關于水電站溢洪道陡槽挑流坎結構砼施工工藝的探討

摘要：作者參建了某水電站建設的全過程，其中對水電站溢洪道陡槽----挑流坎結構砼采用的施工工藝進行了研究分析，水電站溢洪道陡槽施工建設達到了設計要求，工程質量良好，滿足結構設計要求與各位技術同仁共享。

關鍵詞：溢洪道陡槽 ;施工難點分析;結構砼施工;施工工藝;安全質量控制。

1工程概述

某境外水電站裝機容量240萬千瓦，為面板堆石壩，進水口隧洞引水發電廠房，并設計有斜槽式溢洪道。溢洪道陡槽段從樁號CH0+272.00開始，至樁號CH0+602.785結束，全長約330.785m，其坡比變化為別為S=0.14、S=0.1864、S=1925、S=0.2260以及S=0.2563，其后與挑流坎相接，相鄰坡段間通過1：2倒坡和平段過渡。陡槽橫斷面呈‘山形，分為左墻體、左底板、中墻、右底板和右墻體。

溢洪道挑流坎由左挑流坎和右挑流坎組成，與前部陡槽相接，挑坎面為圓弧面，圓弧半徑40米，圓心角59°22′31.7″。挑流坎結構砼分兩期施工：一期砼主要為墻體混凝土及二期預留臺階以下大體積基礎砼，砼標號為C20和C30，二級配或三級配;二期砼為預留臺階以上C30以及挑坎面層50cm厚C45硅粉砼，級配為二級配。

1.1 施工難點

1.1.1 施工道路布置困難

由于泄槽段陡坡段坡度較大，結構混凝土以外沒有布置施工道路的條件，只能在結構體范圍內布置施工道路，根據施工總體規劃，擬預留左、右底板（即B、D區）作為施工臨時施工道路，其坡度根據結構體底板坡度確定，最大達26%，施工道路坡度大，安全問題突出。

1.1.2 施工材料、設備轉移困難

陡槽段施工所需要的主要材料包括鋼筋、模板和混凝土，由于道路坡度大，施工車輛載重通行，轉彎，倒車困難，材料、設備運輸困難，設備機動性差。

1.2.3墻體施工難度大

陡槽段墻體單薄，高度達20m，倉面狹長，倉面數量多，每段墻體分5～7層施工，且都需在斜坡面上搭設鋼管操作架?；炷寥雮}設備布置困難，入倉難度大。

1.2.4左岸沖溝排水問題

泄槽左岸山體沖溝遇暴雨時來水量大，對泄槽特別是陡槽的C區和E區施工干擾大，需合理安排上述兩個區的施工順序，盡量避開沖溝來水對施工的影響。

1.2.5 施工工期緊

前期陡槽段由于各方面原因，沒有將工作面打開，陡槽段的施工集中在一年內施工，共有大約600個倉面，施工工期緊。

1.2 施工重點

利用B區與D區以及下游2個摻氣槽布置覆蓋全部底板的施工道路。

加快E區施工進度，盡快完成左墻暴雨溝施工，解決左岸排水問題，為爭取D區早日施工創造條件。

加快挑流坎左塊施工，充分利用布料機，為打開挑流坎相鄰塊創造條件，緩解后期施工壓力。

2施工道路布置

根據現場已有道路情況，結合后期施工組織計劃，現對陡槽及挑流坎的施工道路做出如下規劃：

1）在堰閘段施工通道未關閉前，可充分利用堰閘通道作為主要施工通道。該道路可通至11B拌和樓及進水口EL.180.00m平臺。砼罐車、鋼筋以及部分施工材料可通過該道路運至陡槽段。

2）現場將通往EL.236.50m平臺的道路與上壩道路相接，向上游可至11B拌和樓，向下游可至W6拌和樓。該道路為泥結碎石路面，路況較好，考慮作為后期陡槽段砼及物資運輸路線，但運輸距離較長。

3）利用現場已存挑流坎開挖出渣道路作為后期挑流坎施工的主要道路，并對該道路進行平整、局部平坡和拓寬處理，與廠房下游圍堰道路平緩相接。該道路通過下游圍堰可至W6拌和樓，且距離較短，可考慮作為挑流坎及消力池砼運輸主要路線。

4）場內施工道路在樁號CH0+272.00處由B區轉至D區，并沿D區直線布置，在三號摻氣槽部位沿開挖平臺轉至B區，向下游直接與挑流坎右邊塊開挖EL.106.00m平臺貫通。在3#摻氣槽右側EL.130.00m平臺部位有臨時施工支路可通至下游圍堰，但該道路坡陡彎急，可考慮作為臨時施工交通道?？稍贓L106.00m右側縱向齒槽部位回填渣料，形成臨時通道，通道寬7.5m。該通道可作為布料機轉移及塔機大件運輸道路。

3風、水、電供應

施工用風：僅基礎處理和可能的砼缺陷修補需要用風，可布置移動式空壓機1臺供風。

施工用水：主要包括清基及養護用水，從EL.236.5平臺水池引水，沿泄槽段A區邊墻布設主供水水管，然后通過支管引至各施工倉面。

施工用電：施工用電由布置在挑流坎右側的箱變接線至施工工作面。

4施工設備布置

4.1 斜槽段設備布置

陡槽段結構砼入倉主要利用移動式布料機（型號為BLJ-600-40B），布料機沿主要施工道路布置，主要負責底板混凝土以及墻體的第一、二層混凝土入倉。在布料機不能覆蓋的部位以及墻體小倉面利用50T履帶吊配合吊罐入倉或砼泵入倉。

4.2挑流坎設備布置

布料機：布料機作為挑流坎齒槽及底板的主要混凝土入倉設備，主要布置在兩個平臺，即右挑流坎的EL.106m平臺以及左挑流坎的EL.97m平臺，而混凝土的運輸則通過廠房下游圍堰運輸。

F0/23B塔機：布置在左挑流坎右邊塊LFB-2下游底板區域，可全部覆蓋左右挑流坎區域，主要用作施工材料包括鋼筋、模板、工器具的吊運，必要時可作為特別的墻體施工時砼入倉的手段。

履帶吊車及砼泵：履帶式吊車主要作為材料與模板的吊運工具，兼作為混凝土澆筑入倉設備;砼泵為主要入倉手段。

根據目前挑流坎施工的實際情況，為爭取盡快打開挑流坎工作面，對挑流坎施工順序以及設備布置做如下規劃：

1）盡快做好左挑流坎左邊塊LFB-1的施工準備工作，利用布料機作為主要入倉手段。布料機布置在EL97.00m平臺及下游護坦開挖基礎上移動鋪料。在該位置布料機可控制至高程EL109.35m，即可控制LFB-1前5層的砼入倉。6～10層砼澆筑可利用履帶吊配合臥罐或泵送入倉。塔機安裝就位后也可利用塔機吊1m3臥罐入倉。

2）在完成左邊塊LFB-1前5層砼施工，即可展開左挑流坎右邊塊LFB-2的施工。該部位可利用布置在EL.106m平臺的布料機入倉。布料機最大控制高程為EL.118.35m，即可控制前面10層以及挑流坎過流面二期砼的入倉。第10～11層墻體可用塔機吊臥罐或砼泵入倉。

3）關于陡槽段25.63%坡段左邊墻、左底板的砼入倉：布料機布置在右挑流坎左邊塊EL.106m平臺內可控制陡槽段左墻E39、E40以及左底板D19、D20的砼入倉。左邊墻E36、E37以及左底板D18可利用布置在左邊墻E35布料機工作平臺的布料機作為入倉手段。

4）在右挑坎右邊塊RFB-2齒槽局部回填至EL.106m高程后，以擴大EL.106m平臺布料機活動范圍。將布料機布置在右邊塊EL.106m平臺內，可控制右挑流坎左邊塊RFB-1以及下游護坦RFB-4、RFB-7、RFB-5、RFB-8的砼入倉，也可利用塔機作為砼入倉的補充手段

5）在完成右挑坎左邊塊RFB-1結構砼施工后，可展開右挑坎右邊塊RFB-2結構砼的施工。該部位施工時可利用布置在B區B18塊工作平臺上的布料機作為主要入倉手段，下游布料機覆蓋不到的部位可用塔機吊吊臥罐入倉。

6）挑流坎過流面二期砼可采用泵送入倉。

5模板工程

根據結構分層分塊及體形的不同，模板布置及施工采取不同方式。

1）對陡槽底板以及挑流面模板施工按以下規則配置模板：

其中B、D區拖模可用進水口拖模進行改造，C區拖模另行加工。

2）墻體標準分層可采用懸臂大鋼模。

3）墻體轉角部位加工定型鋼模板。

4）挑流坎墻體曲面部位可現立組合鋼模板。

挑坎過流面可采取曲面桁架下掛小鋼模的方式。曲面模板施工時，由測量全程配合，先安裝固定好模板安裝桁架，以作為鋼模面板安裝的導軌。模板安裝桁架用短φ48×3.5鋼管和可調節柱帽進行臨時支撐固定，間距為1.0×0.75m，待鋼模板安裝到該臨時支撐處時，將該臨時支撐拆除，并用模板內支撐代替。散鋼模板應隨砼的澆筑分段安裝，以滿足砼入倉及振搗的需要。另外隨砼的澆筑上升，在先澆段砼快初凝時，及時分段將模板拆除，并對砼表面進行適當的人工處理（套筒螺栓孔、模板印跡線、緩坡段可能存在的局部脫空、與邊墻相交處及局部不平順處等進行適當的人工收面處理），同時收面后應及時覆蓋濕麻袋并采用花管流水養護。

6鋼筋工程

鋼筋施工根據車間圖所示的型號、尺寸在鋼筋廠加工好后運至施工現場，由吊車吊入倉內進行人工綁扎。鋼筋安裝前，應根據測量放樣安裝好樣架鋼筋，后一層鋼筋施工時應對前一層鋼筋進行清理、調直，鋼筋的型號、間距、搭接長度、保護層厚度等必須嚴格按車間圖執行。鋼筋保護層未做特殊說明時均按10cm 控制，搭接和錨固長度不小于44倍鋼筋直徑。在墻體采用套筒接頭的部位，在砼澆注時要做好套筒的保護，防止套筒被砂漿污染、掩埋。

7止水的加工與安裝

陡槽段及挑流坎在結構縫面以及墻體接縫處均布置有銅止水，陡槽段墻體外側暴雨溝及挑坎下游以及中墻廊道結構縫設有橡膠止水。銅止水為1.2mm厚“Z”型銅止水，寬40cm;橡膠止水寬355mm。

7.1 止水的加工

“Z”型銅止水在木工廠內用止水加工專用模具壓制成型，一次加工的長度應根據結構塊的尺寸確定以盡量減少搭接接頭，加工時部位負責人應向車間提交計劃（包括每條止水帶的長度、數量），以免造成不必要的浪費。

7.2 止水的安裝

安裝時應嚴格按照車間圖所標示的位置進行安裝，包括止水的安裝高程、樁號等必須符合車間圖的要求，對需要延伸至相鄰塊或墻體內繼續上升的止水帶要留有足夠的搭接長度，以便下次施工。止水的固定利用專用圍囹進行固定，嚴禁在止水帶上打孔固定。橡膠止水安裝時嚴格按照設計位置布置，縫兩側的止水片寬度要大致相等，并用鐵絲環拉緊，防止移動。同時在混凝土澆筑前將止水片上所有的油跡、灰漿和其它影響混凝土粘結的有害物質徹底清除。橡膠止水在安裝過程中要防止撕裂、掛擦、刻劃，不滿足要求的止水片要及時修補或替換。

7.3 止水接頭的連接

“Z”型銅止水接頭形式主要有：“十”字接頭、“丁”字接頭及搭接接頭三種形式，每種接頭的焊接樣品均已經過當地具有相關資質部門的檢驗，經檢測滿足設計要求。進行接頭現場焊接施工的焊工必須持有相關的資質證明，并經過本項目相關部門的培訓且經考核合格后方可上崗。橡膠止水要按照制造商的說明書進行加熱拼接，接頭處抗拉強度滿足設計要求。

8結構砼施工

8.1 清基

在進行相應塊結構砼施工前，首先應對基面進行清理，清理主要包括：1）將基面的淤泥、砂漿及其它雜物進行清理并用高壓水沖洗干凈。狹小倉面或鋼筋密集部位采取人工鑿毛，鑿毛采用鈍斧，禁止采用尖利工具，防止破壞結構砼;2）對下層已澆筑的鑿毛處理、預埋的結構鋼筋進行清理、調直，對鋼筋表面的污物清理;3）清基完成及在砼澆筑過程中，應采取必要措施，對外來水進行妥善引排，避免倉面的二次污染。

8.2 砼技術指標

陡槽段：過流面面層為50cm厚C45硅粉砼，其余部位砼標號為C30。

挑流坎：挑坎過流面面層為50cm厚C45硅粉砼，二期臺階以下砼標號為C20，其余部位砼標號為C30。

砼級配根據現場入倉方式選取二級配或三級配，面層C45硅粉砼以及泵送砼為二級配，吊罐或布料機入倉優先選用三級配。

8.3 砼澆筑

砼入倉方式參考第4條“施工設備布置”。砼鋪料采用平鋪法，每一坯層厚度控制在30～50cm，澆筑方向按照從上游到下游、由低至高的順序進行澆筑。為避免緩坡段模板表面砼出現脫空現象，每一砼澆筑坯層靠模板表面應采用適當、有序打壓。砼下料時應將模板表面及其他邊角部位的集中骨料用人工鏟除分散均勻，以避免產生蜂窩、麻面等局部缺陷。砼振搗時嚴禁以平倉代替振搗，平倉后應分層有序振搗，同時振搗器應垂直插入砼內并伸入下一坯層5～10cm。振搗器采用φ100振搗棒，邊角部位輔以φ70軟軸振搗器。另外為保證砼表面光潔、密實，在每一坯層澆后30分鐘～45分鐘，砼尚未初凝前用φ70軟軸振搗器在靠近模板表面對砼進行二次復振。

8.4 養護

由于面層砼為C45高標號硅粉砼，為避免砼表面因水份蒸發過快而產生干縮裂縫，要求在砼澆筑完畢且初凝后，應在砼表面立即覆蓋濕麻袋并采用花管進行流水養護，養護時間不得少于28d。墻體砼養護至上層砼覆蓋為止，最上層墻體砼養護14天以上。

施工質量控制

1. 嚴格執行三檢制，既班組自檢、主管初檢、質量與監理終檢，尤其要加強自檢、初檢，發現問題應及時處理。

2. 現場主管及其他中方管理人員應向勞務做必要的技術交底，施工過程中要加強巡視和指導，必要時要做出示范。

3. 要做好防雨工作，砼開倉前要配備必要的防雨設施（如彩條布及搭設防雨棚）。

4. 倉內砼積水及外來水要及時處理，砼開倉前要配備必要排水工具（如鐵鍬、棉紗、灰桶等）。

5. 加強與拌和樓的聯系，保證砼供料的連續性，尤其要避免出現施工冷縫。如確定拌和樓因故障長時間不能來料，應及時將倉面砼料做妥善處理，停澆砼待以后做施工縫處理。

6. 加強施工機械的維修保養工作，避免施工中途出現故障，大倉面要有備用的澆筑設備。

7. 模板的固定、支撐必須牢固可靠。砼澆筑時要安排專職人員看模，尤其是止水部位要加強看護以防止水在砼澆筑過程中跑偏。在澆筑過程中如果出現局部跑模要及時校正。

8. 嚴格按照車間圖施工，對圖紙理解一定要統一，理解有偏差的部位要及時通知技術部門解釋。

9. 規范砼下料、振搗等施工工藝，保證砼的振搗密實，堅持二次復振工藝。

8.5安全文明施工

1. 嚴格按照安全生產的規定、要求組織施工生產。

2. 進入施工現場，必須按要求佩戴好安全帽、穿好工作鞋，高空作業要系好安全繩及安全帶。

3. 現場施工的材料及工器具要有序擺放，文明施工，施工完后要及時清場。

4. 高空施工要防止工器具及材料墜落對下面人員造成傷害。

5. 危險部位安全標示要醒目、明確，并用中、英、馬三種語言標示清楚。

6. 加強現場安全用電管理，非專職電工不得進行電氣操作。現場電源線布設必須規范整齊，同時對電源線要隨時進行檢查看有無破皮等安全隱患。

7. 布料機以及其他大型設備必須由專職人員操作，并配備專門的安全員及信號工。

8. 履帶吊必須在平坦、堅實的地面上作業、行走和停放。正常作業時坡度不大于5%。在挑坎下游履帶吊需在坡面作業的部位，必須鋪設臨時工作平臺，并與基坑、溝槽保持一定的安全距離。

9. 加強現場交通安全管理，安排專職人員進行交通指揮。

10. 坑槽及臨空部位要設置必要的安全通道護欄。

結束語

水電站溢洪道陡槽—-挑流坎結構砼實際施工過程中，在全體施工人員的共同努力下，施工過程及工藝嚴格按照本文介紹進行，成功克服了施工道路布置困難、施工材料及設備轉移難度大、施工期排水布置難度大和施工工期緊等施工難點。成型的溢洪道陡槽—挑流坎墻體和底板砼面光滑，特別是底板不同坡度的坡面混凝土施工采取本文設計的抹面方式，砼收面質量受到嚴格并有效的控制。同時，施工設備以及砼澆筑入倉手段嚴格按照本文介紹進行施工，因此盡管施工難度較大，但由于施工設備得到了高效的利用，實際施工進度滿足預期。業主對水電站溢洪道陡槽-—挑流坎結構砼施工進行了全程的監督，并對結果給予了高度的評價。目前水電站溢洪道陡槽-—挑流坎已經投入穩定運行之中。

作者簡介：楊可漢、出生年月：1980.01.19、性別：男、民族：漢、籍貫（湖北公安）、學歷（本科）、職稱：工程師、研究方向：水利水電工程。