亭子口水利樞紐碾壓混凝土入倉(cāng)方式淺析

關(guān)志新

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川成都 611730)

1 工程概述

亭子口水利樞紐位于四川省廣元市蒼溪縣境內(nèi)，是嘉陵江干流唯一的控制性工程。樞紐總體布置自左至右依次為左岸1#～16#非溢流壩段、17#～20#廠房壩段、21#底孔門(mén)庫(kù)壩段、22#～26#底孔壩段、27#～35#表孔壩段、36#表孔門(mén)庫(kù)壩段、37#升船機(jī)壩段、38#～50#右非溢流壩段。壩軸線全長(zhǎng)995.4 m，最大壩高115 m，電站總裝機(jī)容量110萬(wàn)kW。大壩Ⅰ標(biāo)工作范圍包括左非溢流壩段、廠房壩段、底孔壩段和底孔消力池，混凝土總量約230萬(wàn)m3，其中常態(tài)混凝土140萬(wàn)m3，碾壓混凝土90萬(wàn)m3。碾壓混凝土主要分布在左非溢流壩段、廠房壩段350～416 m高程、底孔門(mén)庫(kù)壩段353～442.5 m 高程、底孔壩段 348.5～371 m高程。上述部位在上游面6～8 m寬防滲區(qū)采用R90200F100W8二級(jí)配富漿碾壓混凝土，下游面2 m寬采用R90200F100W8二級(jí)配碾壓混凝土，壩體內(nèi)部采用R90150F50三級(jí)配混凝土，周邊采用50 cm寬同標(biāo)號(hào)的變態(tài)混凝土。

2 碾壓混凝土施工所具有的特點(diǎn):工期緊、強(qiáng)度高、高峰持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)

大壩Ⅰ標(biāo)自2010年8月中旬開(kāi)始混凝土澆筑，至2012年2月中旬達(dá)到三期截流驗(yàn)收形象，共完成混凝土澆筑170萬(wàn)m3，其中常態(tài)混凝土90萬(wàn)m3，碾壓混凝土80萬(wàn)m3，平均月澆筑混凝土9.4 萬(wàn) m3，高峰月澆筑 15.5 萬(wàn) m3。2011 年全年澆筑混凝土125萬(wàn)m3，其中碾壓混凝土完成74萬(wàn)m3，施工高峰時(shí)段發(fā)生于2012年1～5月，平均月澆筑超過(guò)7萬(wàn)m3。5月份后碾壓混凝土施工部位剩余左非和廠房壩段，碾壓混凝土總強(qiáng)度有所降低，但單倉(cāng)澆筑強(qiáng)度仍較大，平均月澆筑碾壓混凝土超過(guò)5.5萬(wàn)m3，至2011年9月至397 m高程后，碾壓混凝土施工強(qiáng)度大幅度減小。

3 上游入倉(cāng)的水平運(yùn)輸

16#～26#河床壩段壩軸線長(zhǎng)237.8 m，下游壩基高程347 m，底孔消力池基礎(chǔ)面高程349 m，兩者相差僅2 m，大壩基礎(chǔ)混凝土與消力池混凝土基本同步施工，除355 m高程以下大壩碾壓混凝土部分可利用下游消力池通道入倉(cāng)外，355 m高程以上若自下游消力池入倉(cāng)則對(duì)消力池干擾太大，且臨時(shí)道路填筑成本高，入倉(cāng)洗車(chē)廢水對(duì)消力池施工影響很大，因此必須自大壩上游運(yùn)輸。

自上游進(jìn)倉(cāng)可以結(jié)合圍堰背坡和圍堰與壩體之間的岸坡填筑道路，填筑量小，但上游入倉(cāng)必須解決跨模板和上游面防滲區(qū)質(zhì)量問(wèn)題。

4 上游入倉(cāng)方案比選

4.1 施工通道布置原則

(1)盡量減少其對(duì)上游壩面防滲區(qū)施工質(zhì)量的影響;(2)盡量減小壩體應(yīng)力變化;(3)場(chǎng)內(nèi)施工道路盡量結(jié)合發(fā)包人提供的場(chǎng)內(nèi)主干道路進(jìn)行布置，以減小施工道路的土建工程量;(4)道路的布置應(yīng)滿(mǎn)足各部位施工的需要;(5)道路的寬度應(yīng)滿(mǎn)足交通流量和機(jī)械設(shè)備運(yùn)輸?shù)男枰?(6)新布置的施工道路不能危害臨近建筑物。

4.2 方案比選

由于大壩上游壩面應(yīng)力復(fù)雜且為重要的防滲區(qū)，碾壓混凝土經(jīng)上游壩面入倉(cāng)必須考慮其可能對(duì)防滲區(qū)施工質(zhì)量產(chǎn)生的影響，應(yīng)盡量減小壩體應(yīng)力變化。

結(jié)合國(guó)內(nèi)同類(lèi)工程經(jīng)驗(yàn)，筆者比較了采用混凝土預(yù)制塊做模板入倉(cāng)、人字形鋼棧橋入倉(cāng)和人字形鋼棧橋結(jié)合斜坡道入倉(cāng)三種方案。

(1)預(yù)制塊做模板入倉(cāng)實(shí)施簡(jiǎn)單，入倉(cāng)順暢，預(yù)制塊與倉(cāng)面平起上升。但是預(yù)制塊固定困難，汽車(chē)經(jīng)過(guò)的擾動(dòng)影響外露面質(zhì)量和密實(shí)度，每層加高預(yù)制塊并填筑道路端頭非常影響效率，汽車(chē)經(jīng)過(guò)上游防滲區(qū)時(shí)對(duì)下部混凝土的擾動(dòng)影響大壩的防滲質(zhì)量。預(yù)制塊入倉(cāng)口難以保證外觀和混凝土質(zhì)量，故不能應(yīng)用于大壩上游面和重要部位。

(2)人字形鋼棧橋由鋼構(gòu)立柱、立柱間橫擔(dān)鋼梁及搭設(shè)在鋼梁上的橋板組成，立柱布置在倉(cāng)外，鋼梁高于入倉(cāng)口模板，行車(chē)鋼橋板分別搭設(shè)在倉(cāng)外道路端頭和倉(cāng)內(nèi)的混凝土面上，可以有效解決跨模板的問(wèn)題;鋼梁下部采用變態(tài)混凝土，減小了防滲區(qū)混凝土的擾動(dòng)，但搭在倉(cāng)面上的橋板要不斷隨倉(cāng)面升高提升，從而影響效率，且因橋板易埋在混凝土內(nèi)難以提升，橋板下面需要人工平倉(cāng)，人工加漿振搗，勞動(dòng)強(qiáng)度較大。

(3)人字形鋼棧橋結(jié)合斜坡道入倉(cāng)即利用鋼棧橋跨模板后，將模板端頭搭設(shè)在已經(jīng)澆筑好的斜坡道上，不用安排吊車(chē)提升橋板，橋板下部也采用變態(tài)混凝土，空間較大，可以使用機(jī)械作業(yè)，能夠確保防滲區(qū)的質(zhì)量。斜坡道采用同標(biāo)號(hào)的常態(tài)混凝土在備倉(cāng)過(guò)程中提前澆筑形成，斜坡道寬3.6 m，坡道坡度為20%，立面設(shè)置鍵槽、插筋并鑿毛，周邊采用變態(tài)混凝土與碾壓混凝土結(jié)合。該方案有效解決了跨模板入倉(cāng)和保證上游防滲區(qū)混凝土質(zhì)量的問(wèn)題，進(jìn)料順暢，效率較高。斜坡道形成不占直線工期，與碾壓混凝土施工間隔時(shí)間為5～7 d，對(duì)混凝土整體沒(méi)有影響。同時(shí)，斜坡道基本布置在壩段中間、防滲區(qū)下游，不占?jí)悍罎B區(qū)，上層斜坡道與下層斜坡道在水平投影上錯(cuò)開(kāi)，不重合。

4.3 方案的確定

通過(guò)上述分析得知，以上三種方案雖然都考慮了對(duì)上游壩面混凝土施工質(zhì)量的影響，但不能避免其對(duì)上游壩面混凝土施工質(zhì)量的影響，且成本都比結(jié)合圍堰背坡和圍堰與壩體之間的岸坡填筑道路的方案大，故最終選擇的實(shí)施方案為:自上游進(jìn)倉(cāng)，結(jié)合上游圍堰背坡和上游圍堰與壩體之間的岸坡填筑上游入倉(cāng)的道路。

5 實(shí)施效果

實(shí)際施工工程量統(tǒng)計(jì):大壩Ⅰ標(biāo)碾壓混凝土約70萬(wàn)m3經(jīng)上游入倉(cāng)，占大壩碾壓混凝土總量的78%。廠房壩段原入倉(cāng)道路占?jí)翰课辉诓鸪缆泛蟪霈F(xiàn)裂縫，2011年12月拆除道路后5 d左右出現(xiàn)裂縫，裂縫隨道路拆除、上游壩面逐步外露而向下延伸。分析認(rèn)為，夏季填筑的道路在大壩上游形成了較厚的保溫層，混凝土內(nèi)外溫差小且散熱較慢，溫度梯度小，冬季拆除道路后，上游壩面表面溫度降低過(guò)快，內(nèi)外溫差過(guò)大導(dǎo)致裂縫發(fā)生。最終采用雙組份環(huán)氧漿材CW進(jìn)行化學(xué)灌漿處理，同時(shí)對(duì)裂縫表面施做SR蓋片防滲。

6 結(jié)語(yǔ)

采用上游側(cè)入倉(cāng)會(huì)對(duì)上游壩面混凝土施工質(zhì)量造成影響，施工時(shí)應(yīng)采取措施，盡量減少其影響。以上是筆者的粗淺認(rèn)識(shí)，歡迎同仁批評(píng)指正。

［1］賈金生，等，譯.碾壓混凝土壩發(fā)展水平和工程實(shí)例［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2006.