“三高”面板堆石壩面板混凝土的施工與質(zhì)量控制

任 勤， 王 晶

(1.四川華電木里河水電開發(fā)有限公司，四川 西昌 615000；2.中國(guó)華電集團(tuán)有限公司四川分公司，四川 成都 610095)

1 工程概述

卡基娃水電站位于四川省涼山州木里縣境內(nèi)，系木里河干流水電規(guī)劃“一庫(kù)六級(jí)”中的第二個(gè)梯級(jí)電站，是該流域開發(fā)的“控制性水庫(kù)”工程。電站裝機(jī)容量45.24萬kW，多年平均年發(fā)電量16.51億kW·h。水庫(kù)大壩為混凝土面板堆石壩，最大壩高171 m，壩頂寬11 m，壩頂長(zhǎng)355 m，壩頂高程2 856 m，上游壩坡為1∶1.4，下游綜合壩坡為1∶1.496，大壩填筑總量為547.98萬m3。

卡基娃大壩面板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(C30W12F200)，面板混凝土澆筑總量為3.3萬m3，面板面積為6.3萬m2(相當(dāng)于9塊標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)面積)。面板分32塊，由11塊16 m寬、19塊8 m寬以及2塊13.5 m寬面板組成，面板厚度(從上至下)為30～86 cm，單塊面板最大斜長(zhǎng)273.55 m。大壩面板混凝土分三期澆筑，一期面板為高程2 737 m以下部分，二期面板為高程2 737～2 810 m部分，三期面板為高程2 810～2 852 m部分。大壩面板單塊最大連續(xù)澆筑長(zhǎng)度為125.6 m(二期面板)，最大澆筑方量為1 162 m3。

2 大壩混凝土面板的施工難點(diǎn)

卡基娃水電站面板堆石壩最大壩高171 m，是我國(guó)在高海拔、高寒冷地區(qū)修建的最高面板堆石壩，工程所在地偏遠(yuǎn)、交通條件差、自然環(huán)境惡劣。大壩面板施工面臨以下難點(diǎn)：

(1) 工程物資運(yùn)輸困難，供應(yīng)保障難度大。

(2) 工程所在地季節(jié)區(qū)分不明顯，基本上僅有夏、冬兩季，夏季炎熱、多暴雨，冬季寒冷干燥、多負(fù)溫，加之晝夜溫差較大，適合于大壩面板混凝土澆筑的時(shí)段較短。

(3) 受自然條件及工期影響，大壩二期面板混凝土不得不安排在雨季施工，面板混凝土澆筑需克服異常多變的天氣、集中暴雨等困難。

(4) 二期面板最大連續(xù)澆筑長(zhǎng)度為125.6 m，接近同類工程記錄，連續(xù)澆筑時(shí)間長(zhǎng)，施工組織及管理要求高。

(5) 高原地區(qū)氣壓低、含氧量少，人員及設(shè)備工作效率低；施工場(chǎng)地狹窄，上下交叉作業(yè)普遍，施工安全保障難度大。

3 面板混凝土施工工藝

大壩面板混凝土澆筑流程見圖1。

3.1 測(cè)量放樣、坡面清理及修整

在擠壓邊墻坡面上按照3 m×3 m的網(wǎng)格進(jìn)行平整度測(cè)量，要求坡面偏差不得超過面板設(shè)計(jì)線5 cm。對(duì)不滿足設(shè)計(jì)要求的部位以及擠壓邊墻層間錯(cuò)臺(tái)進(jìn)行修補(bǔ)，使面板基礎(chǔ)平順、無突變；同時(shí)，在擠壓邊墻上放出每塊面板垂直縫中心線及邊線、周邊縫瀝青砂漿墊塊邊線，打鐵纖進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

3.2 止水砂漿墊層的鋪設(shè)

根據(jù)已標(biāo)記的面板垂直縫、周邊縫邊線，將垂直縫、周邊縫方向擠壓邊墻鑿斷成槽，按設(shè)計(jì)要求在槽段內(nèi)鋪設(shè)M20砂漿墊層，要求砂漿墊層表面平整度用2 m長(zhǎng)直尺檢查偏差不大于5 mm，同時(shí)砂漿墊的寬度和厚度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

圖1 大壩面板混凝土澆筑施工流程圖

3.3 噴涂乳化瀝青

面板基礎(chǔ)面驗(yàn)收合格后，由人工配合專用施工機(jī)械沿坡面由上至下噴涂2層乳化瀝青，要求乳化瀝青噴涂均勻，噴層間隔時(shí)間不少于24 h，每遍噴涂厚度為1.5 mm。乳化瀝青施工完成后應(yīng)進(jìn)行表面檢查和破壞性試驗(yàn)，要求表面檢查不出現(xiàn)龜裂和脫落現(xiàn)象，用力踩踏瀝青涂層不破壞。

3.4 鋼筋制安與底部止水的安裝

在壩頂鋼筋加工平臺(tái)預(yù)先完成鋼筋加工，采用小輪臺(tái)車運(yùn)送鋼筋至安裝工作面。鋼筋綁扎采用人工現(xiàn)場(chǎng)綁扎，首先進(jìn)行坡面架立筋的布設(shè)，再布設(shè)面板結(jié)構(gòu)鋼筋，鋼筋綁扎、焊接應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

將面板垂直縫砂漿條帶清理干凈，先鋪裝銅止水下的橡膠墊片。底部銅止水采用止水成型機(jī)在壩頂平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)壓制成型，順坡面下送，止水加工長(zhǎng)度依據(jù)每塊面板垂直縫長(zhǎng)度確定，垂直縫與周邊縫相交處的異形銅止水采用定型銅止水。銅止水安裝過程中要注意固定，避免止水沿坡面下滑、變形破壞。

3.5 模板安裝

面板混凝土采用無軌滑模施工，周邊縫三角區(qū)采用扣模法施工。滑模采用布置在壩頂?shù)?臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)通過兩端鋼絲繩牽引下放。側(cè)模采用鋼木組合結(jié)構(gòu)，由槽鋼加木模板拼接而成，側(cè)模外側(cè)采用三角支撐架固定。側(cè)模安裝過程中應(yīng)注意拼縫緊密，防止漏漿，同時(shí)注意對(duì)垂直縫銅止水的保護(hù)。

3.6 面板混凝土澆筑

面板混凝土采用跳倉(cāng)澆筑方式，混凝土采用HZS90強(qiáng)制拌合樓拌制，自卸汽車運(yùn)輸至壩面，溜槽入倉(cāng)。混凝土入倉(cāng)必須均勻布料，每層布料厚度為25～30 cm，止水周圍混凝土應(yīng)輔以人工布料，嚴(yán)禁分離。混凝土布料后應(yīng)及時(shí)振搗，振搗人員站在滑模操作平臺(tái)施工，混凝土振搗要求深入下層混凝土5 cm，振搗過程中不得觸碰側(cè)模、止水、監(jiān)測(cè)儀器等，振搗以混凝土不再顯著下沉、不出現(xiàn)氣泡并開始泛漿為準(zhǔn)。

每層混凝土振搗完成后準(zhǔn)備提升滑模，滑模提升前注意清理其前緣超高混凝土，防止其頂托滑模；滑模滑升時(shí)，兩端應(yīng)平衡、勻速、同步提升，每層混凝土滑升約25～30 cm，滑升間隔15 min左右，將滑升速度控制在1～1.5 m/h之間。對(duì)于脫模后的混凝土，施工人員站在滑模后的抹面平臺(tái)上及時(shí)進(jìn)行修整和壓面。要求收面后的混凝土表面不平整度不超過5 mm。

面板混凝土澆筑完成、混凝土終凝后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。在面板混凝土表面鋪裝土工布并固定，安裝灑水花管進(jìn)行長(zhǎng)流水養(yǎng)護(hù)。

3.7 表層止水的安裝

面板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)齡期后開始表層止水的安裝，止水施工工序主要有：V型槽清理、底膠及填料嵌縫、PVC棒安裝、波形止水帶安裝、SR柔性填料鼓包施工、防滲蓋片包裹、不銹鋼扁鐵安裝及封邊等。表層止水的安裝應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求分步分序施工，確保止水的安裝質(zhì)量。

4 面板混凝土施工質(zhì)量控制

卡基娃水電站大壩二期面板混凝土受自然環(huán)境、交通條件、施工分期影響，存在施工時(shí)間短、天氣變化快、交通運(yùn)輸困難、晝夜溫差大、單塊面板澆筑時(shí)間長(zhǎng)等不利因素，為保證面板混凝土澆筑質(zhì)量，必須周密組織，嚴(yán)格控制每一環(huán)節(jié)、每道工序的施工質(zhì)量，確保面板混凝土質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4.1 施工前的質(zhì)量保證措施

(1)原材料質(zhì)量控制。改進(jìn)砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)工藝，確保砂石骨料級(jí)配、含粉量等指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。

(2)優(yōu)化混凝土配合比。組織開展混凝土配合比優(yōu)化試驗(yàn)，將一期面板混凝土采用的0.39水灰比調(diào)整為0.42，以減少水泥用量；適當(dāng)增加粉煤灰用量，以減少混凝土澆筑后的水化熱，降低面板混凝土開裂風(fēng)險(xiǎn)。

(3)開展混凝土入倉(cāng)工藝性試驗(yàn)。為確保混凝土順利入倉(cāng)，將一期面板澆筑使用的半圓形溜槽改為矩形溜槽，以減少混凝土與溜槽的接觸面積，降低溜槽堵塞風(fēng)險(xiǎn)。

(4)嚴(yán)格控制模板參數(shù)。復(fù)核滑模重量，增大滑模配重，避免在混凝土澆筑過程中頂托移位；按照設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)線嚴(yán)格控制側(cè)模的安裝高度，以保證混凝土結(jié)構(gòu)面的精度。

4.2 施工中采用的質(zhì)量控制措施

(1)嚴(yán)格制度管理。面板混凝土澆筑嚴(yán)格執(zhí)行三檢制以及業(yè)主、監(jiān)理聯(lián)合檢查制，確保每道工序符合設(shè)計(jì)要求。混凝土澆筑過程中，各施工班組均實(shí)行專人負(fù)責(zé)制度，每名工人固定工作崗位，專職負(fù)責(zé)對(duì)應(yīng)工序作業(yè)，確保施工質(zhì)量。

(2)做好應(yīng)急準(zhǔn)備。面板混凝土澆筑現(xiàn)場(chǎng)天氣多變，天氣晴朗時(shí)氣溫高、輻射強(qiáng)；降雨時(shí)雨量大、急。為應(yīng)對(duì)高溫、暴雨天氣，混凝土開倉(cāng)前需做好相關(guān)部位的防雨、防曬和排水工作。

(3)注重混凝土和易性控制。面板混凝土采用無軌滑模澆筑，澆筑過程中混凝土和易性的好壞直接影響面板混凝土的澆筑速度及澆筑質(zhì)量。混凝土塌落度太小難以下滑入倉(cāng)及振搗；塌落度太大時(shí)骨料分離嚴(yán)重，導(dǎo)致滑模提升及收面困難，影響澆筑質(zhì)量。一定要總結(jié)出面板混凝土入倉(cāng)振搗與滑模后混凝土人工收面的時(shí)間，控制混凝土的入倉(cāng)塌落度為2～4 cm，實(shí)現(xiàn)滑模前混凝土振搗與滑模后混凝土收面基本同時(shí)完成，確保澆筑施工連續(xù)進(jìn)行。

(4)做好振搗及收面工作。面板混凝土應(yīng)在模板前緣振搗，振搗器垂直插入下層混凝土的深度宜為5 cm。超深或超時(shí)振搗易造成滑模頂托或已脫模混凝土下挫形成波浪狀而影響混凝土的外觀質(zhì)量。脫模后的混凝土應(yīng)及時(shí)收面，做到收面進(jìn)度與滑模上升速度相協(xié)調(diào)以保證收面質(zhì)量。

4.3 施工后采取的質(zhì)量保障措施

面板混凝土脫模收面完成后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其的保護(hù)，及時(shí)遮蔽，做好防雨、防曬工作，避免混凝土在雨水或高溫下破壞，混凝土終凝后應(yīng)立即覆蓋，進(jìn)行長(zhǎng)流水養(yǎng)護(hù)。

5 面板混凝土施工效果

為確保發(fā)電工期，卡基娃水電站大壩二期面板混凝土施工安排在雨季，采用三套滑模跳倉(cāng)澆筑，面板混凝土于2014年7月17日開倉(cāng)澆筑，2014年10月4日澆筑完成，累計(jì)澆筑面積2.9萬m2，澆筑方量1.7萬m3，面板滑升速度達(dá)到1～1.5 m/h。根據(jù)后期相關(guān)檢測(cè)得知，大壩二期面板混凝土各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求，面板表觀質(zhì)量較好。二期面板蓄水前檢查共發(fā)現(xiàn)裂縫9條，運(yùn)行一年后進(jìn)行水下檢查時(shí)未發(fā)現(xiàn)破壞現(xiàn)象。為此，大壩二期面板混凝土施工質(zhì)量得到了相關(guān)專家肯定，被評(píng)為樣板工程。

6 結(jié) 語(yǔ)

卡基娃水電站大壩是我國(guó)在藏區(qū)高原修建的高面板堆石壩，大壩工程位于高寒、高海拔地區(qū)，工程建設(shè)自然環(huán)境惡劣，廣大參建者克服諸多不利條件，成功實(shí)現(xiàn)了大壩面板雨季澆筑，為“三高”混凝土面板堆石壩施工與管理積累了一定經(jīng)驗(yàn)，工程相關(guān)施工及管理經(jīng)驗(yàn)可在類似工程中推廣實(shí)踐。