三里坪大壩泄洪中表孔混凝土施工

劉 斌

（中國水電建設集團第十五工程局有限公司 陜西 西安 710065）

1 工程概況

三里坪大壩位于湖北省房縣境內，工程為Ⅱ等大（2）型工程，主要建筑物為2級，攔河大壩由碾壓混凝土對數螺旋線拱形雙曲拱壩、泄洪表孔、泄洪中孔等組成。設計壩頂高420m，大壩底部高程287m,最大壩高133m。

大壩中孔設計2孔，孔高8m，孔寬5m，高程EL360m～EL368m，上下游均為懸挑結構，最大懸挑長度25.51m。表孔設計3孔，孔寬12m，底坎高程EL408m，最大懸挑長度15.46m。混凝土總量7.7萬m3，鋼筋制安3200t。

泄洪表孔底坎高程為EL408m，孔寬12m，設計為3孔。每孔安設弧形工作閘門。在上下游均為懸挑結構，上游懸挑長度為15.46m，坡比為 1.5∶1下游懸挑長度12.42m，坡比為1∶2。上游最大懸挑斜長27.87m，最小斜長7.48m。下游最大懸挑斜長13.89m，最小懸挑斜長2.36m。2#表孔左右邊墩為中孔上游事故檢修閘門閘墩。

2 施工規劃

大壩下游EL290m高程安裝一臺QTZ7052型塔式起重機，用于泄洪中、表孔常態砼輔助澆筑入倉及鋼筋、模板等施工材料垂直運輸。在中孔EL356m～EL374m和表孔EL394m～EL420m分別架設二條高空皮帶機作為混凝土入倉的主要方法。

3 施工方案

中、表孔混凝土施工方案基本相同，本文著重講述中孔混凝土施工方法。

中、表孔混凝土關鍵是懸挑段混凝土施工，根據工程現場施工條件對幾種施工方案進行了比較后選用了具有多次成功經驗的“預制混凝土模板孔施工方案”，另增加了工字鋼預制件預埋方案，確保混凝土內部澆筑質量。此施工方案優點是施工速度快、施工質量高、施工成本低，相互干擾小，并且可以滿足設計要求。具體施工方法是在下層混凝土施工時在混凝土中每1.5m預埋一根工字鋼，外漏0.5m，埋入混凝土中1m，然后外部再連接3.5m長工字鋼，工字鋼總長度為5m，伸入混凝土1m外露4m。在外露工字鋼端進行打孔，在底部混凝土達到一定強度后，進行上部工字鋼連接加高。連接方法采用夾板螺栓連接的施工方法，并對夾板兩側進行焊接。在工字鋼連接完畢后開始安裝預制混凝土模板，預制混凝土依靠工字鋼進行加固，由于工字鋼高度較大，對工字鋼也需要進行加固，以防止在施工時工字鋼發生變形，引起預制模板的位移。澆筑混凝土時是斜層施工，因此對工字鋼的加固不只是前后的加固，還要考慮由于混凝土不是水平上升，引起的工字鋼發生左右偏移的加固。預制混凝土模板安裝的高程由于兩孔起弧線不一致，為了能夠統一施工，相貫線附近的混凝土采用外部預埋工字鋼進行現澆施工。

這種施工方案的優點是可以保證混凝土平層上升，響應了設計要求，不需要預留鍵槽和加固用的插筋，施工進度由于可以保證平層上升，也可以得到保證，人員全部在倉內施工，安全得到保障。

其他方案包括：方案一，滿堂架施工方案；方案二，孔內混凝土錯臺施工方案；方案四，外部全部懸挑工字鋼施工方案。以上四種方案主要材料對比見表1。

4 模板施工方案

本工程設計結構較復雜，體型樣式多變，對于模板的質量、安裝要求比較高，針對工程設計，采取多種模板形式，以保證設計意圖與建筑物的外觀質量要求。

表1 四種施工方案材料用料表

（1）模板的鋼筋拉條無彎曲，直徑采用12mm拉筋，拉條與錨環的連接牢固，拉條與混凝土面呈40°為宜。

（2）組合鋼模板橫、豎圍檁均采用兩根φ48×3.5mm鋼管，豎圍檁間距75cm。當豎圍檁采用單根鋼管時，其間距為37.5cm。鋼模板與圍檁之間用M12鉤頭螺栓、3形扣件連接。每塊模板上使用8個U形卡。多卡模板兩塊之間使用大U形卡連接，U形卡數量不少于4個。

（3）模板與混凝土搭接部位、各塊模板接縫處均粘貼雙面膠，防止振搗時漏漿，以保證混凝土表面的平整度和混凝土的密實性。建筑物分層施工時，逐層校正下層偏差，確保建筑物全高偏差滿足設計要求。模板之間的拼縫采用原子灰刮平。待原子灰硬化后表明再涂刷一道清漆，確保兩塊模板之間拼縫嚴密、平整、不漏漿。

（4）進口段曲面模板方案。本工程進水口的曲面方程為：進口地板為1/4圓面，圓半徑R=2m；側面為1/4橢圓曲面，橢圓方程為X22/3.32+Y22/1.12=1；頂面為近似1/4橢圓曲面，橢圓方程為X12/82+Y12/2.672=1。根據《三里坪水利水電樞紐大壩砼施工技術要求》相關技術條款，孔口體型復雜且其工程量較小，定型鋼模板都是一次使用，不能周轉使用，為降低成本、便于操作，采用木模板方案，鋼木加工廠加工，現場精確放樣定位加固。圓曲面模板分為四組制作，平均每塊高度0.785m，長度1.8m,四塊為一組，每組總長度7.2m，共制作8套。側面橢圓曲面模板一組分為8塊制作，每塊高度1.5m，長度0.5m～0.8m，共制作4套32組。頂面橢圓曲面模板一組分8塊制作，每塊高度0.5m～0.8m,長度1.5m，共制作2套16組。制作形式：面板采用3cm厚木板，肋條采用5cm厚木板制作，肋條間距50cm，肋條要求放樣制作，2吋鐵釘將3cm厚木板定于肋條上，要求木板縫隙控制在2mm以內。所有形式曲面模板均在現場安裝時采用0.5吋鐵釘將0.4cm厚復合木板釘在3cm木板內側，固定牢靠，以使混凝土澆筑過程中不會出現漏漿現象，也能保證混凝土表面的平整度。

現場安裝前，測量人員精確放樣，現場施工人員積極配合。TCR702全站儀每50cm一個斷面，斷面必須垂直孔身軸線，每個斷面內放樣間距0.6cm，根據各自曲面長度情況布置放樣點數。采用Φ12鋼筋焊接在測量放樣點位之上，根據測量放樣成果，精確控制高程或者水平軸距，并用油漆等做醒目標記。用線繩將同一斷面內的進行連接校核，若無誤，則采用Φ12鋼筋將同一斷面內標記進行連接焊接，作為模板支撐鋼筋，要求焊接牢靠。若有問題則重新逐個檢查各放樣點測量放樣成果或者操作誤差。支撐鋼筋焊接完成后測量人員隨即進行檢測校核，最后開始進行模板安裝工作。

5 砼分層澆筑施工方案

混凝土澆筑主要有以下問題：倉面面積較大、環境制約因素多、入倉方式受制約、入倉強度低等因素。根據這些原因，在現場施工時EL356m以下上下游是斷開的，各自獨立澆筑，EL356m以上通倉澆筑，澆筑方案為自上游向下游推進澆筑。

由于在中孔位置按照設計要求沒有垂直分縫，所以混凝土澆筑倉面過大。按照臺階方式計算，每層臺階寬度3m計算，每小時需要混凝土180m3，混凝土初凝時間只有2小時，總的拌合能力可以達到120m3/h。在EL356m～EL360m和 EL368m～EL373.95m高程混凝土通倉澆筑時，不能滿足施工要求180m3/h的需要，所以施工時在混凝土澆筑層在EL357m～EL360m段修改為1.5m一層；在EL360m～EL368m段由于中孔孔身將此段分為三段，所以澆筑層厚改變為2m；在EL368m～EL373.95m由于混凝土斷面有所縮小，將混凝土澆筑層厚修改為2m一層，混凝土澆筑強度降低為120m3/h以內，混凝土拌合能力可以滿足施工要求。

6 砼澆筑入倉方案

（1）EL345m～EL356m澆筑施工方案

砼入倉主要采用自卸車運輸砼，塔吊入倉。

（2）EL356m～EL374m砼澆筑方案

因中孔左右混凝土澆筑量較大，在施工中采用皮帶機配合入倉為主，局部邊角部位塔吊配合入倉的施工方案。

（3）同一倉內變級配、變標號砼施工方案

根據設計圖紙要求，從砼澆筑分層分塊原則上，堅持分層高度控制在設計要求的變級配、變標號砼分區界線上，有利施工有力操作。無法調整的水平向變級配、變標號砼澆筑，施工前做好配合比的交底工作，做到心中有數，現場交底清楚，測量人員在鋼筋或模板上標記清楚，防止混亂施工。施工過程中從一邊開始進占施工，在需要變配合比的位置，形成鋸齒狀結合，保證平均厚度達到設計要求。改變配合比位置的混凝土要和其接觸的混凝土必須是同層澆筑，不能形成大的錯臺，使混凝土級配分界線不明，造成材料浪費或不能保證施工質量。

7 結語

湖北三里坪碾壓混凝土大壩泄洪中、表孔常態混凝土在工程施工中，經過詳細認真的分析、計算，多種施工方案的比較，最終確定使用預制混凝土模板孔內預埋工字鋼的施工方案。采用皮帶機入倉為主、塔吊進行配合的混凝土澆筑方案，使中、表孔混凝土施工有序進行，質量滿足設計要求，各節點目標按計劃完成，在保證施工質量的前提下加快施工進度并節約工程投資，為今后同類工程的施工提供了借鑒經驗。陜西水利