華橋水電站大壩壩頂鋪裝工程質量控制分析

陳正宇

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410007）

在大壩澆筑過程中，由于壩頂較長、較寬，且壩頂面有閘門槽、門庫以及壩頂門機軌道等結構，很難使整個壩面的平整度和跑水坡度一致，因此常會出現(xiàn)壩頂面平整度差和積水現(xiàn)象。為解決以上問題，大華橋水電站大壩壩頂面采用預留混凝土鋪裝層單獨澆筑，取得了較好的效果。

1 工程概況

大華橋水電站位于云南省怒江州蘭坪縣境內的瀾滄江干流上，是瀾滄江上游河段規(guī)劃開發(fā)方案的第七級電站。攔河壩為碾壓混凝土重力壩，共分12個壩段，壩軸線為直線，最大壩高103m，壩頂寬度為13m，壩頂軸線長度為231.5m。地下廠房安裝4×230MW的立軸混流式水輪發(fā)電機組，總裝機容量為920MW。壩頂鋪裝工程主體部分包括壩頂鋪裝層混凝土、溝槽、蓋板、欄桿。大壩壩頂總面積約4080m2，扣除門庫等蓋板部位面積約533m2，實際鋪裝層總面積約3515m2。鋪裝層混凝土采用中熱42.5水泥，強度等級為C25，級配為一級配，澆筑厚度10～30cm，分塊以橫、豎向結構縫作為分倉澆筑縫。

壩頂照明欄桿全長約550m，壩頂欄桿均采用標準不銹鋼欄桿，照明系統(tǒng)將市政景觀工程與水電工程相結合，將LED燈鑲嵌入不銹鋼欄桿內形成組合結構，庭院燈間隔布置在照明欄桿中。壩頂鋪裝層混凝土共計1680m3，安裝欄桿總長1371m。混凝土于2018年6月27日開始澆筑，9月5日澆筑完成。

2 施工質量控制難點

大壩鋪裝層混凝土施工難點如下：（1）壩頂薄層混凝土容易產(chǎn)生裂縫，影響表面質量和美觀；（2）混凝土收面高程、跑水坡度及收面平整度的控制。由于壩頂面有表孔閘門、電纜溝、門庫及門機軌道等結構，給壩面施工工序和質量控制帶來了諸多的不便，尤其是對跑水坡度的控制帶來了很大難度。因此，針對混凝土收面高程的控制，在倉面用水準儀、水平尺等檢測工具精準控制型鋼模板的頂部安裝高程，同時以角鋼作為輔助模板或抹面樣架，使混凝土面最終收面時與模板頂部或抹面樣架平齊。混凝土抹面分人工抹面和磨光機壓光抹面，以提高壩面混凝土表觀質量。

3 混凝土施工質量控制

3.1 施工準備

大壩壩頂鋪裝工程作為大壩壩面最重要的一項工程，在進行壩頂鋪裝層混凝土及欄桿施工前，對澆筑分塊、模板選型與安裝、面層鋼筋網(wǎng)安裝、收面高程控制、跑水坡比、排水、澆筑中找平抹面與平整度控制以及混凝土養(yǎng)護等工序的工藝質量細節(jié)控制進行了精細策劃。壩頂鋪裝層混凝土施工工藝流程為基面處理→鋼筋制備安裝→模板施工→真縫施工→混凝土澆筑→抹面→養(yǎng)護。

3.2 施工縫面處理

受前期施工的影響，壩面混凝土結塊和凝固的水泥漿液布滿倉面。為了保證鋪裝層和原老混凝土的結合質量，施工前先用電鉆鑿除鋪裝層基礎面的混凝土結塊和水泥漿液，再用高壓沖毛槍沖洗，直至原混凝土施工縫面微露骨料且無水泥乳皮為止。

3.3 鋪裝層澆筑分塊

大壩壩頂鋪裝層混凝土根據(jù)現(xiàn)場施工條件，總體分為3個區(qū)域，即1#～3#壩段65m，4#～8#壩段91.5m和9#～12#壩段75m。真縫位置按照設計圖紙要求設置。施工中單澆筑分塊采用瀝青木板分隔，單塊澆筑面積不超過36m2，長寬比不小于1∶2，以防止薄層的鋪裝層混凝土出現(xiàn)裂縫。

3.4 鋼筋安裝

鋪裝層混凝土內鋪設ф8＠10cm×10cm雙向面層鋼筋，距離頂面20～30mm，以此作為保護層，鋼筋兩端均設置彎鉤于結構縫、臨邊處。倉內面層鋼筋網(wǎng)安裝前，先安裝橫平豎直的樣架筋，鋼筋網(wǎng)格偏差控制在1cm左右，以保證安裝后的鋼筋網(wǎng)分布均勻、整齊。

3.5 模板施工

壩頂門庫、閘門槽周邊采用20b#槽鋼和3015鋼模做模板，壩前壩后永久外露邊線采用20b#槽鋼做模板。安裝模板時，用水準儀精準控制模板頂部安裝高程，以此作為混凝土收面的控制高程。對于低于槽鋼模板頂部收面高程的部位，采用50cm×4cm的角鋼點焊在槽鋼上，以角鋼面作為收面控制高程。臨時施工縫的瀝青隔縫木模板安裝完成后，根據(jù)倉面頂部坡度要求，將模板頂部切割至壩頂收面高程一致。采用鋼模、槽鋼等作為模板時，在倉面外部地面設插筋作為模板外支撐，以保證模板不會產(chǎn)生任何偏移或變形。

3.6 止水安裝控制

橡膠止水接頭采用熱壓硫化搭接，結構分縫線與止水軸線偏差均控制在1cm以內。橡膠止水安裝完成后，用圓鋼將止水固定，保證澆筑混凝土時穩(wěn)固不變形。止水水平段要平直，豎立段要垂直，止水面保持干凈，防止混凝土漿液污染。澆筑過程中若發(fā)現(xiàn)止水表面被污染，相關工作人員應及時將其擦拭干凈。

3.7 特殊部位

電纜溝、門槽和孔洞等特殊部位設計有定型鋼蓋板，為保證擱放鋼蓋板臺面基礎混凝土平整，防止今后出現(xiàn)安裝鋼蓋板時產(chǎn)生翹曲、接縫不嚴密和高出或低于壩頂面等現(xiàn)象，事先將電纜溝、門槽孔洞蓋板混凝土臺面基礎預留約8～10cm，作為后續(xù)二期混凝土澆筑，以便精準控制鋼蓋板混凝土基礎高程和平整度。二期混凝土澆筑采用角鋼作為模板，水準儀放樣臺面基礎混凝土收面高程。基礎面層混凝土澆筑完成后水準儀校核其高程（控制高程偏差不大于1mm），然后用水平尺檢查平整度，對不平整處用角磨機打磨平順。為防止角鋼生銹，在蓋板安裝前給門槽或孔洞所有護角角鋼均勻涂刷防銹漆保護。

3.8 壩面地漏設置與結構分縫

（1）地漏設置施工。為了有效排出壩面積水，壩頂鋪裝層以壩軸線為分界線，將整個壩頂面以此施工成中間高、兩側低的微“拱形”狀，以便將積水向壩面上下游方向排水。

但由于從2#～11#壩段上下各有一道高出壩頂EL1481的門機軌道，雨后會導致兩條門機軌道間的積水難以排出壩頂面而形成積水區(qū)。為了解決排水問題，創(chuàng)造性地沿上下游門機軌道內側邊線各布置一排間距相等的地漏，不銹鋼地漏尺寸為15cm×15cm。在混凝土澆筑前，在設置地漏處先預留20cm×20cm的孔洞，孔洞底部與預埋的引至檢修門庫或表孔的ф80鋼管相接，待鋪裝層混凝土澆筑完成后，再安裝地漏。

如上文中所述，在專利授權確權程序中，權利人有機會對權利要求進行修改，而在專利民事侵權程序中權利人不能修改權利要求，因此，只能依靠限縮解釋權利要求來體現(xiàn)其實質技術貢獻。

（2）結構分縫控制。按照施工前分塊布置，結構分縫采用2cm厚瀝青木板分隔。為了使壩面美觀，在結構分縫瀝青木板的頂部嵌入寬2cm、高2.5cm的方形不銹鋼金屬條做壩面裝飾，金屬條頂面為混凝土收面高程。為防止金屬條頂面被污染，混凝土澆筑前，在金屬條頂部貼上一層膠帶作為保護。

3.9 混凝土坍落度

混凝土坍落度的大小至關重要，坍落度偏小，會導致抹面困難，不易保證平整度；坍落度偏大又容易導致混凝土強度達不到設計要求，也容易產(chǎn)生混凝土裂縫；坍落度忽大忽小，也會導致混凝土顏色不一致，影響壩面美觀。實踐證明，到達倉面的坍落度保持在10～12cm效果較好。

3.10 混凝土澆筑質量

混凝土入倉從倉面的一端開始采取“多點、適量、勤補”的施工方法。多點下料，有利于人工初次找平。“適量”以保證倉面內沒有過多的混凝土料要處理，“勤補”可及時將振搗后下沉、局部少料處逐漸補至澆筑高程。當倉面混凝土振搗初平后，開始用加工定做的帶有弧度的收面木方壓在已控制好高程的模板頂部或角鋼上，從一端向另一端刮動找平成型，同時輔以人工用木抹子抹面初平。

3.11 混凝土抹面

在倉面混凝土澆筑完成3～5h或用手指摁壓混凝土面有明顯印記時，開始人工用鋼抹子精細抹平，待接近初凝前開始第二次對混凝土表面收光。在人工抹面過程中，均在搭設的方木作業(yè)平臺上進行。當用手指摁壓混凝土面印記不明顯時，拆除作業(yè)平臺，開始用磨光機第三次抹面壓光。抹面期間因受陽光直射影響，為減少混凝土表面水份蒸發(fā)速度，倉面搭設3針型黑色網(wǎng)狀遮陽網(wǎng)。

3.12 混凝土養(yǎng)護

混凝土在終凝之前嚴禁灑水養(yǎng)護，否則混凝土表面會起殼，但可以朝天噴霧以保持混凝土表面稍微濕潤。當?shù)谌文嫱瓿珊螅⒓锤采w土工布，待混凝土終凝后，在土工布上灑水養(yǎng)護，使混凝土表面始終處于濕潤狀態(tài)，養(yǎng)護時間不少于28d，養(yǎng)護期間嚴禁鐵件碰砸，土工布上嚴禁放置鐵件，防止鐵件生銹的銹水透過土工布污染混凝土面。

4 壩頂欄桿安裝質量控制

大壩欄桿主要包括大壩壩頂欄桿、底孔弧門檢修通道、泄槽頂部欄桿、配電室檢修平臺欄桿、表孔鋼便橋欄桿以及左右岸壩后交通橋欄桿等部位。

4.1 材料加工

安裝的不銹鋼管運至壩頂后，采用封閉區(qū)域加工，用砂輪切割機進行現(xiàn)場切割下料。施工前先安排測量人員進行現(xiàn)場放樣，精確計算出各種桿件的長度，下料長度允許偏差為1mm。加工好的不銹鋼欄桿輕放并保管好。

4.2 測量放線

由于欄桿設計形式與原設計圖相比發(fā)生變更，部分欄桿立柱位置有所改變，因此在立柱安裝之前，安排測量人員重新進行放線，以保證不銹鋼立柱準確座落在預埋鋼板上，并進行四周焊接，偏差過大的，使用沖擊電鉆對缺少埋件的部位打孔安裝膨脹螺栓（A10，2個）來代替預埋鋼板對立柱進行焊接固定。立柱安裝前，對預埋件表面進行雜物清理和除銹。

4.3 脫脂去污處理

桿件焊接前檢查坡口、組裝間隙是否符合要求，安排熟練工使用不銹鋼絲細毛刷和角磨機將焊縫每邊30～50mm范圍內的油污、毛刺、銹斑等清除打磨干凈后再焊接。

4.4 立柱焊接

所有立柱在焊接前，根據(jù)其上端扶手的角度和尺寸，采用角磨機加工出凹槽，以便安裝扶手。每根立柱焊接雙人配合，一人扶住鋼管使其保持垂直，不能晃動，另一人施焊。立柱焊接先使用氬弧焊機進行點焊定位，同時安排專人對位置間距、垂直度、直線度進行檢查，符合質量要求后再使用交直流兩用焊機加固滿焊。

4.5 立柱加固補焊

立柱在使用氬弧焊點焊定位完成后，為保證焊接質量，需換用兩用焊機加固滿焊，然后可進行裝飾蓋安裝。焊條選用不銹鋼焊條，以保證焊縫飽滿，連接牢固。

4.6 不銹鋼面管焊接

欄桿不銹鋼面管焊接時，先將扶手準確放入立柱凹槽中，使用氬弧焊從一端向另一端順次點焊安裝，檢查位置間距、直線度、轉角彎頭的弧度符合質量要求后，再進行兩側同時滿焊。待扶手焊接完成，進行其他桿件的焊接施工。部分桿件焊接前在其端部加工出凹槽，以保證與相鄰桿件接縫嚴密，焊接牢固。焊接時選用較細的不銹鋼焊條(焊絲)和較小的焊接電流，焊縫一次不宜過長，防止不銹鋼管受熱變形。構件之間的焊點要保證牢固，焊縫飽滿，焊縫金屬表面的焊波要均勻，無裂紋、夾渣、焊瘤、燒穿、弧坑和針狀氣孔等缺陷。

4.7 打磨拋光

欄桿桿件焊接組裝完成后，對于無明顯凹痕或凸出較大焊珠的焊縫，可直接進行拋光；對于凹凸渣滓或較大焊珠的焊縫或表面有砂眼不平處，用氬弧焊補焊，角磨機大面磨平后再進行拋光。拋光時采用絨布砂輪或毛氈進行拋光，同時采用相應的拋光膏，直到與相鄰的母材基本一致，不顯焊縫為止。

5 壩面標示線質量控制

大壩壩面設計有交通標識標線，其標示線布置在門機軌道兩側（寬10cm）和電纜溝上游邊線及門槽孔洞周邊（寬15cm），標識線均為實線。壩面標線材料為熱熔型涂料（路標漆），采用機械涂敷。

施工前由測量人員放出邊線控制點，然后根據(jù)控制點彈墨線確定標識線的邊線，確保線型成直線。確定標線范圍后，將標線范圍內的混凝土面清洗干凈，然后涂刷一層黏結劑。涂料的涂敷作業(yè)采用手推式標線機械施工，設備為斗槽式畫線車，涂料經(jīng)過加熱溶解后，放入設備斗槽內，涂料通過與混凝土面接觸的金屬斗槽流向涂敷面。根據(jù)金屬槽口的間隙控制標線的厚度，隨著斗槽車的前進，涂料經(jīng)擠壓流入路面形成涂膜，涂膜逐漸流入標線，隨后趁熱均勻撒反光玻璃珠使其固定在涂膜表面。

在標識線涂敷過程中，重點控制好涂料的配合比及稠度，確保涂料顏色和流入標識線內的厚度一致，同時要控制好行走速度，保證斗槽式畫線車勻速前進。由于鋪料線路較長，當前一車的涂料鋪設完畢，后一車接著鋪涂時，接頭部位的質量控制尤為重要。特別要注意，在使用機械涂料時，要查看劃線部位是否有構件或障礙物影響機械行走，導致劃線不能到位。為保證標線鋪涂質量，最好先在壩面外進行鋪涂工藝性試驗。

6 質量檢測成果

6.1 原材料檢測

大壩鋪裝工程使用的原材料主要為水泥、鋼筋、粉煤灰，所有原材料進場均按相關規(guī)程規(guī)范要求進行進場試驗檢驗合格后方準使用。祥云建材PO42.5水泥檢測8組，細集料檢測3組，粗集料檢測4組，鋼筋檢測3組，貴州粵黔電力有限責任公司盤南電廠生產(chǎn)的II級F類粉煤灰檢測3個批次。以上原材料檢測結果表明各項指標均合格。

6.2 混凝土檢測

（1）壩頂鋪裝層體型檢測。壩頂鋪裝層混凝土體型共檢測886點，其中最大偏差值+12mm，最小偏差值-5mm，偏大平均值和偏小平均值分別為+6mm、-2mm，合格847點，平均合格率95.6%，壩頂鋪裝層體型檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計表見表1。

（2）平整度檢測。壩頂鋪裝層混凝土平整度共檢測342點，合格331點，平均合格率96.8%。壩頂平整度較好，壩面光潔平整,壩頂鋪裝層平整度檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計表見表2。

表1 壩頂鋪裝層體型檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

表2 壩頂鋪裝層平整度檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

（3）混凝土強度檢測。大壩壩頂建筑混凝土強度共檢測49組，最大值為31.6MPa，最小值為26.8MPa，平均值為29.0MPa，常態(tài)混凝土抗壓強度結果表見表3。

表3 常態(tài)混凝土抗壓強度結果表

6.3 欄桿安裝質量檢查

（1）護欄垂直度：最大偏差2mm，合格率100%。（2）欄桿間距：最大偏差2mm，合格率100%。（3）扶手直線度：最大偏差3mm，合格率100%。

6.4 壩頂外觀質量檢查

鋪裝層混凝土面平整、光潔，外露的金屬條橫平豎直；壩面整體排水坡度控制精準，雨后的大壩壩面排水暢通，無明顯積水；壩頂欄桿立柱顏色均勻一致，其垂直度偏差＜0.1°且間距均勻；弧形欄桿焊接連接處滿焊牢固，間隔均勻，焊縫拋光后光澤明亮、細膩；壩面直線交通標識線平直美觀，閘門方框標識線方正；壩頂照明欄桿將LED燈鑲嵌入不銹鋼欄桿內形成組合結構，庭院燈間隔布置在照明欄桿中，形成了景觀燈帶，既美觀又實用。

7 結束語

在邊施工邊設計優(yōu)化滿足大壩壩面使用功能的同時，還需結合壩頂各細部結構的觀感質量進行相互融合與照應。一年后的壩頂鋪裝層混凝土裂縫很少，證明分塊澆筑大小合理。壩頂面采用在瀝青模板上部鑲嵌2cm寬金屬裝飾條這一創(chuàng)新工藝，不僅有利于混凝土分塊防裂，還增添了大壩壩面的色彩。壩頂面首次采用預埋地漏的工藝設計，將壩面跑水通過地漏暗引排至水庫內，很好地解決了壩面積水以及因明排污染壩前壩后的問題。