水工溢洪隧洞底板混凝土施工技術(shù)

　　摘要：以新疆恰甫其海水利樞紐表孔溢洪洞工程為例，詳細(xì)介紹了水工隧洞底板及弧形邊墻多種不同標(biāo)號混凝土連續(xù)施工及其表面平整度控制的施工技術(shù)，為同類工程的施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

　　1．工程概況

　　地理位置：恰甫其海水利樞紐工程位于伊犁地區(qū)鞏留縣境內(nèi)，壩址位于特克斯河中下游河谷的烏孫山峽谷中，距特克斯河與小吉爾尕郎河匯合口約300m處。

　　工程規(guī)模：特克斯河流域共規(guī)劃39庫31級電站，其中恰甫其海水利樞紐是流域規(guī)劃中最大的控制性工程，具有灌溉、發(fā)電、防洪、生態(tài)等綜合效益。樞紐裝機(jī)容量320MW，攔河壩最大壩高108m，總庫容19.61億m3，具有不完全多年調(diào)節(jié)功能，屬大（Ⅰ）型一等工程。其表孔溢洪洞為該樞紐的重要建筑物之一。

　　設(shè)計(jì)形式：表孔溢洪洞進(jìn)口采用開敞式進(jìn)口，洞身為明流洞泄洪形式，由引渠段、控制段、斜井段、反弧段、漸變段、洞身泄槽段、出口明渠段及消能段組成。校核洪水位1001.82m時(shí)，表孔溢洪洞下泄流量2200.06m3/s，設(shè)計(jì)洪水位998.75m時(shí)，下泄流量1625.62 m3/s。由于下泄流量大，水流速度高等特點(diǎn)，整個(gè)洞身外觀設(shè)計(jì)為城門洞形，洞身由斜井段、反弧段、漸變段以及標(biāo)準(zhǔn)段組成，采用了底板流水面鋪設(shè)20cm厚C60硅粉混凝土，以提高抗沖蝕性能。

　　2．方案選擇

　　水工泄洪隧洞底板設(shè)計(jì)采用了C25、C60、C30三種不同標(biāo)號的混凝土，要求依次將C25、C60、C30混凝土連續(xù)澆注起來，并不得有施工冷縫（即在混凝土澆注過程中，混凝土不得出現(xiàn)初凝現(xiàn)象）。

　　依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、規(guī)范的要求，解決好底板硅粉混凝土收面、邊墻弧形混凝土的水泡、汽泡以及澆注邊墻混凝土?xí)r從底板上返，是澆好底板混凝土的關(guān)鍵所在。因此選用的總體施工方案：在澆筑底板混凝土前，搭設(shè)兩側(cè)邊墻弧形段混凝土入倉滑槽及支撐架子，混凝土輸送管從中間向兩邊分，邊墻上部設(shè)滑槽，滑槽覆蓋整個(gè)倉面，表孔溢洪洞洞身底板和底板弧形段混凝土一次性進(jìn)行澆筑。先澆筑底板C25混凝土至C60硅粉混凝土底面，再澆筑C60硅粉混凝土至流水面標(biāo)高，人工開始收面，收面先用滾筒大致找平，然后利用滾筒搭設(shè)木板，人員站在木板上，先用木抹子拉平，再用鐵抹子逐遍抹平、壓光，同時(shí)澆筑邊墻弧形段C30混凝土。邊墻弧形段模板設(shè)計(jì)采用大小兩塊，大塊的安裝在下部，小塊的安裝在上部。下部大塊模板的安裝必須要利于拆除。邊墻混凝土澆筑完畢后，必須要掌握好倉內(nèi)下半部混凝土的初凝時(shí)間，當(dāng)該部混凝土剛剛達(dá)到初凝，且能保證上半部混凝土穩(wěn)定的條件下（即混凝土不坍塌、不流淌），必須立即組織足夠的人員及時(shí)將下部大塊模板拆除，模板邊拆除邊對混凝土表面進(jìn)行人工收面。上半部模板待混凝土終凝后，再拆除。

　　3．關(guān)鍵技術(shù)與主要施工工藝

　　表孔溢洪洞底板弧形混凝土襯砌采用一次性澆筑至邊墻230cm高度，便于二期全斷面鋼模臺車整體澆筑邊墻拱頂與底板連接的施工方法。

　　混凝土由混凝土拌合站供應(yīng)，混凝土拌合站安裝JS-1000型混凝土拌合機(jī)，配有自動計(jì)量裝置，每小時(shí)可生產(chǎn)混凝土40m3，4臺6m3混凝土輸送車輸送混凝土至施工現(xiàn)場，由一臺HBT-60型混凝土輸送泵輸送混凝土入倉?；炷两Y(jié)構(gòu)的鋼筋在鋼筋加工場集中加工，施工現(xiàn)場人工安裝，混凝土振搗采用6臺插入式振搗器振搗，底板與邊墻灌漿管在澆筑混凝土前預(yù)埋固定，人工抹面收光方法。

　　3．1關(guān)鍵技術(shù)

　　3.1.1邊墻弧形模板設(shè)計(jì)

　　混凝土的外觀質(zhì)量和幾何尺寸主要靠模板整齊規(guī)則和優(yōu)質(zhì)的加工以及掌握好拆模收面的時(shí)間來保證?；⌒芜厜Σ捎冒霃綖?.5M，1/4的圓弧設(shè)計(jì)，模板設(shè)計(jì)時(shí)考慮安裝方便和拆模收面的需要，特別是邊墻混凝土在初凝之時(shí)，混凝土能夠收面的情況下必須拆模收面，而弧形上部混凝土在初凝時(shí)拆模會坍塌，因此設(shè)計(jì)成上下兩塊，下塊拆除收面，上塊模注振搗好混凝土即可。拆模收面的目的：解決弧形部位混凝土振搗時(shí)聚積在鋼模內(nèi)壁上大量的氣泡和水泡。

　　3.1.2 混凝土入模順序

　　從底模設(shè)計(jì)圖中可以看出:混凝土設(shè)計(jì)采用了三種同標(biāo)號，要連續(xù)澆筑起來。由此，先澆筑底板C25混凝土60CM厚至C60硅粉混凝土底部，再澆筑C60硅粉混凝土，澆筑C60硅粉混凝土?xí)r，將弧形邊墻兩側(cè)的C30混凝土位置留出，然后澆筑C30邊墻混凝土，澆筑弧形混凝土分三層兩側(cè)邊墻對稱澆筑，振搗密實(shí)。最終在C60硅粉混凝土收好面之后，對弧形邊墻拆模收面。無論是硅粉混凝土還是C30邊墻混凝土收面，均要掌握好時(shí)間，保證拆模收面的施工人員。

　　3.1.3抗風(fēng)措施

　　由于底板流水面設(shè)計(jì)采用厚20CM的C60硅粉混凝土，而硅粉混凝土在澆筑后表層凝固相當(dāng)快，1.5~2.0小時(shí)之內(nèi),表層5~8CM厚形成一層硬殼，在常溫下遇風(fēng)凝固更快，30mih內(nèi)可形成硬殼。隧洞開挖完成后，洞身斷面大（開挖最小斷面寬12.6M*高14.6M），洞身縱坡7%，因此，從洞中流過的穿堂風(fēng)較大。為避免硅粉混凝土表面凝固太快，影響混凝土表面收面，必須采取抗風(fēng)措施。其具體做法：每倉混凝土澆筑前，在底板混凝土一端用腳手架桿，架設(shè)5M高，再用花格布擋住，直至收面完成，混凝土表面覆蓋養(yǎng)生氈毯方能拆除。

　　3．2工藝流程

　　底板混凝土施工工藝：底板基底清理、巖面沖洗、澆筑墊層混凝土（找平，澆至設(shè)計(jì)開挖底標(biāo)高）、鋼筋扎、支立模板、澆筑混凝土等工序。

　　3．3施工要點(diǎn)

　　3.3.1基底

　　基底清理干凈后，巖面清冼前使用質(zhì)檢小錘敲擊，檢查基巖堅(jiān)固情況，松動巖塊全部清除后再進(jìn)入下道工序。巖面清洗干凈后，繪制地質(zhì)素描圖，并會同設(shè)計(jì)、監(jiān)理、業(yè)主、質(zhì)檢站聯(lián)合驗(yàn)收基底地質(zhì)及開挖情況，注意保持巖面潔凈。

　　澆筑混凝土前將坑內(nèi)積水排除，用拖把拖干，并用抹布將泥漿、石粉等灰塵擦洗干凈。

　　3.3.2模板安裝

　　按設(shè)計(jì)圖紙測量放線，每環(huán)節(jié)9.95m，模板安裝嚴(yán)格控制標(biāo)高，加固穩(wěn)定，防止變形和偏移。模板的面板涂脫模劑，提高混凝土表面的光潔度。安裝完工后進(jìn)行位置檢測，主要測量模板中線與隧洞中線

　　偏差和模板控制點(diǎn)高差。弧形模板的安裝更為重要，由于模板是懸置在鋼筋上面，因此，預(yù)先設(shè)置支撐和內(nèi)拉的錨桿，用錨桿控制模板的設(shè)計(jì)位置，使模板不得下沉和上浮。

　　3.3.3混凝土澆筑與收面

　　嚴(yán)格按照底板混凝土施工流程作業(yè)，特別控制好不同標(biāo)號混凝土的澆筑位置。硅粉混凝土流水面收面，自制長10.5米φ200的鋼滾筒，一端靠在已澆筑好的混凝土底板上，另一端靠在檔頭板頂面用來控制高程的槽鋼頂面來回滾動找平混凝土表面。使用鋼滾筒的作用：一是來回滾動壓實(shí)混凝土表面有收平表面作用；二是來回滾動壓出混凝土的水泥漿易收平表面作用和提高表面混凝土強(qiáng)度。待混凝土將要初凝時(shí)人工用木抹子初步壓平，再用鋼抹子分三次進(jìn)行抹面收光，因硅粉混凝土凝固快，混凝土澆筑完1.5~4小時(shí)內(nèi)必須完成抹面壓光工作。弧形邊墻由于弧形半徑?。≧=1.5米），振搗棒振搗混凝土冒出的氣泡和水泡大量地聚積在鋼模的內(nèi)壁上，無處可能排除，待混凝土終凝拆掉鋼模時(shí)，就可發(fā)現(xiàn)混凝土表面有大量的氣孔，表面沒有平整度和光潔度，嚴(yán)重影響面層混凝土的強(qiáng)度和質(zhì)量，高速水流通過時(shí)將從氣孔處沖開，將混凝土沖毀，嚴(yán)重影響溢洪洞的使用。而將弧形模板拆掉收面，既提高了混凝土的光潔度又提高了表層混凝土的強(qiáng)度。但要將1.5米高的弧形模板全部拆除是不可能的，因?yàn)闈仓赀厜炷?，待上部混凝土能拆模時(shí)，先澆的下部混凝土已凝固，因此，研究采用上下兩塊模板組合，僅拆下部大塊模板收面，上部模板內(nèi)的混凝土靠認(rèn)真搗固就可避免氣孔的發(fā)生。從而基本上可解決弧形模板所產(chǎn)生的氣孔問題。

　　4．實(shí)施效果

　　通過研究上述技術(shù)，恰甫其海表孔溢洪洞工程的底板混凝土，在施工過程中，完善了施工技術(shù)，使該技術(shù)得到了監(jiān)理、業(yè)主及有關(guān)人士的認(rèn)可，混凝土的質(zhì)量得到了保證。

　　5．結(jié)束語

　　在新疆恰甫其海表孔溢洪洞施工中，開發(fā)應(yīng)用了綜合技術(shù)革新，尤其是底板流水面的硅粉混凝土表層采用鋼滾筒方法和底板邊墻弧形模板下部拆除收面方法的應(yīng)用，大大簡化了施工工藝，提高了施工速度和增創(chuàng)了經(jīng)濟(jì)效益。

　　本工程的修建為水利水電工程同類大斷面隧洞底板弧形邊墻混凝土，在不同標(biāo)號混凝土要連續(xù)澆筑施工提供了科學(xué)依據(jù)，積累了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。