胡寧軍

（湖南省水利水電工程總公司 長沙市 410007）

1 工程概況

洮水水庫工程位于湖南省茶陵縣東南洮水村境內(nèi)，為洣水支流沔水河下游最末一個梯級，是以防洪、發(fā)電為主，兼有灌溉、養(yǎng)殖的綜合利用工程。樞紐永久建筑物主要由面板堆石壩、左岸多級開敞式溢洪道、右岸引水隧洞、壩后式廠房和變電站組成。最大壩高102.6m，水庫正常蓄水位205.0m，總庫容5.194億m3，防洪高水位以下預(yù)留防洪庫容1.0億m3，水電站裝機容量69MW。大壩面板面積26000m2，混凝土總量11430m3。面板設(shè)計為：14m寬10塊，7m寬11塊，9m寬1塊，12m寬1塊。合同計劃分3次施工，大壩壩體設(shè)計要求充分沉降，沉降期3個月以上，根據(jù)工程實際情況和面板施工時間及相應(yīng)工程量的大小不同，實際施工分2次拉面板，第1次由底拉至174m高程，施工期3個月，第2次由174m拉至206.5m高程，施工期兩個月。

2 工程特點

（1）面板混凝土施工與大壩填筑施工干擾。

面板混凝土于2008年10月10日澆筑，而大壩的填筑要至12月份才填至206.5m，因計劃2009年4月30日下閘蓄水，且填筑的壩體至少要求3個月的沉降期，而面板混凝土量約11430m3，鋼筋制安817t，加上面板混凝土澆筑完成后，還需施工面板面層止水及壩前粘土區(qū)和蓋重區(qū)，施工任務(wù)相當(dāng)艱巨，故面板開澆的同時，大壩的填筑不能停工。

（2）混凝土澆筑方法。

面板混凝土采用6m3混凝土攪拌車從攪拌站運輸至壩頂，坡面上設(shè)置溜槽，14m塊設(shè)二道，7m塊設(shè)一道，混凝土采用溜槽直接入倉，面板混凝土采用無軌滑模，由2臺（5～10）t卷揚機牽引，面板厚度由側(cè)?？刂疲瑐?cè)模采用鋼木相結(jié)合，滑模在側(cè)模上滑行，振搗操作平臺、平板振搗器、抹面平臺與滑模固定一起，電動插入式振搗器結(jié)合平板振搗器進行振搗。面板混凝土分兩期施工，一期從2008年10月20日至2009年元月20日，澆筑至174m高程，二期從2009年元月21日至2009年3月20日,由174m高程澆筑至206.5m高程，混凝土高峰澆筑強度在12月份，達2700m3，最大日澆筑強度250m3/d。

（3）混凝土設(shè)計和技術(shù)要求。

面板堆石壩的面板要求具有一定強度、防滲、防裂、抗凍等性能，根據(jù)技施圖對面板混凝土的設(shè)計要求：本大壩面板混凝土設(shè)計為C25，水泥42.5的普通硅酸鹽水泥,混凝土實施“四摻”，即摻ⅠⅠ級粉煤灰、聚丙烯纖維、摻引氣劑和高效減水劑等，混凝土的配合通過試驗試配而得。

（4）單塊面板混凝土施工流程。

測量放樣-伸縮縫鑿槽-回填水泥砂漿或瀝青砂漿-底部銅片止水安裝-鋼筋制安-側(cè)模安裝-溜槽及滑模就位-混凝土澆筑-養(yǎng)護-伸縮縫頂部止水施工。

3 施工工藝及施工方法

3.1 伸縮縫鑿槽和砂漿墊層回填

面板伸縮縫包括垂直縫和周邊縫，周邊縫長約400m，垂直縫長約2300m，周邊縫止水下設(shè)計為1∶10的瀝青砂漿墊層，垂直縫下設(shè)計為M20的水泥砂漿墊層，因大壩填筑時，采用擠壓邊墻混凝土后，需沿伸縮縫位置，人工按設(shè)計尺寸鑿除邊墻混凝土后用砂漿墊層進行回填，以滿足設(shè)計要求。

鑿除邊墻混凝土采用人工實施，因受面板混凝土施工工期制約，計劃按每一塊分別進行，坡面施工時，人工在操作臺車上進行，自上而下，鑿槽尺寸按設(shè)計：寬60cm（AB型垂直縫）或70cm（D型垂直縫），深20cm，每鑿（30～50）m長清洗驗收一次后，回填M20砂漿，砂漿由砂漿機就近拌制后，由臺車運輸至工作面，人工搗實找平，拉線控制墊層面高程，其誤差范圍控制在每20m不超過5mm的要求內(nèi)，對不符合要求的回填墊層要及時修正找平。墊層回填至設(shè)計高程后，若墊層面與相鄰邊墻混凝土面存在高差時，保證中心線左右側(cè)20cm范圍內(nèi)平整度，以確保PVC墊片安裝的平整，其外側(cè)用砂漿與邊墻混凝土斜坡連接，二者間不允許有突變。

周邊縫同樣采用人工鑿槽，槽深10cm寬50cm，按面板分塊進行，每一塊驗收一次，修復(fù)銅片后回填瀝青砂漿墊層，同時鋪貼止水底部PVC止水條。

3.2 坡面測量控制及修整

（1）測量控制。

邊墻坡面控制線以所有面板垂直縫中心線作控制線,在鑿槽后進行墊層砂漿回填時對該控制線上每一個點高程按設(shè)計要求高程嚴格進行控制:回填時沿中心線施測若干點的高程作為控制高程，然后拉線作為墊層面高程的控制,同時邊回填邊用2m尺檢查,對超出規(guī)范要求的誤差范圍的墊層及時修正，以確保垂直縫中心線面板厚度在5mm誤差范圍內(nèi)。通過對上述墊層回填控制垂直縫中心線的高程和位置后，垂直縫中心線既可以作為邊墻坡面平整度的控制線，又可以用作面板側(cè)模高度的控制線，即控制了面板面的平整度?？刂凭€確定后，考慮邊墻坡面大范圍一次進行檢測時，坡面上人工進行檢測操作難度大，故采用分單塊進行檢測，即在每塊面板鋼筋綁扎前，測量人員利用操作臺車，按3m×3m的方格網(wǎng)進行檢測，檢測結(jié)果分塊上報給監(jiān)理和業(yè)主，對超出規(guī)范規(guī)定誤差范圍（+5cm～-8cm）的突出部位，人工進行鑿除，以確保面板厚度控制在誤差范圍內(nèi)，所有面板混凝土完成后將各單塊測量成果匯總后作為最后存檔資料。

（2）坡面修整。

由于大壩壩體的沉降和擠壓邊墻施工可能對邊坡平整度有誤差，經(jīng)測量后若發(fā)現(xiàn)坡面邊墻砼突出，占據(jù)面板混凝土厚度位置時，人工鑿平，及時將渣土清運出倉面，直至達到規(guī)范要求誤差范圍內(nèi)，誤差范圍根據(jù)規(guī)范按（+5～-8）cm控制。

3.3 模 板

根據(jù)本工程面板混凝土澆筑的施工特點，側(cè)模采用鋼木結(jié)構(gòu)，面模采用滑模施工。

3.3.1 滑 模

滑模采用鋼結(jié)構(gòu),先加工成型，滑模加工兩套，一套長16m，寬1.6m，滿足寬14m和12m面板混凝土的施工，一套長9m，寬1.5m，滿足寬7m寬及9m寬面板混凝土的施工，全部為鋼結(jié)構(gòu)?；Ｉ瞎潭?臺平板振搗器，設(shè)置操作平臺，為防混凝土對滑模的浮托力，在滑模平臺上安設(shè)配重塊，滑模由2臺（5～10）t慢速卷揚機牽引，卷揚機布置在相應(yīng)澆筑塊的壩頂上，為方便壩頂卷揚機移位，卷揚機采用預(yù)制混凝土塊加壓牽引固定，預(yù)制塊預(yù)埋吊環(huán)，移位時采用挖機吊移?；２捎脽o軌滑模，澆筑時滑模沿側(cè)模頂往上滑動。

3.3.2 側(cè) 模

根據(jù)設(shè)計，面板設(shè)計厚度與水位有關(guān)，按公式B=0.3+ 0.0035（206.5-H）控制，其中H為面板任意位置混凝土的面高程，根據(jù)公式，面板厚度在河床趾板周邊縫位置最大62.2cm，最薄在206.5m高程30cm厚。采用無軌滑模，澆筑時滑模沿側(cè)模頂往上滑動，側(cè)模高度必須與面板厚度嚴格保持一致，側(cè)模高度是漸變的，為方便模板安拆，側(cè)模采用200mm槽鋼和10mm×10mm方木現(xiàn)場通過螺桿拼裝而成，側(cè)模高度的漸變由方木的厚度進行控制，考慮側(cè)模板安裝在面板銅片止水的鼻子上，最底部采用方木，方木內(nèi)側(cè)鑿缺口，以保證銅鼻子在伸縮縫中心位置；面板縫面半V形槽的形成：采用同尺寸的三角形木條貼在側(cè)模頂內(nèi)側(cè)；模板固定：外側(cè)采用三角支撐架，間距1.0m，用錨桿固定在邊墻混凝土上，內(nèi)側(cè)利用已制安鋼筋加支撐固定。

3.4 鋼筋制安

面板鋼筋設(shè)計為Φ18、Φ16、Φ14ⅠⅠ級鋼筋，雙層，所有部位的鋼筋嚴格按設(shè)計圖紙要求，事先配料，填好配料單，并經(jīng)核對無誤后送至鋼筋加工廠進行加工。

鋼筋的安裝位置、間距、保護層及各部位鋼筋規(guī)格、形式符合施工設(shè)計圖紙和規(guī)范規(guī)定。直徑小于16mm的鋼筋采用綁扎搭接，直徑大于16mm的鋼筋采用焊接搭接。水平筋和斜面鋼筋安裝時，采用架立形式，選用Ф25 mm鋼筋作架立筋，架立鋼筋打入擠壓邊墻混凝土40cm。

3.5 止水制安

3.5.1 止水銅片加工

銅片加工采用自制的專用加工模具進行，專用模具為鋼結(jié)構(gòu)，底部由兩型鋼焊在支架上，中間預(yù)留槽，槽寬與銅鼻子寬一致，中部有活動壓板，壓板上的支撐桿與油壓泵相連，頂部為液壓泵，加工時通過油動液壓泵實行加壓，將銅片壓制成設(shè)計尺寸。銅片購進時為卷材，總寬600mm，加工時可根據(jù)運輸和結(jié)構(gòu)要求長度進行剪切，考慮運輸?shù)木窒扌?，加工成?0～20）m長一塊。

3.5.2 止水銅片的安裝

銅止水安裝前，于砂漿墊層回填后，伸縮縫位置及高程經(jīng)測量放樣并找平，墊層上平鋪PVC墊片，墊片尺寸400mm×6mm。

銅片止水廠內(nèi)或大壩上加工成型后，在運輸和安裝時應(yīng)避免扭曲變形，其表面浮土、污漬要及時清除，砂眼、釘孔缺口應(yīng)焊補。

銅片鼻子頂塞入橡膠棒后填聚氨脂填充料，并用膠帶密封，以防水泥漿進入空腔。

測量校準墊片安裝位置后，將銅片就位，安裝，接頭采用銅焊接，焊縫搭接2cm，銅片與墊片充分接觸，并防止水泥漿浸入其間，止水中心線與設(shè)計偏差不得超過5mm。

3.6 溜槽及滑模就位

3.6.1 溜槽制安

溜槽先在加工廠制作成型，溜槽采用2mm厚鐵板，長度1m，呈倒梯形型，外圍用12圓鋼焊牢固，防止溜槽變形，兩側(cè)焊接掛鉤和掛環(huán)。溜槽安裝采用人工，自下而上安裝在面板鋼筋上，用鐵絲斜拉在鋼筋上，拉筋每30m一道，頂部設(shè)受料斗。14m寬面板設(shè)左右兩道溜槽，7m寬面板設(shè)一道。

3.6.2 滑模就位

滑模就位，鋼筋和側(cè)模安裝好后，將滑模移位至待澆面板的最低端，壩頂卷揚機和滑模采用挖機吊移就位，滑模吊至坡面頂，利用滑模自身滑輪，卷揚機雙向牽引沿坡滑下至面板最低端，滑移過程中對有陡坎的部位，采用千斤頂結(jié)合人工臨時搭橋的方式，將滑模移至面板最低端，對面板底端為三角形或梯形，同樣可以利用滑板從最低端往上滑動澆筑混凝土，無需另行裝模。

3.7 混凝土拌制和澆筑

3.7.1 混凝土拌制

面板混凝土采用二級配C25，“四摻”，其拌制在集中拌和站拌制，拌和機為1.5m3的攪拌機，成品砂石料入機：成品堆場3m3裝載機裝入生料斗，通過自動控制下料閥門下料至稱量斗，計量后由B650皮帶機運輸提升至拌和樓三樓的受料斗內(nèi)，下料入攪拌機，水泥和粉煤灰分別從散裝水泥罐和粉煤灰罐中通過D300的螺旋機直接運輸至拌和機內(nèi)，減水劑、纖維及引氣劑采用人工在拌和樓三樓直接加入河砂上。為了保證纖維充分攪拌均勻，攪拌時先加入干拌1min左右充分攪拌均勻后，才加水?dāng)嚢?，攪拌時間要符合規(guī)范要求。

3.7.2 混凝土澆筑

混凝土采用6m3混凝土攪拌車自拌和站運輸至大壩頂。采用溜槽、布料短管入倉；溜槽為倒梯形，上加蓋板，14m寬面板設(shè)兩道溜槽，7m寬面板設(shè)一道溜槽，溜槽頂設(shè)受料斗，底部設(shè)有移動式布料槽，盡可能使混凝土布料勻均，溜槽由鐵絲拉在鋼筋上間距15m。

在澆筑第一車時，采用與混凝土同標號的水泥砂漿，以確保面板最低處周邊縫止水周圍的密實度。

混凝土入倉后采用人工平倉，分層布料，每層布料厚度（25～30）cm，嚴禁出現(xiàn)骨料分離集中現(xiàn)象，采用Φ50或Φ30插入式振搗器振搗，振搗器插入方向必須在滑模前沿垂直向下，嚴禁緊靠模板和順坡面伸入滑模底下振搗，以防漂模和跑模，并及時清滑模前沿超厚的混凝土，隨著滑模上升將插入邊墻內(nèi)的架立筋割斷，并去除渣。滑模每次滑升速度不大于40cm，滑升間隔時間15min左右，最長不超過30min，平均滑升速度（1.5～2）m/h，最大不超過4m/h。

混凝土澆筑完成24小時后開始拆除側(cè)模板，拆模后立即對面板側(cè)面和V形止水槽進行修整，并涂刷厚乳化瀝青。

3.8 混凝土養(yǎng)護

混凝土出模經(jīng)人工收面后，采用麻袋或草袋覆蓋混凝土表面以防凍保濕，在175m高程和206.5m高程沿壩軸線向設(shè)一水平養(yǎng)護專用水管，水管為Φ30鋼管，管壁鉆Φ3mm大的孔，孔位間距30cm，水管通水后水流通過小孔向混凝土上噴灑通水沿坡面流動，實現(xiàn)面板24小時不間斷養(yǎng)護?；炷琉B(yǎng)護時間在28天以上。

3.9 表面止水施工

3.9.1 工藝流程

混凝土面板澆筑28天后，即可著手施工表面止水，表面止水施工包括地基處理并鉆孔、涂底膠并鋪設(shè)橡膠棒、手工或機械嵌填GB填料、安裝GB復(fù)合板、SK封邊劑封邊。

3.9.2 地基面處理

首先用水沖洗槽內(nèi)外，除去表面的浮渣和松動的混凝土表面及污漬。然后對局部不平整的混凝土表面（如蜂窩麻面）使用磨光機打磨平整。測量放線后，將鍍鋅扁鋼按順序放置在設(shè)計位置上，依據(jù)扁鋼上的孔位進行鉆孔?；炷帘砻媲逑锤蓛艉髮⒔涌p處晾干或烘干。

3.9.3 涂刷SK底膠

SK—Ⅰ底膠適用于在干燥混凝土表面進行GB類材料的粘貼施工。粘貼部位經(jīng)過表面處理后，涂刷SK—Ⅰ底膠。涂刷完畢后，靜停（10～30）min（具體視現(xiàn)場溫度而定），待膠面不粘手時安裝橡膠棒。

3.9.4 手工嵌填塑性填料

嵌填之前，根據(jù)填料的設(shè)計斷面確定嵌填形狀，并將填料切割成相應(yīng)形狀。填料填入縫內(nèi)后，將邊緣部位錘壓密實，接頭部分做成坡形過渡，以利第二層的粘貼，每層接頭部分的位置均勻錯開。粘貼過程中排出GB填料與混凝土粘結(jié)面之間的空氣，并要保持待粘面干燥以及一定的填料表面溫度。嵌填完成后，保證12小時內(nèi)不過水，不任意撕扯，避免造成人為破壞。

3.9.5 GB復(fù)合板安裝

在已處理過的混凝土表面均勻涂刷SK底膠將復(fù)合板粘貼在混凝土上。粘貼過程中排出空氣，復(fù)合板鋪展平整，與混凝土面粘貼處用手壓密實，復(fù)合板在膨脹螺栓位置鉆孔。

將固定用的扁鋼固定在復(fù)合板上，扁鋼緊貼復(fù)合板下部的填料包邊緣安裝，保證復(fù)合板與混凝土間的柔性填料結(jié)合緊密，不留空腔。在鍍鋅扁鋼鉆孔部位用膨脹螺栓緊固，是扁鋼、復(fù)合板與混凝土緊密結(jié)合，無脫空現(xiàn)象。膨脹螺栓擰緊分三次進行，第二次與第一次緊固時間間隔為2天，最后一次緊固在鋪蓋或下閘蓄水前進行。

復(fù)合板的連接為搭接，接頭搭接尺寸一般為（20～30）cm。

3.9.6 SK封邊劑封邊

SK封邊劑分為3組份，即A組分、B組分、普通水泥，常溫下（20）使用配比為10∶3∶（18～22）（質(zhì)量比）。現(xiàn)場使用時，根據(jù)現(xiàn)場溫度做調(diào)配試驗，確定出最佳使用配比。

首先，將要涂刷SK封邊劑處的復(fù)合板表面和混凝土面清理干凈，然后將封邊劑A、B組份按照使用比例拌和均勻，再按比例摻配普通水泥攪拌均勻。施工時一次配料重量不超過2kg，以免發(fā)生爆聚。最后，進行封邊，封邊寬度為5cm。涂刷時倒腳平滑、無棱角、無漏涂，封邊密實均勻。

SK封邊劑涂刷3小時后，即可進行鍍鋅扁鋼的安裝。面板表面止水采用50mm×5mm的鍍鋅扁鋼固定GB三元乙丙復(fù)合板。固定扁鋼采用的是M10×120mm的鍍鋅膨脹螺栓，間距為300mm。鍍鋅扁鋼上鉆孔直徑為12 mm，深度保證足夠安裝膨脹螺栓。膨脹螺栓的緊固分三次進行：第一次在安裝時，第二次在安裝后一星期左右，第三次在蓄水前。

3.9.7 GB柔性填料的機械化施工

以往GB柔性填料的嵌填都是由人工按照分塊、分板、分條的組合方式進行的。這種方式存在的最大問題是嵌填不密實，施工質(zhì)量不能得到充分保證。根據(jù)調(diào)查以往的工程，柔性填料的嵌填密實一般為90%，個別工程甚至不到80%，盡管試驗表明柔性填料在水壓力的作用下可以擠壓密實，但密實度過低會對止水效果產(chǎn)生不利影響，并且造成實際嵌填量達不到設(shè)計要求。為此，中國水利水電科學(xué)研究院與西安理工大學(xué)聯(lián)合開發(fā)研制了GB柔性填料擠出機，長約180cm、寬50cm、高50cm、重約200 kg。它的工作原理是螺旋擠壓成形，利用擠出壓力將柔性填料擠入滿足設(shè)計嵌填斷面要求的半圓形模具內(nèi)，反向推力作為擠出機的驅(qū)動力。施工時工作人員向投料口連續(xù)投放GB柔性填料，機器可自行前進，進行填料嵌填。

擠出機的使用應(yīng)滿足一定條件，一般在接縫兩側(cè)50 cm寬、2m長范圍內(nèi)的混凝土表面起伏差應(yīng)小于10mm。另外，由于擠出機是按照具體接縫斷面設(shè)計的，縫口尺寸較設(shè)計要求偏小，擠出機底部無法臥在縫口槽中，致使擠出機無法運行的情況，這時應(yīng)對縫口進行修整。

GB柔性填料擠出機需要利用固定鍍鋅扁鋼的膨脹螺栓來固定機器的外模板。擠出機施工時，先將膨脹螺栓按照安裝扁鋼的位置及尺寸預(yù)先裝在混凝土中，混凝土表面處理干凈后涂刷SK底膠，將橡膠棒放入槽底。然后將機器底部放入槽中，并用膨脹螺栓固定擠出機的外模板，接通電源機器即可正常運轉(zhuǎn)。施工人員有進料口放入GB柔性填料，機器螺旋桿擠出運送填料從機器前端的內(nèi)模擠出，在外模板中成形。在內(nèi)模反向作用力的推動下帶動機器運行，直到內(nèi)?？煲獜臋C器前端的外模中退出時，安裝另一塊外模板，使機器連續(xù)不斷的前進。每臺擠出機上配5塊外模板，每塊長50cm。每5塊模具安裝完后，馬上拆開第一塊模板，即可形成表面光滑，均勻一致的成形GB柔性填料。因GB柔性填料粘結(jié)力極強，很容易造成粘模，擠出機外模具的內(nèi)側(cè)需涂刷專用的脫模劑。

在GB柔性填料擠出機的使用過程中，由于要利用膨脹螺栓來固定擠出機的外模具，必然會對膨脹螺栓造成一定的損傷，如果安裝不得當(dāng)會導(dǎo)致膨脹螺栓無法使用。為避免這種現(xiàn)象，采用專門輔助擠出機施工的平臺車，配合GB柔性填料的擠出機的施工。擠出機放在留有擠出機的運行空間和運行軌道的平臺車上，平臺車放置于壩面斜坡上構(gòu)成一個操作平臺，向擠出機里投放GB柔性填料及安裝擠出機外模具的工作都在操作平臺上進行。平臺車自身有方向控制系統(tǒng)，能夠上下左右自由移動，即可沿著施工縫移動運行。平臺的運行依靠壩頂卷揚機的牽引，隨著GB柔性填料擠出機的運行而向前移動。平臺車自重約80kg，通過中部兩排可以升降的輪子加壓，加壓輪行走在擠出機外模的邊緣上，起到固定外模具的作用。每塊模距之間用“U”形連接卡進行連接，使擠出機可以連續(xù)工作，提高安裝外模的整體施工的速度，如在面板A形縫工作面上，擠出機在平臺車上施工的速度可達10m/h。平臺車的加壓輪共有兩排，可以一直壓在兩塊擠出機外模上，保證擠壓成形的GB柔性填料穩(wěn)定過渡，形狀不致改變。

使用擠出機進行嵌填可以大大降低工人的勞動強度，提高施工速度（一般情況下擠出成形的速度可達6m/ h～10m/h），擠出斷面均勻，嵌填量完全能夠滿足設(shè)計要求。

3.9.8 GB三元乙丙復(fù)合蓋板異形接頭的施工

在異形止水縫的連接部位，以及周邊縫本身的轉(zhuǎn)角部位，采用特制的異形接頭，如垂直縫與周邊縫的連接部位，必須采用“T”形接頭。面板表面止水，根據(jù)每個特定部位相應(yīng)的角度尺寸，使用相應(yīng)的“L”形或“T”形接頭，保證止水達到設(shè)計要求，方便施工。