梨園水電站面板混凝土施工工藝及方法

(中國人民武裝警察部隊 水電第二支隊，安徽 合肥 231100)

1 工程概況

梨園水電站位于迪慶州香格里拉縣(左岸)與麗江市玉龍縣(右岸)交界河段，是金沙江中游河段規劃的第三個梯級電站，上游與兩家人水電站相銜接，下游為阿海水電站。梨園水電站工程屬一等大(1)型工程，主要永久性水工建筑物為1級建筑物。工程是以發電為主，兼顧防洪、旅游等綜合利用效益的水利水電樞紐工程。樞紐建筑物主要由面板堆石壩、右岸溢流道、消力池、左岸引水發電系統、岸邊主副廠房、左岸泄洪沖沙洞等組成。水庫庫容為7.27億m3，電站裝機容量240萬kW(4×60萬kW)。

混凝土面板堆石壩壩頂高程1 626.0 m，趾板最低高程1 471.0 m，最大壩高155 m。壩頂長約525.328 m，壩頂寬12 m。

梨園水電站大壩上游主要防滲結構為鋼筋混凝土防滲面板。面板底部高程1 471 m，頂部高程1 623 m，面板總面積為87 590 m2，每隔12 m設一條垂直伸縮縫，面板分兩期澆筑，采用4套無軌滑模多部位同時澆筑。面板厚度為0.4～0.81 m，表面坡比1 ∶1.4。面板混凝土為C25，防滲等級W12，抗凍等級F100。

梨園水電站面板為兩期面板同時施工，大壩面板從趾板位置距壩頂垂直高度152 m，斜長263 m，從壩頂一次性對這種長度的面板進行施工，國內尚無先例，在施工技術及安全管控上出現了一系列難題。

2 施工準備工作

2.1 無軌滑模設計及制作

(1)滑模除有足夠的自重外(不小于10 t)，應再設配重水箱，以克服混凝土振搗時的浮托力；

(2)滑模要有足夠的剛度，以保證在下放和上拉時不扭曲，中間撓度不超過5 mm；

(3)滑模設置了安全可靠的操作平臺，包括上部的行人走道及后部的抹面平臺；

(4)滑模設計時要滿足新澆混凝土的保溫、養護要求。

面板混凝土澆筑塊寬度為12 m，需制作長度為14 m的無軌滑模。滑模兩端各挑出1 m，挑出端設行走輪，為滑模下放時使用。滑模底部滑板由寬1.2 m、厚20 mm的鋼板制作，用箱形梁與底模焊成整體。頂部設操作平臺，尾部設抹面平臺。頂部與牽引鋼絲繩連接，滑模行走用布置在壩頂上的卷揚機牽引。詳見圖1。

2.2 側模制作

側模采用厚5 cm的枋木板制作，每節長度為3.0 m，用∠50×50×5 mm角鋼鉆孔后通過螺栓拼裝連接，側模頂部加63號槽鋼鉆孔后用螺栓與木模頂面連接，使滑模在滑行時減少摩擦阻力，也不致損壞木模。按照B=(0.4+0.002 7H)-δ(δ為止水材料厚度)計算單節模板兩端的高度，并按從上到下的順序編號，同時注明阻力的方向及左右側。

2.3 溜槽制作

面板混凝土澆筑時混凝土垂直輸送采用溜槽方案。溜槽為“U”形槽，底寬20 cm，底長40 cm，每節長2.0 m，溜槽頂部設連接掛鉤，與上層鋼筋連接。頂部設2.5 mm厚鐵皮蓋板。溜槽選用1.2 mm的厚鐵皮制作。

2.4 人行爬梯制作

為了確保面板澆筑時，施工人員上下安全方便，需制作人行爬梯。爬梯踏步為木結構，寬度1.0 m，每節長1.5 m，踏板厚度5 cm，扶手用鋼管制作。

2.5 卷揚機底座及配重塊制作

運料小車及滑模的運行由安裝在壩頂平臺上的卷揚機牽引。為便于卷揚機的安裝、就位、移位，用I20工字鋼制作底座，以便固定卷揚機。

為了滿足滑模運行時卷揚機的安全，穩定，在卷揚機底座后部加混凝土配重塊，并設固定錨。每臺卷揚機的配重為14 t。

3 施工順序及方法

3.1 技術交底

為確保面板混凝土澆筑的質量和施工安全，在面板混凝土施工前對施工人員進行技術交底，內容包括設計要求、施工方法、工期要求、安全質量要求等。

3.2 施工放樣

測量放樣的內容包括：擠壓邊墻的平整度測量，塊號分縫測量，側模高度放樣，鋼筋頂層高度檢查等。

3.3 爬梯安裝

爬梯安裝在倉號外側1.5 m處，每一節爬梯都采用短錨筋固定在坡面上，每節爬梯之間用鋼筋掛鉤連接，最后將安全扶手安裝穩固。爬梯用運料小車運至工作面底部，自下而上安裝。

3.4 砂漿墊層鋪筑

由于存在沉降和施工缺陷，擠壓邊墻局部不平整，砂漿墊層的作用是對銅止水下部進行抹平。鋪設時，兩邊模板上要放出明顯的控制線，每隔1 m左右在側面模板上釘上釘子，以控制其表面平整。砂漿從壩體頂面用溜槽輸送至下部，從下至上連續鋪筑。

3.5 瀝青砂墊塊安裝

瀝青砂墊塊主要安裝在與趾板接縫處，根據墊塊設計尺寸，由人工將已預制好的瀝青砂墊塊放置于預留槽內，接縫處要平整。在全部安裝達到標準后灌注瀝青。

3.6 銅止水處理和復合橡膠板安裝

先使“F”型止水的鼻坎露出一半，然后在銅止水表面粘貼復合橡膠板，復合橡膠板采用現場硫化的方法進行連接。

銅止水片的“<”、“T”、“+”等異型接頭整體沖壓成型，周邊縫“F”型止水片在拆除保護罩后安排專人檢查是否有損壞、變形，如有損壞和變形，安排專人修補焊接，校正變形至設計形狀。

3.7 側模安裝

根據施工工期及最佳經濟成本計算出所需側模套數，循環使用。

側模安裝時，根據塊號最低點高程及設計坡比，確定起始點側模的高度，然后連續安裝至面板的頂部。

3.8 鋼筋制安

鋼筋在加工廠制作，現場進行安裝。鋼筋安裝前，根據測量放樣安裝架子筋。按照施工圖紙安裝底層鋼筋及頂層鋼筋。最后進行模板校正和鋼筋保護層檢查，保證達到規范要求。

3.9 接地網敷設

大壩主接地網采用-80×6 mm的鍍鋅扁鋼，接地網敷設在防滲面板中，待面板鋼筋安裝完畢后，將鍍鋅扁鋼按設計網格尺寸緊貼于底層鋼筋頂面，每隔3.0 m點焊于鋼筋上，扁鋼接頭搭接20 cm，四周均滿焊。穿過伸縮縫時，將接地扁鋼彎成∠90°直角，緊貼于側模上，用釘子固定，作好記號。脫模后再拉直與相鄰塊的扁鋼焊接在一起。在二期面板澆筑時，將所有的接地扁鋼均露出面板頂部1.0 m，以便與壩頂接地網連接。

3.10 壩頂牽引卷揚機安裝

每臺滑模保證兩臺卷揚機一并牽引，同時在卷揚機基座上壓鋪1.5 m×1.5 m×1.5 m的預制混凝土配重塊，底座用錨桿打入地下1 m固定，對鋼絲繩進行巡視檢查并經常保養，時刻檢查連接滑模處，保證卷揚機施工安全。

3.11 滑模下放和就位

先用40 t履帶起重機吊起至指定位置處，再將卷揚機鋼絲繩與滑模用卡扣連接牢固，安裝行走輪，行走輪要高于側模0.2 m。由專人統一指揮，將滑模下放至澆筑塊號底部，安裝三腳架，利用手動葫蘆吊起滑模，卸下行走輪，并將滑模放至側模上，調整至合適位置。

3.12 溜槽安裝

前期在加工廠制作4個集料斗，并配有固定裝置和放料開關。制作1條主溜槽，根據實際澆筑情況設置多條分溜槽，以防止漏漿搭接長度不小于0.2 m。溜槽間由掛鉤相連，在擠壓邊墻處安裝錨桿將其固定，并用細鋼絲繩將其串聯，防止溜槽滑落；在鋼筋網處將其固定在鋼筋網上。為減緩下料速度，溜槽需呈S形布置，并在溜槽中加裝減速板；為防止溜槽堵槽，中間部位須有專人巡視。實踐證明：根據施工進度合理布局主溜槽省時省力，在澆筑一期面板時一條主溜槽可以澆筑多個倉號，只需移動分溜槽就可進行下一倉號澆筑。

3.13 混凝土入倉和振搗

混凝土入倉后由人工進行平倉，層厚不超過0.5 m，充分振搗，保證混凝土澆筑質量。止水附近用小型軟軸振搗器振搗。須保證來料及時，防止初凝。

3.14 滑模的滑升

滑模每次的滑升距離不超過0.3 m，每小時的滑升垂直高度不超過2.0 m。根據現場實際情況提升滑模，同時根據氣溫狀況及時調整混凝土塌落度。

3.15 混凝土抹面

為保證混凝土表觀質量，面板須有專人抹面，同時質檢員現場隨時檢查抹面平整度，保證抹面質量。

3.16 面板混凝土養護

由于梨園電站晝夜和季節溫差大，面板混凝土采用噴灑養護密封劑、保溫被覆蓋及長流水相結合的方式進行養護，直至水庫蓄水。

3.17 面板頂部止水銅片保護

第2期面板澆筑完成時，對面板與防浪墻連接處的止水銅片用木盒進行保護，上覆黏土袋，一直到防浪墻混凝土澆筑時適時拆除。

4 周邊縫及垂直縫的處理

對周邊縫的混凝土表面進行檢查處理時，表面必須平整、密實，2 m長周邊縫允許起伏差為5 mm，且起伏應平緩。安裝橡膠板的“V”型坡口處理檢查合格后，放出膨脹螺栓孔位線，用沖擊電鉆鉆孔，先安放PVC棒，再固定三復合橡膠板，然后涂刷粘結劑。將塑性填料搓成條嵌入縫中，用木錘錘擊密實，并略高于設計面。最后將三復合橡膠板罩上，螺栓固定。周邊縫和垂直縫縫頂同時有塑性填料和粉煤灰時，先從下而上完成塑性填料施工后，再完成外包粉煤灰的施工，粉煤灰必須填壓密實。

塑性填充物與混凝土接觸面必須平整、潔凈、干燥，底部要涂刷均勻，不得漏涂，并與混凝土面粘結緊密，填料應充滿預留槽并滿足設計要求斷面尺寸，邊緣允許偏差±10 mm。

5 施工措施

5.1 溫控措施

(1)減少混凝土澆筑過程中的溫度回升，快速入倉、平倉、振搗，減少上坯層混凝土的覆蓋時間。

(2)在高溫季節施工時，對混凝土運輸機具采取有效的隔熱保溫措施，如在運輸混凝土的自卸汽車上設置防雨遮陽棚、混凝土攪拌車覆蓋保溫被等。

(3)在能滿足施工節點工期的情況下，盡量避免高溫時段澆筑混凝土，充分利用低溫季節和早晚及夜間氣溫低的時段澆筑。

(4)當倉內氣溫高于25℃時，用機械設備進行倉面噴霧，噴霧時水分不應過量，要求霧滴直徑達到40～80 μm，以防止混凝土表面泛出水泥漿液。

(5)采取措施降低混凝土入倉溫度，控制面板混凝土澆筑溫度不高于19℃，出機口溫度不大于14℃。

5.2 防裂控制措施

(1)控制倉面混凝土的施工質量。混凝土通過溜槽輸送到倉面后，由人工及時平倉，及時振搗，防止物料分離及骨料集中。同時適時拉升滑模，過早會造成混凝土鼓包，過晚會造成混凝土表面拉裂，加強抹面以封閉表面的細微龜裂裂紋。

(2)加強養護。在澆筑過程中，主要采用覆蓋及灑水養護，澆筑面板時，在滑模尾部設噴霧設備進行噴霧養護，澆筑完成后，在頂部鋪設花眼鋼管時應保持流水不間斷，直至水庫蓄水。

5.3 施工質量保證措施

(1)建立健全混凝土質量保證體系和質量管理體系。

(2)嚴格控制混凝土原材料質量。

(3)倉內質量控制。混凝土入倉后，迅速平倉振搗，并全面定人，定范圍，嚴防漏振，特別是在銅片止水附近要精心仔細施工。

(4)滑升速度控制。混凝土入倉振搗完成后就可以進行滑模滑升。每次滑升高度控制在30 cm左右，因故停工待料時，混凝土入倉后半小時左右必須將滑模滑升，否則將會使混凝土與滑模滑板產生粘結，強行滑升時則會拉裂混凝土表面，甚至造成難以滑動的情況。

(5)面板平整度控制。只有控制砂漿墊層的平整度，才能確保側模的平整度，從而保證面板的平整度。采用鋼木組合模板，提高側模的剛度和強度，減小其在滑模運行時的變形。

(6)面板后期質量控制。主要是養護工作，安排專人24 h不間斷灑水養護，直至蓄水。同時嚴防壩體填筑時石塊下落碰撞面板混凝土，造成損壞。

5.4 施工安全保證措施

(1)對所有施工人員進行專門安全教育培訓。

(2)建立健全安全責任制，明確各類人員的責任。各施工部位設立專職安全員，具體負責安全生產的管理。

(3)面板混凝土施工時，人行爬梯是主要的交通通道，應保證其安裝質量和穩定牢固。

(4)盡可能避免上下立體交叉作業。當無法避免時，應對上部工作面使用的工具與材料采取固定措施，以防下落傷人。

(5)滑模下放時，杜絕人員乘坐、運料小車，其下方不得有人員作業。

(6)卷揚機運行嚴格按規范進行操作。

(7)無論任何情況下，特別是在準備、澆筑或養護階段，作業面均應布置安全繩。

(8)合理布置施工用電設備，嚴格執行施工用電管理規定，嚴禁電線直接捆綁在鋼筋網上，以免漏電傷人。

5.5 雨季施工措施

(1)注意收集天氣預報信息，觀察天氣變化，與氣象部門保持密切聯系，根據天氣情況安排施工項目。

(2)做好工作面的排水準備工作，并準備好抽排水設備。

(3)在混凝土澆筑過程中如遇暴雨，應立即停止混凝土澆筑，并用塑料布覆蓋澆筑倉面。雨停后，若倉內已澆筑的混凝土尚未初凝，先排出混凝土表面積水，加鋪水泥砂漿后續澆，否則按施工縫處理；若雨量較小，則在倉面搭設防雨棚，并及時排除積水，澆筑不停止。

(4)各類電氣設備應按要求布置安裝，并進行防雨保護，以免設備因雨淋發生故障。

6 施工經驗總結

梨園水電站大壩面板從趾板位置到壩頂高152 m，斜長263 m，如此長度的面板從壩頂一次性進行施工，在國內尚無先例。從以下幾個方面對面板混凝土施工經驗進行了總結。

(1)由于溜槽過長，混凝土在坡面上進行垂直運輸過程中骨料很容易產生分離。特別是混凝土剛開始卸料時，倉號中可能會出現較多飛石，對混凝土施工質量和施工人員的安全產生不利影響。為此應采取如下措施：在布置溜槽時采用“S”形布置，同時在溜槽內部采用減速板，減緩混凝土流速；在開始澆筑前采用同強度的0.5 m3砂漿潤濕溜槽，避免出現骨料分離現象；采用主溜槽和分溜槽結合的方式合理優化布局，盡量減少時間和人工成本。

(2)當混凝土塌落度小時，溜槽容易堵塞。因此在施工過程中應加強人員巡視，保證通訊暢通，在發生堵塞的情況下立即停止放料，處理完畢后再施工，避免污染倉號。倉號一經污染應及時進行處理，及時清理廢料，清洗被污染的鋼筋和倉面。若發生廢料初凝或凝固，清理成本會大大增加。

(3)混凝土在溜槽內滑動時塌落度損失較大。公伯峽電站實測資料顯示，混凝土每下滑50 m左右，混凝土塌落度損失1 cm，待混凝土溜到倉號底部時，混凝土塌落度往往很小，平倉和振搗難度因此而加大，影響到混凝土質量。梨園面板混凝土入倉，在拌和站、入倉口、出倉口同時對塌落度進行檢測，在保證混凝土強度的前提下，根據實測數據及時調制出機口的塌落度，保證混凝土的質量。每次交接班時要保證料源的及時供應，在料源供應慢的情況下要時常振搗倉號，防止初凝。

(4)高邊坡施工安全隱患比較突出。由于大量工作人員在高邊坡上施工，施工中的材料需要在坡面上運輸，加上壩頂的落石，這些因素都會對施工造成極大的安全隱患。為此采取了如下措施：安全人員24 h在崗值班；保證通訊通暢；在施工前要進行安全評估及安全初檢、復檢、終檢制并簽字，責任落實到個人；在1 615 m及1 550 m高程設置2 m高的竹跳板柵欄，阻止落石滑落，定期對墜落的廢料進行清理，定期檢查竹柵欄的安全狀況并進行加固；為減少對趾板部位的施工干擾，在兩側趾板處也設置了高2 m的竹跳板柵欄，每天檢查卷揚機鋼絲繩及其他拉伸部位，并形成日常制度；滑模鏈接鋼絲繩部位設置保障繩，形成雙保險，若鎖扣松脫則啟用保障繩。由于安全管控到位，施工期間未發生重大安全事故。

(5)為防邊坡溜槽脫落采用細鋼絲繩將其串聯起來，并每隔5 m在擠壓邊墻上打錨桿固定。對于溜槽應每天檢查，防止脫落，特別是在夜間施工時應加大巡查力度。

(6)由于金沙江河谷地帶風力很大，前期覆蓋的麻袋和保溫膜經常被掀起，造成人工成本加大。后期采用保溫被覆蓋，表面采用3 m×3 m φ25的鋼筋覆蓋，鋼筋連接部位用鋼絲綁扎。從澆筑完成直至蓄水前，混凝土養護采用自動花灑和人工養護相結合的方式。由于養護到位，面板混凝土未出現裂縫。

(7)面板與趾板交接的三角形部位由于滑模無法施工，采用人工立模方法澆筑。

(8)拌和系統需專門供應面板混凝土，確保面板混凝土供應的連續性，避免初凝現象發生。

(9)面板前側部位的反向排水管采用先灌漿速凝，再澆混凝土覆蓋的方式封堵反向排水管。

(10)在保證安全可行的情況下，滑模的行走輪可提前設計為橡膠輪胎，鋼模輪在行走時容易在已修補好的擠壓邊墻上軋出痕跡，需重新修復抹平。同時輪胎要高出最高側模0.2 m，防止無法通過側模。

(11)安裝爬梯時，應充分考慮塊號的施工順序，避免重復安裝，盡量重復利用，方便施工。

7 結 語

該工程施工工期為13個月，施工中資源配置合理，方法得當，工程按節點工期保質保量完成。對工程中所采用的施工工藝方法，以及針對所出現的問題所采取的應對措施進行了總結，可為相應施工提供參考。