淺談白鶴灘左岸地下廠房安裝場底板混凝土平整度質量控制

鐘云光，石 強，劉向榮

(中國水利水電第七工程局有限公司，成都，610213)

安裝場底板混凝土(包括發電機組磁軛圈轉子基礎部分)因其結構部位重要，是主廠房、主變室重要設備(發電機組、輸變電器械)存放、組裝、檢修的場地，是機電設備安裝、維修施工的工作平臺，是大型地下廠房中不可或缺的重要結構部位。白鶴灘水電站對此結構物施工要求標準高，但傳統施工工藝難以達到3mm/2m標準要求，為此技術人員改進施工工藝，購置儀器強化控制，加強對作業人員技能培訓，制訂激勵機制提高一線作業人員的責任心，施工過程質量管理人員現場全程旁站管控，施工人員按照要求精細化作業，最終實現大面積混凝土表面平整度控制目標。

1 工程概況

白鶴灘水電站左岸地下廠房布置在拱壩上游山體內，主要包括主副廠房、主變室及母線洞等洞室群。洞室水平埋深800m～1050m，垂直埋深260m～330m，主副廠房洞和主變洞平行布置，洞室軸線方向為N20°E。圍巖主要由P2β23和P2β31層新鮮的隱晶質玄武巖、斜斑玄武巖、杏仁狀玄武巖、角礫熔巖等組成，以Ⅲ1類、Ⅲ類圍巖為主，層間錯動帶C2斜穿廠房邊墻中下部。

地下廠房采用一字型布置，從南到北依次布置副廠房、輔助安裝場、機組段和安裝場。機組間距38.00m，機組段長304.00m，安裝場長79.50m，輔助安裝場長22.50m，副廠房長32.00m。主副廠房洞的開挖尺寸為438.00m×31.00m(34.00m)×88.70m(長×寬×高)。

廠房安裝場長79.5m(左廠0+286.9～0+366.4)寬31m，澆筑面積2464.5m2，約6個標準籃球場大小。底板混凝土厚75cm(高程589.6m～590.35m)，底板一期混凝土強度等級為C9030W10F100(二級配)，轉子基礎、主變軌道二期混凝土采用CF30鋼纖維混凝土。廠房安裝場底板混凝土結合轉子基礎、結構縫及設備擺放等需求，安裝場共分為5倉進行澆筑，分倉尺寸為19m×31m、20.5m×31m、21m×15.5m(沿洞軸線長度×垂于洞軸線長度)。

2 施工工藝方法與質量控制

2.1 施工工藝流程及施工方法

安裝場底板混凝土澆筑工藝流程：基礎面清理、驗收→測量放點→模板安裝→鋼筋安裝(含預埋件)→清倉驗收→一期混凝土攤鋪、振搗、找平→等強、拆模、養護→二期混凝土模板安裝→二期混凝土攤鋪、振搗、找平→等強、拆模、養護。

底板混凝土選用12m3混凝土罐車配合TB110G車載式布料機分層、分段攤鋪澆筑，使用φ70、φ50型軟軸振搗棒振搗密實(金結埋件部位使用φ30型振搗)。澆筑采用臺階法澆筑[1]，臺階高度37cm、38cm，臺階寬度5m。臺階澆筑時使用激光水平儀控制澆筑分層高度。底板上部混凝土澆筑后使用特制圓筒滾軸碾壓，專人手持2.5m水平刮尺緊貼控制刮軌整平混凝土表面，按照高刮低補原則施工，待混凝土表面收縮后，適時采用葉片式混凝土抹光機收面。對收面完成區域使用激光水平儀投射檢查表面高程偏差，超出平整度偏差范圍的，低于設計高程的采用同標號混凝土原漿補填；高出設計高程區用刮尺除去采用同標號混凝土原漿修補及時精細抹平成型。澆筑完成后6h～12h，使用土工布覆蓋灑水養護，連續灑水養護28d。

2.2 質量控制要點

為使安裝場底板混凝土外觀平整度達到控制要求，需重點考慮以下幾個因素：

(1)安裝場底板范圍內設計有圓環型轉子基礎結構，同時設計有大量金結埋件與安裝場混凝土上表面平齊，因此，需對轉子基礎環形模板頂面、金結埋件頂面高程精確測量控制，混凝土澆筑完成才能保持統一的平面高程，達到預期的平整度[2]外觀質量目標。

(2)底板混凝土頂面刮軌是控制平面結構物高程的重要手段之一。通過“T”型托架固定在獨立插筋頂部，使用全站儀精確測量T型托架上表面高程，調整到位后將T型托架牢固焊接在插筋上，最后將刮軌用細鐵絲捆扎固定在T型托架上，防止澆筑過程移位或受壓下沉，影響高程控制精度。

(3)混凝土按倉面設計分層分段澆筑，布料機攤鋪混凝土，人工振搗密實，特制圓筒滾軸碾壓初找平混凝土，再用2.5m刮尺緊貼刮軌交叉搓動前行，保證混凝土大面平整度基本滿足控制要求。

(4)抹光機上混凝土表面不再沉降后開始機械抹面，激光水平儀和全站儀配合跟蹤測量混凝土平面高程，高程不滿足控制要求時用刮尺刮平或采用原漿填補，確保混凝土表面高程滿足質量目標。

(5)混凝土終凝前，組織專業抹面工定人定區域3次精抹，確保混凝土表面光潔平順。

2.3 混凝土結構平整度控制措施

(1)倉內金結預埋件高程控制采用水準儀進行，控制高程偏差0～2mm，減少預埋件安裝偏差對混凝土平整度控制影響。

(2)對于倉內高程控制刮軌材料的選取，可選用平直度滿足要求的φ48mm的6m鋼架管。鋼架管自身強度大不易變形，可在混凝土整平后拆除回收重復使用，重復使用前應清潔鋼管表面污物，以免造成刮尺刮平偏差過大。

(3)刮軌基礎插筋為φ25mm鋼筋，單獨施工，插筋入巖30cm，一般按照間距2.0m×2.0m布置，為保證刮軌穩定性可適當加密。刮軌牢固綁扎固定在插筋頂部的“T”型托架上，托架通過全站儀精確測量，高度偏差按照0～+2mm執行。刮軌間距一般按2m設置。為保證刮軌系統穩定不得與倉內鋼筋相連，確保不受施工過程混凝土布料沖擊、人員踩踏和設備使用影響而變形，不造成混凝土澆筑控制高程出現偏差。

(4)安裝場底板混凝土施工根據倉面設計分單元澆筑，每倉投入4輛12m3自卸攪拌罐車和1臺TB110G車載式旋轉布料機運輸下料入倉。布料機旋轉伸縮可覆蓋全倉面，通過激光水平儀投射的可見光控制可將混凝土按照臺階高度37cm、38cm均勻攤鋪，避免下料堆積，便于整平振搗，可加快入倉速度，減輕作業人員的勞動強度，提高施工效率。

(5)圓筒形鋼制滾筒采用長3.0m的DN150無縫鋼管制作，為增加滾筒自重需在鋼管內填裝細砂后封堵端頭。使用時采用人工拖拉方式在刮軌上行走，壓平混凝土表面，起到壓高填低大面壓平作用。隨后再通過使用2.5m鋁合金水平刮尺，2人配合緊貼刮軌搓動刮面進行精細化找平。滾筒和鋁合金刮尺配合找平，能夠起到節省時間提高平整功效的作用。

(6)混凝土澆筑前在轉子二期中間位置架設激光水平儀[3]，使投射出的激光在混凝土設計高程同一平面內，通過激光水平儀投射光線找出混凝土表面不滿足高程控制要求的區域，按照高刮低補原則進行處理，以此來達到平整度控制要求。

使用激光水平儀投射的可見光控制底板混凝土大面澆筑平整度，采用全站儀間隔1m測點采集大面高程數據，確保澆筑大面高程滿足0～-10mm規范要求。

(7)平整度控制檢查分析：混凝土終凝后，按照間隔3m布置連續測線，使用2m靠尺和游標塞尺檢測混凝土表面平整度，量測得到平整度滿足3mm/2m控制目標。

通過平整度數據統計結果表明，所采取的激光水平儀+平面刮軌控制技術能夠滿足安裝場大面平整度控制要求。

2.4 應用激光水平儀跟蹤測量技術的適用性

激光水平儀包括激光水平儀本體加一個三腳架基座，激光水平儀安裝在三腳架基座上，現場也可直接座在預制平整牢固基礎上。可以通過控制基座高程來投射結構物表面控制大面平整度，使用方便、操作簡單、價格低廉，能夠提供較精確控制，便于應用在現場結構物水平高程控制上。

激光水平儀應用在左岸引水發電系統工程中涉及有大面平整度控制要求的混凝土施工部位，此工藝方法已推廣到左岸引水發電系統工程中主變室、副廠房等大面樓板混凝土結構、尾水管底板混凝土結構、進水口前池底板及進水塔頂部混凝土結構等。

2.5 強化責任與激勵制度在安裝場底板質量控制中的意義

(1)左岸安裝場底板混凝土澆筑前技術、質量部聯合對澆筑方案、質量控制重點進行詳細交底，確保全體施工人員心中有數。

(2)開倉前、澆筑過程交接班時通過班前會形式再次細致交底，并明確施工管理人員、作業人員、質控人員崗位職責，劃分責任范圍，強化責任心。

(3)澆筑過程質量管控人員實行現場全程旁站管控，試驗人員及時檢查混凝土各項性能指標，通過試驗系統及時向拌合樓反饋混凝土來料情況。

(4)施工管理人員確保設備運行正常，運輸供料連續及時，動態調整作業人員、設備投入，確保混凝土澆筑正常施工。

(5)做好突發狀況下的應急預案，如布料機故障造成的倉內供料中斷，可以現場備用一臺布料機或泵送設備來應對。

(6)澆筑完成及時進行總結、固化施工工藝[4]。對于在施工過程中責任心強、工作盡職盡責，澆筑完成達到預期質量目標的同志，質量部直接給予個人發放經濟獎勵。對工作出現偏差造成不良后果的，給予經濟處罰并承擔相應的責任。

3 引入激光水平儀提升質量控制的特點和優勢

(1)與傳統施工工藝相比，采用激光水平儀能夠實時動態跟蹤檢測，作業人員可視激光射線所形成平面光圈，及時控制混凝土分層攤鋪高度，減少人工平倉強度，有利于混凝土分層振搗質量控制，提高施工效率。

(2)傳統大面混凝土結構物施工，采用模板邊緣、設置鋼筋頭來標注高程，通過掛線來控制大面平整度，施工中易受到模板變形、鋼筋頭移位、掛線斷開或線松緊度影響，準確度得不到保證。而引入激光水平儀可有效杜絕以上施工中常遇見的預制標準失效問題，只要激光水平儀未受擾動，投射出的控制標準就不會出現偏差，激光水平儀在現場設置簡單，操作方便，有利于提高現場工藝控制水平。

(3)激光水平儀設置好后，使用過程通過投射的可見光來控制澆筑高程，減小收面高程控制難度，減少熟練工和專業測量人員的投入，降低施工成本。

(4)激光水平儀在地下洞室使用時受環境因素影響小，激光水平儀精度、投射距離和投射光線辨識度相比露天使用更具有優勢。在地下廠房系統大面積混凝土結構物澆筑平面高程控制中，平整度控制更加精確，一次性控制范圍更大。

(5)應用激光水平儀動態跟蹤混凝土澆筑技術控制手段，能夠實時便捷測量大面積混凝土澆筑過程中結構物頂面高程與設計高程偏差，及時修正偏差，避免出現超出設計規范允許誤差，減少后期施工難度或處理費用，確保結構物外觀效果。

4 結語

白鶴灘水電站左岸地下廠房安裝場底板混凝土施工平整度控制技術應用，取得良好質量控制成果，可為類似大面積混凝土施工平整度控制提供參考。通過優化施工工藝，施工過程使用測量儀器實時跟蹤檢測[5]，使現場作業更便捷，提升施工效率，減少施工成本，同時在提質增效構建本質質量方面取得了一定成果，對后續水電站大面積混凝土施工質量控制具有一定的指導和借鑒意義，具有一定推廣價值。