動3～5遍，并人工配合鏟料，直至刮平符合要求后，即可通過卸下加固角鋼上部的螺母將刮軌拆除，拆除后的刮軌統一碼放在指定地點，做好保護，以便后續周轉使用。

3.5 混凝土澆筑

3.5.1 基本要求

⑴ 備倉工作完成后先按驗收程序項目部內部組織驗收，保證倉號內模板、鋼筋、灌漿管路、冷卻管路、金結一期埋件等安裝符合設計圖紙要求，并結合倉面情況、天氣預報等進行詳細的倉面混凝土澆筑工藝設計，填寫澆筑工藝流程圖表等。

⑵ 內部檢查驗收合格后申請監理工程師驗收，合格并簽發“單元工程驗收合格證（開倉證）”后，進行混凝土澆筑。

⑶ 混凝土澆筑保持連續，上下坯層混凝土覆蓋允許間歇時間要求控制在4h內，若因故超過允許間歇時間，但混凝土能重塑者（將混凝土用振搗器振搗30s，周圍10cm內混凝土能泛漿且不留孔洞者），可繼續澆筑。

⑷ 澆筑過程中及時用水舀子將倉面砼泌水排除。

3.5.2 鋪料方法及級配分布

考慮纜機澆筑強度和混凝土坯層允許間歇時間要求，砼澆筑采用平鋪法。第一坯層澆筑厚度40cm的三級配富漿砼，第二坯層及以上主要澆筑二、三級配砼，坯層厚度為50cm。孔口溢流面、止水周邊及鋼筋密集部位澆筑二級配混凝土。

3.5.3 平倉與振搗

⑴ 表孔溢流面、上游檢修門槽、下游閘墩、止水（漿）片周邊和鋼筋密集部位等采用人工進行平倉和振搗，倉號中間結構較簡單部位采用機械平倉振搗。平倉振搗設備根據倉面情況和澆筑強度進行配置，并配置足夠數量的手持式振搗棒和軟軸振搗棒。

⑵ 入倉混凝土按先平倉后振搗的順序進行施工。如卸料后存在粗骨料堆積，人工采用鐵耙子分散骨料并均勻地分布至砂漿較多處，不得用水泥砂漿覆蓋，以免造成內部架空。

⑶ 振搗施工時，按“快插慢拔”要求進行，并控制振搗時間，避免過振、欠振。振搗結束時間一般以粗骨料不再顯著下沉，并開始泛漿為準，具體時間根據砼拌和物實際性能現場確定。采用振搗臂振搗時，振搗棒垂直插入混凝土中，且棒頭插入下層混凝土5cm～10cm。采用手持式振搗棒振搗時，振搗棒應近乎垂直插入混凝土中，且棒頭插入下層混凝土5cm，振搗棒插入混凝土的間距不超過振搗有效半徑的1.5倍。

⑷ 止水（漿）片周圍澆筑時，人工將大粒徑骨料剔除，并安排專人精心振搗密實；模板周邊、下料點接茬處、兩臺纜機的下料接頭位置，適當延長振搗時間。

3.5.4 混凝土溫控措施

⑴ 澆筑安排與砼拌制

開倉時間盡量組織安排在下午4∶00點以后，即充分利用夜間氣溫低的時候進行混凝土澆筑。加強拌和樓各個環節管理，優化制冷與拌和工藝，保證拌制的砼出機口溫度在設計參考值7℃以內，拌制強度滿足澆筑強度要求。

⑵ 運輸過程控制

加強自卸車水平和纜機垂直運輸管理，以及兩者之間的快速銜接，即保證自卸車車內砼及時卸到砼立罐里，立罐內砼及時吊運到澆筑倉面。在白天天氣晴朗且太陽照射強烈澆筑時，啟動自卸車頂部活動式遮陽棚，控制砼在運輸途中的溫度回升。

⑶ 澆筑過程控制

在倉面左右兩側模板上口各均勻架設2～3臺噴霧機，在白天氣溫較高（超過23℃）或日照強烈時及時進行噴霧降溫，降低澆筑倉面周邊氣溫。

混凝土振搗密實后，在澆筑混凝土坯層表面覆蓋一層專用保溫材料（雙層聚氯乙烯卷材外包防水塑料布）進行隔熱保溫。下料時揭開，振搗完畢后及時恢復。

各施工環節統一調度，緊密配合，提高運輸車輛和纜機的效率，縮短砼運輸及卸料時間，入倉后及時進行平倉、振搗，提高砼澆筑強度，最大限度地縮短坯層覆蓋間歇時間。

通過上述措施，控制砼從出機口至振搗密實的溫度回升不大于4℃。

⑷ 一期通水冷卻

根據《拱壩混凝土溫控施工技術要求》（B版）、《拱壩混凝土通水冷卻施工技術要求》（C版）及現場實際情況，該部位混凝土冷卻水管間距擬按1.0m×0.8m（垂直×水平）控制，根據倉號結構特點，對鋼筋、預埋件密集致使澆筑中鋪設難度較大部位可采用DN25黑鐵管提前架設好，局部體形較狹窄部位可按照順流向布設。通水冷卻從倉面混凝土開始澆筑時即通水，一期冷卻水的水溫控制在8～9℃左右，通水時間不少于21d，通水冷卻前10天混凝土降溫速率每天不超過1℃，單根冷卻水管的通水量控制在1.2～1.8m3/h；10天后，降溫速率每天不超過0.5℃，單根冷卻水管的通水量控制在0.5～1.2m3/h，水流方向每24h換向一次，一期冷卻進口水溫與混凝土最高溫度之差控制在20℃以內，相關冷卻參數嚴格按《拱壩混凝土通水冷卻技術要求（第C版）》標準控制。

為指導通水冷卻，前2～3倉溢流表孔施工時，在溢流面部位埋設一組測溫管進行測溫；通水期間安排溫控人員做好溫度及流量檢測，并及時建立臺賬。溫度和流量觀測頻次按1次/4h進行控制，以便能夠及時掌握各項數據，并依據觀測數據對各項通水冷卻參數進行動態調整。

⑸ 溫度檢測

砼澆筑時，安排測溫人員對外界氣溫、倉內氣溫、混凝土原材料（粗骨料）、砼出機口、入倉及澆筑溫度進行檢測，檢測頻率每4h一次，并做好記錄。溫度檢測主要通過埋設溫度計進行測溫，溫度計使用前須進行率定。每澆筑坯層不少于3個測溫點，測溫點均勻地布置在澆筑層面上，做好測溫記錄并及時上報。

3.5.5 溢流面部位翻模抹面施工

為有效消除過流部位混凝土表面氣泡，提高混凝土成型后外觀質量，采用翻模抹面工藝施工。根據3#溢流表孔結構體形特點以及結合前期翻模抹面施工經驗，擬對以下部位采用翻模抹面工藝進行施工：表孔溢流面上游進口橢圓段安裝定型鋼模板部位；“冪函數曲線”下游段及圓弧段上游與水平線夾角大于250部位，坡比為1：1.732的斜直線段。

上游進口橢圓段翻模部位安裝定型鋼模板，其余翻模施工部位安裝組合鋼模及刮軌樣架，為方便混凝土澆筑過程中的下料和振搗，備倉過程立模時沿高度及左右方向間隔2m左右預留出下料孔和振搗孔，下料完成后振搗過程中進行封堵，防止混凝土振搗時向下坍塌。

為便于控制翻模時間，應盡量縮短翻模部位混凝土澆筑時間，可采用先澆筑大面，在保證接茬部位不初凝前提下將翻模部位混凝土連續澆筑2～3個坯層的方式施工。

混凝土澆筑完成后，結合現場氣溫、來料坍落度、混凝土初凝時間試驗資料等因素現場確定翻模時間，在混凝土初凝之前且不致坍塌時，人工將模板拆除，一般控制在6h左右，模板拆除后對混凝土表面進行精細抹面并拆除刮軌樣架以及將外露的拉桿頭、鐵件頭割除。

結束語

小灣水電站溢流表孔溢流面施工，結合了結構自身特點及現場施工環境，采取上述施工措施和方法，保證了溢流面的施工進度及質量，解決了溢流面的平順銜接和抹面的施工難題，為后期同類工程施工奠定了基礎，為以后類似的澆筑施工提供經驗。

作者簡介：

1、李成華女（1979-） 助理工程師中國水電四局第五分局小灣項目部技術辦副科長

2、周淑英女（1973-） 工程師中國水電四局第五分局小灣項目部合同管理辦公室

3、慈全紅男（1970-） 助理工程師中國水電四局第五分局小灣項目部綜合隊副大隊長

注：文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。