實例探析水庫除險加固工程防浪墻施工技術

田如軍

(松桃苗族自治縣水務局，貴州 松桃554100)

1 工程概況

青山灣水庫位于松桃縣木樹鄉治塢村，距縣47 km，屬烏江流域三級支流－沙灘河的上游。有松桃縣－長興鎮－治塢村的公路從壩頂通過。水庫距長興鎮15 km，交通較為方便。

青山灣水庫壩址上游集雨面積4.7 km2，大壩為均質土壩，壩高21.5 m，總庫容58.4萬m3，正常蓄水位以下庫容41.0萬m3，興利庫容24.0 m3，死庫容17.0萬m3，屬小(2)型水庫。水庫以灌溉為主，兼以防洪。灌區涉及治塢村、潮水灣組、水塘組，設計灌溉面積51 hm2，保證灌溉面積24 hm2，防洪保護人口563 人。

大壩為均質土壩，壩高20.22 m，壩頂寬3.2 m，底寬101.78 m，壩頂長56.0 m，壩頂高程458.37 m，上游壩坡為毛石塊石護坡。

溢洪道位于大壩左岸，為岸坡開敞式溢洪道，其堰型為實用堰。堰頂高程455.17 m(壩頂以下3.2 m)，堰頂寬6.3 m。

原壩頂高程為458.37 m，但校核洪水位為459.56 m，所以應加高壩頂1.19 m，壩頂高程459.67 m，壩頂寬度由原3.2 m調整為4.0 m并采用泥結石路面(在加高后的壩頂上先何用10 cm碎石墊層，再填筑10 cm厚的泥結石路面)，壩頂增設防浪墻，大壩防浪墻高度為1.0 m，防浪墻厚0.3 m，斷面采用“L”型布置，采用C15混凝土澆筑，每隔15 m設置一道伸縮縫。壩頂下游面設置0.2 ×0.2 的C15混凝土排水溝。由于壩頂有過車要求，同時設置了排水溝和防浪墻，防浪墻高程為460.67 m，符合設計要求。

2 防浪墻施工技術要點

2.1 測量放線

根據設計圖紙提供的大壩坐標控制點，按照《水利水電工程測量規范》(SL52—93)規定，在首級網的基礎上，采用軸線法沿壩頂建立防浪墻平面控制網。壩軸線上的控制點建立完成后，設固定標志進行保護，按先疏后密的原則，逐步完成，最終的軸線控制點間距以滿足施工需要為主，不宜過大。

壩頂已基本填筑完成，通視條件較好，應選擇良好的天氣狀況，避免大風、大氣對測量誤差的影響。

根據施工需要，防浪墻沿軸線方向共布設10個控制點，細部放線，每一段墻身均使用全站儀放出中線及分倉線，使用水準儀在底板上放出墻身高程控制點，并以此為控制線在混凝土底板上彈出立模板邊線，便于控制模板位置及高程［1］。

2.2 模板制作安裝

為保證現澆混凝土(防浪墻)的施工質量和工程進度，計劃采用整體定型大鋼模板，利用8t 汽車吊車吊裝，人工配合就位。

2.2.1 模板設計

平面整體定型大鋼模板設計首先進行荷載計算、分析，考慮新澆筑混凝土對模板的側壓力、施工人員及施工設備自重、振搗混凝土產生的荷載和傾倒混凝土產生的荷載。然后確定結構計算要求和力學模型，分別采用如下:

2.2.1.1 面板

面板用于成型，由剛度要求控制，要確保面板在小撓度內工作，參照《組合鋼模板技術規范》(GBJ214—89)的規定，采用f =L/500 mm。面板由肋支撐，按連續梁計算內力。采用5 mm鋼板。

2.2.1.2 橫肋

肋以支腿作為支撐，與鋼面板有效焊接，以傳遞剪力，但為安全起見，計算視其為單獨工作。力學模型也采用連續梁。橫肋采用80 ×8 角鋼和8#槽鋼。

2.2.1.3 對拉螺栓

對拉螺栓是模板用于側墻時，它承擔混凝土對模板的全部水平力，以保證模板不發生水平位移，其布局主要根據現澆混凝土側壓力分布。擬使用工具式套管拉桿，計算模型采用軸心抗拉。采用m20絲杠［2］。

2.2.1.4 支撐

支撐系統主要將混凝土對模板的水平分力傳遞給地基，并加強裝配式模板的整體穩定性。主要采用8#槽鋼，形成整體支撐系統。

2.2.2 模板裝配

根據設計紙，首先進行模板的裝配設計，然后再進行各組件的加工，進行詳細編號，運到現場后拼裝。

防浪墻墻身模板分為上下游墻面模板、兩端堵頭模板共四塊，根據已彈好的模板邊線，利用8t 汽車吊車配合人工，首先使上下游墻面模板就位并校核準確，再安裝兩端堵頭模板并固定止水及填縫用低發泡塑料板，最后校核位置尺寸無誤后用對拉螺絲緊固，并在兩邊用纜風繩拉好［3］。

2.2.3 模板拆除、清理

澆筑混凝土完成后，間隔時間≥36 h開始拆模，拆模使用2 臺1 ～3 t的千斤頂在模板上口處，緩慢加力撐開模板，利用8 t吊車吊離混凝土面，拆模過程中應細心操作，避免碰傷防浪墻邊角，應注意安全，避免機械傷人。如果在頂撐模板時出現單側模板脫離，另一側模板采用2個3 t手動葫蘆拉開。

鋼模板在每次使用前后進行清理，以方便拆模和防銹，減少鋼模板與混凝土面的吸附力。清理完成后在表層涂擦一薄層新鮮機油，作為脫模隔離材料。

模板拆除時限，除符合施工圖紙的規定外，還按照下列規定:不承重側面模板的拆除，應在混凝土強度達到其表面及棱角不因拆模而受損壞時，方可拆除。

2.3 鋼筋制作安裝

本標段所有鋼筋原材料運到工地后，均卸于鋼筋加工場內。在加工場加工制作成為半成品，再由5 t載重汽車運至施工現場，在倉內先進行鋼筋綁扎、焊接，再立模。

加工前將鋼筋表面油漬、漆污、銹皮、鱗銹等清除干凈。鋼筋應平直，無局部彎折，調直偏差小于全長的1%，鋼筋調直后其表面傷痕不得使鋼筋截面積減少5%，鋼筋調直冷拉率＜1%。

防浪墻鋼筋成型以綁扎為主，在墻體豎筋、下部斜角鋼筋固定處采用點焊，避免墻身鋼筋出現偏移，影響上部結構模板安裝。

局部采用單面搭接焊，焊縫長度為10 倍主筋直徑。鋼筋采用綁扎接頭時，受拉鋼筋的搭接長度≥1.2 La，且≥300 mm;受壓鋼筋的搭接長度≥0.85 La，且≥200 mm。

鋼筋的安裝位置、間距、保護層及鋼筋尺寸均應符合設計圖紙，其偏差不得超過有關規定。鋼筋網片的加固和支撐以施工規范的要求為準。

為保證混凝土保護層的厚度，每隔1 m左右在鋼筋上焊接短鋼筋或用墊塊支撐，在墻頂下1.2 m處設立一排，在頂口每隔1 m左右在鋼筋網設U 型活動式口撐，保證上口鋼筋位置，澆至上口30 cm時再去掉口撐。

2.4 混凝土拌制、運輸

拌制混凝土時，嚴格按照現場試驗室提供并經監理人批準的混凝土配料單進行配料，不得擅自更改配料單。

混凝土使用壩右端電站拌和站集中拌制，3 m3混凝土罐運輸汽車運輸至工作面，卸到活動平臺上，由人工翻至倉面操作平臺上入倉。

施工前，結合本工程的混凝土配合比情況，檢驗拌和設備的性能，如果與實際不適應，立即調整混凝土的配合比，并報告監理人批準。

根據拌和、澆筑能力等情況相協調，混凝土在運輸過程中不能發生分離、漏漿、嚴重泌水等現象，嚴禁混運兩種以上標號的混凝土。

運輸時間有以下3 點要求:

1)夏季不超過30 min。

2)春秋季不超過45 min。

3)冬季不超過60 min。

2.5 澆筑、抹面、養護

防浪墻混凝土澆筑分兩次完成，第一次澆筑至底板上面(厚30 cm)，第二次澆筑至墻體上頂面，燈柱單獨澆筑。

混凝土開始澆筑前8 h(隱蔽工程為12 h)，通知監理人對澆筑部位的準備工作進行檢查，檢查內容包括:地基處理、已澆筑混凝土面的清理以及模板、鋼筋、插筋、預埋件、止水和觀測儀器等設施的埋設和安裝等。

二次混凝土澆筑前，對施工縫的已澆筑混凝土表面進行鑿毛，沖洗干凈，并保持濕潤，但無積水。經監理人檢驗合格后，方可進行混凝土澆筑。

混凝土澆筑層厚度根據攪拌、運輸和澆筑能力、振搗器性能及氣溫因素確定，并要滿足招標文件技術條款的要求，控制在30 ～50 cm。如圖1 為防浪墻澆筑分倉示意圖。

圖1 防浪墻澆筑分倉示意圖

3 防浪墻混凝土的防裂處理

本工程防浪墻屬大體積混凝土，當地氣溫變化快，混凝土的防裂是一個突出問題，針對本工程特點，主要采取以下防裂措施:

3.1 降低水化熱溫升

降低水化熱溫升的方法有以下3 點:

1)選用低水化熱水泥。

2)通過摻加粉煤灰來實現降低水泥用量，粉煤灰摻量控制在15% ～20%。

3)使用三級配粗骨料降低水泥用量。

3.2 減小混凝土內外溫差

減小混凝土內外溫差的方法有2 點:

1)降低混凝土入模溫度。控制原材料的溫度，盡量利用夜間和早晨施工;采取措施控制混凝土拌合和運輸過程的升溫;夏季澆筑混凝土時可采用拌合水中加冰冷卻，以降低入模溫度。

2)澆筑時混凝土中心少筋位置設置降溫孔，進行二次補澆或埋入冷卻水管。防浪墻澆筑時摻加塊石。

3.3 提高混凝土抗裂能力

提高混凝土抗裂能力有以下3 點:

1)采用微膨脹混凝土:在混凝土中，摻入少量膨脹劑，達到補償收縮的作用，降低水化熱溫升，提高混凝土抗裂能力。

2)加強灑水養護，以防止混凝土早期干縮，提高混凝土的抗裂能力。

3)提高混凝土施工質量，合理組織生產，精心施工，提高生產管理水平，使混凝土離差系數得到有效控制，從生產的各個環節都要把好質量關，提高混凝土質量。

3.4 及時切縫

根據類似工程經驗，在面層中合理切縫，可以大大減少面層裂縫，提高混凝土的表觀質量。

［1］左奎孟. 淺談防浪墻施工技術在燕山水庫樞紐工程中的應用［N］. 河南水利與南水北調.2013(20):23 －24.

［2］文日超，賀光輝. 水工混凝土施工溫度與裂縫預防［N］.伊犁日報(漢).2006(08):90 －91.

［3］張清漢. 滑動模板在陸渾水庫加高防浪墻施工中的應用［J］. 人民黃河，1980(05):34 －35.