蒲軍輝

（中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司，陜西 西安 710065）

1 概況

洞河水庫(kù)樞紐工程位于陜西省安康市漢陰縣以東8 km的澗池鎮(zhèn)境內(nèi)，地處漢江北岸月河一級(jí)支流洞河下游，是一座以灌溉、供水為主，兼有發(fā)電和防洪等綜合效益的Ⅲ等中型工程。

樞紐工程由攔河壩、泄洪表孔、泄洪底孔、引水洞、電站廠房和變電站等建筑物組成。攔河壩為碾壓混凝土拋物線雙曲拱壩，建基面高程332 m，壩頂高程397.5 m，最大壩高65.5 m，壩底寬15.75 m，壩頂寬6.5 m，厚高比0.24，最大倒懸度0.24，最大壩頂弧長(zhǎng)266.13 m。電站裝機(jī)容量3430 kW，年發(fā)電量797.52萬(wàn)kW·h。大壩碾壓砼約13萬(wàn)m3，常態(tài)砼約2.9萬(wàn)m3。大壩效果圖見(jiàn)圖1。

圖1 洞河水庫(kù)大壩效果圖

壩體上游面2 m～4 m采用二級(jí)配碾壓混凝土防滲，壩體內(nèi)部采用三級(jí)配碾壓混凝土。二級(jí)配碾壓混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C9020W6F100，三級(jí)配碾壓混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)C9020W4F100。上下游面及兩岸巖坡設(shè)50 cm厚變態(tài)混凝土。大壩中部共設(shè)3個(gè)挑流消能表孔，表孔凈寬均為12 m，堰頂高程為391 m。壩體上游迎水面噴涂2 mm厚聚脲防滲體。

大壩設(shè)置4條誘導(dǎo)縫和2條橫縫，誘導(dǎo)縫采用預(yù)埋雙向間隔誘導(dǎo)板成縫，橫縫采用預(yù)埋雙向連續(xù)誘導(dǎo)板成縫。誘導(dǎo)縫和橫縫內(nèi)均設(shè)置重復(fù)灌漿系統(tǒng)。工程于2015年11月開(kāi)工，2018年3月完工。

2 工程特點(diǎn)、難點(diǎn)

本工程大壩為碾壓混凝土拱壩，從外形、結(jié)構(gòu)、施工條件等方面考慮，具有以下特點(diǎn)和難點(diǎn):

（1）大壩體型為同層變厚的變曲率中心對(duì)稱(chēng)的拋物線型雙曲拱壩，在水平方向和垂直方向均為變曲率線型，測(cè)量技術(shù)控制難度較大。

（2）壩體內(nèi)設(shè)計(jì)有泄洪底孔、進(jìn)水口和泄流表孔等建筑物，在342 m～357.5 m高程通層設(shè)計(jì)有水平和爬坡灌漿廊道、在377.5 m高程通層設(shè)計(jì)有水平灌漿交通廊道，壩體結(jié)構(gòu)物眾多，施工難度大。

（3）大壩底寬15.75 m，頂寬6.5 m，厚高比0.24，為典型的薄拱壩。倉(cāng)面狹窄，倉(cāng)內(nèi)施工機(jī)械設(shè)備眾多，施工布置困難。

（4）壩址地處洞河峽谷，兩側(cè)山體邊坡陡峭，修筑上壩道路困難。大壩左岸道路不暢通，只能通過(guò)右岸道路至壩頂397.5 m高程。同時(shí)由于泄洪底孔、進(jìn)水口和泄流表孔常態(tài)混凝土施工，將左右側(cè)碾壓混凝土分開(kāi)，不能通倉(cāng)澆筑，混凝土入倉(cāng)難度大。

3 主要施工技術(shù)措施

針對(duì)工程具有的特點(diǎn)和難點(diǎn)，項(xiàng)目部研究制定了相應(yīng)施工技術(shù)措施，從施工方案、施工工藝、施工方法和質(zhì)量控制等方面嚴(yán)格施工，確保施工進(jìn)度、施工質(zhì)量和施工安全。

3.1 測(cè)量施工控制

3.1.1 翻升模板設(shè)計(jì)

結(jié)合拱壩體型及施工特點(diǎn)，本工程上、下游模板選用3 m（寬）×2 m（高）雙向曲率可調(diào)懸臂翻升鋼模板。采用橫肋豎龍骨型式，其中豎向離面板500 mm處無(wú)肋加固，用于調(diào)節(jié)弧度。在龍骨與面板之間橫向左右各加三道調(diào)節(jié)絲杠進(jìn)行弧度調(diào)節(jié)。單套模板主要由面板系統(tǒng)、桁架系統(tǒng)、水平調(diào)節(jié)系統(tǒng)、豎向調(diào)節(jié)系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)等組成。每組模板由上下2套組成，高4 m，上下套之間采用節(jié)間調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行力的傳遞和實(shí)現(xiàn)俯仰調(diào)節(jié)功能。模板承受的混凝土側(cè)壓力通過(guò)面板傳遞給桁架，最后傳遞給預(yù)埋在混凝土中的錨筋。

面板采用6 mmQ235鋼板制作，加勁豎肋采用8#槽鋼，間距300 mm，龍骨采用雙向12#槽鋼和10#槽鋼、8#槽鋼焊接在豎肋上，間距最大為900 mm。連接邊框采用12 mm鋼板，連接螺栓為Φ16螺栓。通過(guò)受力計(jì)算分析，該模板強(qiáng)度、撓度等方面均滿(mǎn)足技術(shù)要求。

由于拱壩為變曲率，在安裝過(guò)程中相鄰兩塊模板在水平方向會(huì)出現(xiàn)尺寸不等的梯形縫隙，采用4 mm厚鋼板條進(jìn)行拼縫。拆模后做適當(dāng)打磨處理，保證壩面平整度。

3.1.2 快速測(cè)量放樣

碾壓混凝土拋物線雙曲拱壩壩型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度較大，在測(cè)量放線中如何保證拱壩的體型精度是關(guān)鍵，而拱壩輪廓線的放樣、立模校準(zhǔn)、模板的偏差計(jì)算繁瑣復(fù)雜。為了保證大壩體型立模偏差達(dá)到設(shè)計(jì)要求，且快速完成測(cè)量放樣及模板校正，項(xiàng)目部技術(shù)人員精心研究，最終采用卡西歐fx-5800P大壩編程計(jì)算器、Excel VB宏的編程進(jìn)行放樣和體型斷面計(jì)算。

3.2 大壩砼入倉(cāng)方案

3.2.1 大壩362 m高程以下砼入倉(cāng)方案

利用大壩下游左、右岸石渣填筑形成的上壩路進(jìn)行運(yùn)輸，左岸填筑至358 m高程，右岸填筑至362 m高程。道路坡比按10%左右控制，路寬按4 m控制，在入倉(cāng)口附近設(shè)置回車(chē)平臺(tái)。砼用20 t自卸汽車(chē)運(yùn)輸，自卸汽車(chē)?yán)\(yùn)至倉(cāng)口、ZL50裝載機(jī)倉(cāng)內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)。

3.2.2 大壩362 m高程以上砼入倉(cāng)方案

砼運(yùn)輸?shù)缆窞榘韬驼窘?jīng)右岸道路至右壩肩397.5 m壩頂高程；在右壩肩397.5 m壩頂高程平臺(tái)布置1套Φ800負(fù)壓溜槽，沿邊坡延伸至倉(cāng)面，保證362 m高程以上混凝土入倉(cāng)。由于右岸壩肩坡面設(shè)計(jì)坡度為36°，不能滿(mǎn)足負(fù)壓溜槽使用要求（坡比40°～50°），故在頂部布置15 m長(zhǎng)（D=800 mm）皮帶機(jī)轉(zhuǎn)料，調(diào)整負(fù)壓溜槽坡度至42°。倉(cāng)內(nèi)采用1臺(tái)ZL50裝載機(jī)及12 t自卸汽車(chē)進(jìn)行砼轉(zhuǎn)運(yùn)。

3.2.3 大壩常態(tài)砼入倉(cāng)方案

在壩體下游泄洪底孔右側(cè)約7 m處（離壩體下游邊腳約3 m）341 m高程，安裝1臺(tái)C7027塔吊，保證泄洪底孔、引水洞進(jìn)口及溢流表孔鋼筋等材料轉(zhuǎn)運(yùn)和模板安拆，同時(shí)進(jìn)行部分常態(tài)砼垂直入倉(cāng)。

3.2.4 泄流表孔左岸砼入倉(cāng)方案

溢流表孔段總長(zhǎng)47 m，在跨溢流表孔壩頂高程安裝皮帶機(jī)（D=800 mm）。將混凝土運(yùn)輸至右壩段，卸料至皮帶機(jī)，再通過(guò)皮帶機(jī)將混凝土輸送至左壩段倉(cāng)內(nèi)，見(jiàn)圖2。

圖2 左壩段混凝土入倉(cāng)方案示意圖

3.3 碾壓砼施工方法

3.3.1 碾壓砼施工

（1）施工準(zhǔn)備

開(kāi)倉(cāng)前根據(jù)每倉(cāng)混凝土的澆筑量提前完成拌和站砂石骨料、水泥、粉煤灰外加劑等材料準(zhǔn)備，保證碾壓混凝土連續(xù)澆筑。

倉(cāng)面內(nèi)完成基巖面清理、砼面沖毛清洗、止水安裝、翻升模板安裝、廊道安裝、入倉(cāng)口處理、施工設(shè)備倉(cāng)內(nèi)就位、壩后砼運(yùn)輸?shù)缆诽钪取?/p>

每倉(cāng)碾壓砼澆筑前工程管理部編制下發(fā)施工任務(wù)技術(shù)交底、倉(cāng)面管理人員值班表和倉(cāng)面施工參數(shù)表，明確每倉(cāng)施工要領(lǐng)、各管理人員職責(zé)和碾壓砼升層高度、工程量及碾壓施工參數(shù)等。

（2）砼拌制、運(yùn)輸

各標(biāo)號(hào)砼在拌和站統(tǒng)一拌制，20 t自卸汽車(chē)?yán)\(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)入倉(cāng)口，倉(cāng)內(nèi)采用ZL50裝載機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)。

（3）砼卸料、攤鋪、整平、碾壓

裝載機(jī)轉(zhuǎn)料卸入攤鋪點(diǎn)，進(jìn)占法分條帶平層攤鋪。采用平倉(cāng)機(jī)平倉(cāng)，邊緣死角輔以人工整平，混凝土虛鋪厚度控制在34 cm。人工將分離骨料鏟至未碾壓的混凝土面上，減少骨料分離。采用BW202AD-2大型雙鋼輪自行式振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓，靜碾2遍，振碾8遍，再靜碾2遍，確保壓實(shí)厚度30 cm，壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求。使用核子密度儀檢測(cè)壓實(shí)密度。死角部位混凝土、變態(tài)與碾壓砼結(jié)合處使用手扶式小型振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓。

（4）變態(tài)混凝土施工

在大壩附近設(shè)置制漿站，按設(shè)計(jì)配比拌制漿液，通過(guò)管路輸送至倉(cāng)內(nèi)。采用溝槽法加漿，加漿量控制在5%（體積比），加漿10 min～15 min后進(jìn)行第一遍振搗，20 min～30 min后進(jìn)行二次振搗。初期采用Ф100高頻振搗器振搗，后期采用自行式振搗機(jī)振搗。

（5）層面處理施工

在施工縫面攤鋪1.0 cm～1.5 cm厚砂漿，在砂漿初凝前及時(shí)覆蓋碾壓砼，確保人工攤鋪均勻。在二級(jí)配區(qū)域每層結(jié)合面鋪灑水泥凈漿，在三級(jí)配區(qū)域根據(jù)層面間隔時(shí)間適時(shí)鋪灑水泥凈漿。人工鋪灑水泥凈漿要均勻。

（6）沖毛及養(yǎng)護(hù)

施工面采用GCHJ70/50C型沖毛機(jī)進(jìn)行沖毛，清除掉碾壓砼表面的浮漿、乳皮和松動(dòng)骨料。碾壓砼終凝后用水管?chē)婎^灑水養(yǎng)生，長(zhǎng)期暴露的砼面，設(shè)水管長(zhǎng)流水養(yǎng)護(hù)。

3.3.2 排水孔施工

壩體排水孔設(shè)計(jì)孔徑Ф150，孔距3 m。采用拔管法進(jìn)行壩體排水孔施工。拔管采用外徑150 mm鋼管制作，鋼管壁厚4 mm，管身長(zhǎng)75 cm，下口為錐形。提升拔管采用自制活動(dòng)三角架上掛5 t手拉葫蘆人工實(shí)施，每次提升30 cm。每個(gè)升層完成后及時(shí)檢查排水孔是否暢通，若發(fā)現(xiàn)堵塞及時(shí)采用鉆機(jī)疏通。

3.3.3 誘導(dǎo)縫、橫縫施工

采用預(yù)制混凝土現(xiàn)場(chǎng)安裝固定并埋設(shè)重復(fù)灌漿管。預(yù)制塊模板采用定型組合鋼模板，誘導(dǎo)縫預(yù)制塊數(shù)量較多，加工20套模具，每天周轉(zhuǎn)使用，確保進(jìn)度。

3.3.4 灌漿廊道預(yù)制及安裝

壩體灌漿廊道采用預(yù)制廊道、現(xiàn)場(chǎng)吊裝的施工方案。預(yù)制廊道模板采用定型組合鋼模板，加工6套模板周轉(zhuǎn)使用。

3.3.5 壩體上游面防滲涂料施工

大壩上游面設(shè)計(jì)噴涂2.0 mm厚聚脲Ⅰ型防滲涂料。上游防滲涂料采用人工掛吊籃分期進(jìn)行噴涂作業(yè)，使用H-20/35Pro型專(zhuān)用聚脲噴涂設(shè)備施工。

3.4 泄洪底孔、進(jìn)水口懸挑結(jié)構(gòu)支撐模板施工

為加快施工進(jìn)度，節(jié)約施工成本，對(duì)于大壩泄洪底孔、進(jìn)水口懸挑結(jié)構(gòu)砼支撐模板采用了預(yù)制鋼筋砼模板。單塊預(yù)制砼模板尺寸長(zhǎng)度不超過(guò)6 m、寬度不超過(guò)3 m，厚度12 cm，板內(nèi)設(shè)計(jì)單層雙向Φ12@100 mm鋼筋。每塊模板通過(guò)計(jì)算，按間距合理設(shè)置吊環(huán)，吊環(huán)和拉錨筋均采用Φ16圓鋼。模板與壩體的連接，采用在已澆筑混凝土中預(yù)埋L100×100×8角鋼進(jìn)行搭接，模板相互間的連接采用L100×100×8的角鋼搭接，角鋼兼作板塊間的拼縫模板。預(yù)制模板采用C30二級(jí)配混凝土。

混凝土模板施工過(guò)程分為預(yù)制、吊裝、加固等。固定預(yù)制模板采用在先澆砼中預(yù)埋工字鋼拉錨法。

3.5 碾壓混凝土高溫條件下溫控措施

根據(jù)規(guī)范要求，當(dāng)日平均氣溫高于25℃時(shí)，需要采取相應(yīng)溫控措施。在氣溫已經(jīng)高于25℃，項(xiàng)目部及時(shí)制定了嚴(yán)格的溫控措施，在施工過(guò)程中加以實(shí)施，確保了施工質(zhì)量。

3.5.1 拌和站

（1）在拌和站砂石料倉(cāng)、配料機(jī)頂部等搭設(shè)遮陽(yáng)棚，防止太陽(yáng)光直射，降低骨料溫度。

（2）在河道內(nèi)抽取冷水，同時(shí)向水箱內(nèi)加入冰塊降低砼拌和溫度。

（3）摻入高效緩凝減水劑延長(zhǎng)混凝土初凝時(shí)間，同時(shí)根據(jù)外界氣溫以及倉(cāng)面混凝土施工情況，適當(dāng)調(diào)整混凝土的VC值。

3.5.2 混凝土運(yùn)輸

所有混凝土運(yùn)輸車(chē)輛全部搭設(shè)遮陽(yáng)棚布，并盡量縮短入倉(cāng)時(shí)間。

3.5.3 大壩倉(cāng)面

（1）鋪設(shè)冷卻水管:依據(jù)設(shè)計(jì)要求，每1.5 m高度布置一層φ32 mm的HDPE冷卻水管，待上層碾壓砼覆蓋后及時(shí)進(jìn)行通水冷卻。通水冷卻分初期、二期和后期。安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)水溫檢測(cè)和相關(guān)記錄。

（2）噴霧:在倉(cāng)面內(nèi)進(jìn)行人工噴霧營(yíng)造小氣候，降低倉(cāng)內(nèi)環(huán)境溫度。

（3）倉(cāng)面上空搭設(shè)遮陽(yáng)棚:在倉(cāng)面上空左右岸壩肩安裝兩根Φ8 mm、長(zhǎng)度為110 m的鋼絲繩，在鋼絲繩上鋪設(shè)8 m×250 m的黑色遮陽(yáng)網(wǎng)，通過(guò)遮陽(yáng)網(wǎng)防止太陽(yáng)光直曬使倉(cāng)內(nèi)碾壓砼水分損失過(guò)快,同時(shí)可以使倉(cāng)內(nèi)溫度降低5℃～7℃。

（4）及時(shí)對(duì)砼入倉(cāng)溫度和澆筑溫度進(jìn)行測(cè)量記錄，分析數(shù)據(jù)，以便制定應(yīng)對(duì)措施。

4 取得成效

通過(guò)一系列施工技術(shù)措施的實(shí)施，漢陰洞河水庫(kù)拱壩工程無(wú)論在工程進(jìn)度、工程質(zhì)量和工程安全方面均取得了顯著成效。

（1）工程進(jìn)度

工程于2016年4月5日開(kāi)始首倉(cāng)碾壓混凝土施工，于2018年2月底順利完成了大壩砼施工，比計(jì)劃工期提前1個(gè)月。

（2）工程質(zhì)量

根據(jù)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，在壩體碾壓砼達(dá)到90天設(shè)計(jì)齡期后需要進(jìn)行鉆孔取芯檢測(cè)及壓水試驗(yàn)。對(duì)大壩碾壓砼進(jìn)行鉆孔取芯檢測(cè)，在三級(jí)配區(qū)域鉆孔取芯2個(gè)，二級(jí)配區(qū)域鉆孔取芯1個(gè)，鉆孔直徑Ф168 mm，取芯直徑Ф150 mm。取芯結(jié)果:在二級(jí)配最長(zhǎng)取芯6.5 m，三級(jí)配最長(zhǎng)取芯6.97 m，芯樣獲得率98.3%。所取芯樣外觀表面光滑，結(jié)構(gòu)致密，骨料分布均勻，各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。大壩碾壓砼芯樣砼力學(xué)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 大壩碾壓砼芯樣砼力學(xué)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果表

壓水試驗(yàn):在二級(jí)配區(qū)域鉆孔2個(gè)、三級(jí)配區(qū)域鉆孔3個(gè)分別進(jìn)行壓水試驗(yàn)。二級(jí)配壓水試驗(yàn)成果:透水率0.21 Lu～0.45 Lu；三級(jí)配壓水試驗(yàn)成果:透水率0.43 Lu～0.95 Lu。通過(guò)對(duì)比，壓水試驗(yàn)結(jié)果均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)要求:二級(jí)配混凝土透水率q不大于0.5 Lu，三級(jí)配混凝土透水率q不大于1.0 Lu。壓水試驗(yàn)按自上而下分段進(jìn)行，分段長(zhǎng)度3 m，壓力為0.3 MPa，5個(gè)檢查孔壓水試驗(yàn)試驗(yàn)成果見(jiàn)表2。

工程外觀質(zhì)量:壩體上下游混凝土面光滑、弧線平順，無(wú)明顯錯(cuò)臺(tái)。工程實(shí)體質(zhì)量:通過(guò)碾壓砼質(zhì)量檢測(cè)，大壩碾壓混凝土密度測(cè)定1268次，二級(jí)配C9020碾壓混凝土密度最大值2493 kg/m3，最小值2402 kg/m3，平均值2435 kg/m3，三級(jí)配C9020碾壓混凝土密度最大值2502 kg/m3，最小值2390 kg/m3，平均值2425 kg/m3，壓實(shí)度均達(dá)到98%以上。按照規(guī)范要求頻次對(duì)碾壓混凝土力學(xué)、抗?jié)B、抗凍性能進(jìn)行隨機(jī)抽樣檢測(cè),碾壓混凝土抗壓強(qiáng)度取樣共計(jì)152組，抗?jié)B、抗凍試樣14組，檢測(cè)頻次滿(mǎn)足規(guī)范要求，檢測(cè)結(jié)果均達(dá)到設(shè)計(jì)要求指標(biāo),評(píng)定大壩工程質(zhì)量?jī)?yōu)良。大壩碾壓混凝土力學(xué)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 大壩碾壓砼檢查孔壓水試驗(yàn)成果表

表3 大壩碾壓混凝土力學(xué)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果表

大壩施工完成后，經(jīng)歷多次洪水考驗(yàn)，壩體未發(fā)現(xiàn)異常情況，一切運(yùn)行正常，充分驗(yàn)證了大壩施工質(zhì)量?jī)?yōu)良可靠。

5 結(jié)論與建議

結(jié)合漢陰洞河水庫(kù)樞紐工程雙曲薄拱壩施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)以后類(lèi)似工程施工提出如下結(jié)論及建議:

（1）在混凝土拌和及運(yùn)輸能力比較強(qiáng)時(shí)，盡量將壩體內(nèi)常態(tài)混凝土與碾壓砼同步澆筑，減少施工縫面。

（2）壩基、壩體內(nèi)預(yù)埋灌漿管和冷卻水管出口盡量集中引出，并做好標(biāo)記，減少后期施工不便。

（3）變態(tài)混凝土施工可以考慮加漿、振搗一體化作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)制漿可以安裝自動(dòng)化制漿系統(tǒng)，減少人力，節(jié)約成本，保證質(zhì)量，加快進(jìn)度。

（4）如果倉(cāng)面內(nèi)和上壩道路填筑條件比較良好，盡量考慮自卸汽車(chē)直接入倉(cāng)，加快施工速度。