周利明，丁新中

（葛洲壩集團(tuán)公司，443002，宜昌）

一、工程概況

丹江口大壩溢流壩段初期堰頂高程138.00 m，加高后堰頂高程152.00 m，堰體加高混凝土施工前先進(jìn)行疊梁下放、封堵施工，形成堰體混凝土干地施工條件。疊梁門槽底坎高程134.00m， 在134.00～145.00 m 高程之間為預(yù)制混凝土疊梁（共11根，每根梁高度1 m），145.00 m高程以上為鋼疊梁（共4節(jié)，每節(jié)高度3.1 m），鋼疊梁門門頂設(shè)計高程為157.40 m。混凝土疊梁安裝就位后，混凝土疊梁之間空腔、混凝土疊梁與門槽之間空腔、混凝土疊梁下游面與堰頭三角區(qū)之間，采用R28150S6一級配自密實水下混凝土灌注。

溢流壩段疊梁下閘及封堵施工分三個階段完成。第一階段為2011年汛前， 需完成#14～#17及#19～#24壩段134.00～138.00 m高程預(yù)制混凝土疊梁安裝及水下混凝土灌注施工；第二階段為2011年汛后，需完成#21～#24壩段138.00～157.4 m高程預(yù)制混凝土疊梁下放、水下混凝土灌注和鋼疊梁安裝施工；第三階段為2012年汛后，需完成#14～#17 及#19～#20 壩段 138.00～157.40 m高程預(yù)制混凝土疊梁下放、水下混凝土灌注和鋼疊梁安裝施工。

二、施工中的重點和難點

①作業(yè)面狹小，施工干擾大，作業(yè)面高差大，安全防護(hù)要求高。

②施工工序多，工期緊，技術(shù)要求高。

③原堰面水下清理、門槽及堰面體型水下測量、混凝土疊梁水下安裝、疊梁底部止?jié){片水下安裝、水下錨桿施工等難度大，需要的時間長。

④混凝土疊梁與門槽之間間隙?。偣?9 mm），初期工程門槽體型誤差大，水下混凝土灌注、堵漏處理、疊梁水下定位落位及疊梁高程和表面水平度控制困難較大。

⑤145.00 m高程處鋼疊梁底坎止水鋼板安裝精度要求非常高，底坎安裝質(zhì)量關(guān)系著鋼疊梁與預(yù)制混凝土疊梁之間止水效果。

⑥預(yù)制混凝土疊梁水下封堵施工國內(nèi)尚無先例，施工中不可預(yù)見的問題多，處理問題難度較大。

三、總體施工程序

疊梁門槽水下檢查、清理及陸上施工準(zhǔn)備→疊梁安裝→疊梁上的模板角鋼、底部疊梁止?jié){板安裝→間隙堵漏處理→水下混凝土灌注→145.00m高程鋼疊梁底坎止水安裝→水下混凝土等強(qiáng)→鋼疊梁門下閘→工作門（或檢修門）提起。

四、疊梁封堵施工中關(guān)鍵技術(shù)

1.水下錨筋施工

按照設(shè)計要求，在134.00～138.00m高程之間堰面和閘墩側(cè)面每孔布置有40根Ф25錨桿，其中閘墩側(cè)面8根水下錨桿由潛水員采用液壓鉆機(jī)在專門的水下平臺上鉆孔，使用專用工具人工灌注植筋膠后安插錨桿。

2.預(yù)制混凝土疊梁水下導(dǎo)向定位及下放

（1）混凝土疊梁下放前的準(zhǔn)備工作

①疊梁試拼裝。為確保預(yù)制混凝土疊梁下放和后續(xù)工序施工順利進(jìn)行，先對其進(jìn)行試拼裝，以檢查拼裝后的總體尺寸、模板角鋼位置、梁體之間接觸面的間隙大小、水下混凝土澆筑孔的錯位情況、吊耳是否可靠等。通過試拼裝完成模板角鋼及導(dǎo)向定位裝置的安裝和定位，最后對每個閘孔內(nèi)的所有疊梁進(jìn)行標(biāo)識。

②設(shè)置導(dǎo)向定位裝置。為保證混凝土疊梁水下順利下放和可靠定位，在每根疊梁的上下游側(cè)面設(shè)置有控制疊梁位置的前后、左右導(dǎo)向定位裝置，用內(nèi)膨脹螺栓固定在疊梁表面。

③底部疊梁下部止?jié){板施工。底梁與堰面之間采用剛性止?jié){板，在下放疊梁之前，先將止?jié){鋼板通過內(nèi)膨脹螺栓固定在底梁下端面的下游側(cè)，膨脹螺栓孔為長圓孔，在疊梁下放前，將剛性止水向疊梁中心移動，使其外露長度為3cm。

（2）高程 134.00～145.00 m 之間水下檢查、清理

水下檢查、清理的內(nèi)容包括門槽體形、堰面前端面體形檢查及表面水下積聚物的清理、門槽內(nèi)鋼筋頭的處理等，水下檢查與清理均由潛水員進(jìn)行。表面清理采用高壓水槍 （壓力20MPa）、氣動鏟等專用工具進(jìn)行。

（3）混凝土疊梁下放

①嚴(yán)格按照試拼裝時的標(biāo)識順序依次吊裝。

②單根疊梁采用4根Φ30.5×15 m的千斤繩吊放，千斤繩長度確定的原則是既要保證有一定的起吊高度，又要保證吊鉤位于水面以上一定的高度，混凝土疊梁下放就位后，由潛水員水下摘鉤。由于混凝土疊梁與鋼疊梁門槽的間隙僅有29 mm，出現(xiàn)卡阻的可能性較大。為保證疊梁順利安全吊放，要求千斤繩應(yīng)盡量保證一樣長，為方便疊梁調(diào)平，采用10 t手動葫蘆調(diào)整，疊梁調(diào)平和對準(zhǔn)門槽中心后緩慢下放。

③第一根混凝土疊梁 （底梁）定位準(zhǔn)確，保證疊梁上下游面及兩端面離門槽表面10 cm距離，并保證疊梁表面基本水平。疊梁上下游面及兩端離門槽的距離由潛水員水下控制，疊梁兩端的門槽槽底（底坎）由潛水員水下找平，通過鏟平表面和使用支墊鋼板等方法找平。通過鋼楔子、撬棍、機(jī)械千斤頂?shù)裙ぞ呤汞B梁正確就位。第二根及以后各根疊梁通過疊梁自身的導(dǎo)向定位裝置以第一根疊梁為基準(zhǔn)定位后直接落位。

④疊梁與門槽之間的空隙封堵。疊梁與門槽之間通過模板角鋼封堵，由于門槽表面凸凹不平，角鋼與門槽表面存在空隙。間隙較大時用棉絮或布包棉絮封堵，間隙較小時用布封堵。然后由潛水員將角鋼推至閘墩側(cè)面后上緊膨脹螺栓固定角鋼。

（4）底部疊梁與堰面之間止?jié){片安裝

疊梁下游側(cè)面與堰面和尚頭之間采用剛性止?jié){片。剛性止?jié){片事先在疊梁上固定好。疊梁水下落位后，由潛水員松開膨脹螺栓，將剛性止水推向堰面并固定，剛性止水兩端及局部間隙用涂上牛油的棉絮封堵。

3.水下混凝土灌注施工

水下混凝土灌注部位包括混凝土疊梁之間、疊梁與門槽之間的空腔及疊梁與堰頭和尚頭三角區(qū)。混凝土由攪拌車運(yùn)輸，采用導(dǎo)管法通過泵車灌注水下混凝土。導(dǎo)管法灌注工藝流程：施工準(zhǔn)備→施工平臺吊裝→安裝導(dǎo)管、集料斗→灌注水下混凝土。由于水下混凝土質(zhì)量在很大程度上由混凝土的黏稠性及流動性所決定，其混凝土配合比應(yīng)充分滿足強(qiáng)度、水下抗分散性、耐久性、填充性、抗?jié)B性、自密實性以及施工和易性等要求。為確保水下混凝土的施工質(zhì)量，在水下自密實混凝土內(nèi)摻加了一定數(shù)量的絮凝劑。

根據(jù)《水下不分散混凝土試驗規(guī)程》（DL/T 5117—2000）的要求，水下成型試件與空氣中成型試件28天抗壓強(qiáng)度比需大于70%。水下封堵用的R28150S6混凝土采用表1的配合比。外加劑采用中國石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院生產(chǎn)的UWB—Ⅱ水下不分散混凝土絮凝劑，摻量為3.0%。

（1）施工平臺吊裝

施工平臺為焊接鋼結(jié)構(gòu)，安裝在壩頂疊梁門門槽工作區(qū)域，用M900塔機(jī)安裝、轉(zhuǎn)移、拆除。本施工平臺主要用于混凝土導(dǎo)管的定位、固定、提升、下放和混凝土灌注等。

（2）導(dǎo)管下放與定位

根據(jù)水下混凝土施工規(guī)范要求，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，導(dǎo)管選用Φ194×6 mm無縫鋼管，材料為#20鋼。每套導(dǎo)管均由1個伸入節(jié)、1個中間節(jié)、5個拆卸節(jié)、2個過渡節(jié)（調(diào)整節(jié)）組成。每節(jié)導(dǎo)管之間采用法蘭螺栓連接，法蘭螺栓之間加橡膠密封墊。

表1 溢流壩段堵水疊梁門水下混凝土配合比表

單孔導(dǎo)管的安裝方法為：在疊梁單個澆筑孔內(nèi)按先伸入節(jié)（長15 m）、中間節(jié)（長 15 m）、拆卸節(jié)（共 7節(jié)，單節(jié)長2 m，總長14 m）的順序?qū)⒁哑囱b好的導(dǎo)管逐節(jié)用M900塔機(jī)下放連接。當(dāng)一個孔的6根導(dǎo)管（兩側(cè)門槽處各一根，疊梁中間位置4根）全部安裝完成后，調(diào)整導(dǎo)管下口離混凝土表面的位置控制在15～20 cm?；炷翆?dǎo)管內(nèi)采用皮球密封。

（3）水下自密實混凝土灌注

①混凝土由攪拌車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，由泵車將混凝土泵至導(dǎo)管頂部的集料斗內(nèi)，通過導(dǎo)管灌注混凝土。

②第一次提管前，管內(nèi)裝有一定量混凝土，以保證第一次提管時有足夠的壓力和混凝土量將管口迅速覆蓋，防止水進(jìn)入管內(nèi)。

③單根導(dǎo)管采用2臺5t手拉葫蘆同時提升，導(dǎo)管每次提管高度按20～30 cm控制，人工使用卷尺測量提升高度。

④當(dāng)導(dǎo)管提升2 m高度時，取下集料斗，拆除頂部一節(jié)導(dǎo)管（2 m高），將集料斗裝到本節(jié)導(dǎo)管頂部，繼續(xù)進(jìn)行水下混凝土澆筑，直到澆筑完成。

⑤在水下混凝土灌注過程中，潛水員配合進(jìn)行水下漏漿堵漏處理。水下混凝土保持連續(xù)灌注，控制灌注速度。當(dāng)混凝土中斷澆筑時，將導(dǎo)管適當(dāng)下降。

4.頂部疊梁底坎止水埋件安裝施工

根據(jù)對混凝土疊梁的測量結(jié)果，混凝土疊梁表面水平度誤差1～2 cm，也無法完全位于門槽的中心位置。為保證頂端混凝土疊梁與鋼疊梁門之間可靠止水，專門研究設(shè)計了第11根混凝土疊梁頂部止水底坎。

第11根混凝土疊梁頂部底坎結(jié)構(gòu)由模板角鋼、模板鋼板、螺旋調(diào)整裝置等組成，通過螺旋調(diào)整裝置調(diào)整頂部角鋼位于水平位置上后，固定最后灌注水下PBM混凝土。

表2 PBM聚合物產(chǎn)品性能

表3 963增厚水下環(huán)氧涂料性能指標(biāo)表

（1）第11根混凝土疊梁頂部止水底坎安裝施工程序

安裝活動止水底坎→混凝土疊梁吊裝→底坎角鋼調(diào)平固定→安裝模板→澆筑水下PBM混凝土→涂刷水下環(huán)氧963涂料。

（2）主要施工方法

①準(zhǔn)備工作。疊梁下放前，在第11根疊梁頂面安裝止水底坎，位于底坎下面的區(qū)域內(nèi)的混凝土疊梁表面鑿毛處理，對底坎角鋼內(nèi)表面除銹后涂刷環(huán)氧黏砂加糙，以利于與PBM混凝土的接合。

②第11根混凝土疊梁止水底坎水下調(diào)整及安裝底坎模板。使用高精度的長水平尺通過調(diào)整底坎角鋼上的調(diào)整螺旋將角鋼調(diào)平，通過緊固螺母固定角鋼底坎，底坎角鋼水平度誤差不大于3 mm。

③疊梁止水底坎水下PBM混凝土灌注。PBM聚合物混凝土是以HKPBM-3樹脂為黏結(jié)劑，將其與砂、石子骨料、水泥混合拌勻固結(jié)而成的混凝土。PBM混凝土拌和料在水中不分散，施工時不需導(dǎo)管，不需振搗，為自流平、自密實的水下快速固化材料。PBM聚合物產(chǎn)品性能見表2。

在進(jìn)行PBM聚合物混凝土拌制時，嚴(yán)格控制各摻和物的摻量和質(zhì)量。PBM聚合物混凝土采用人工拌制，潛水員配合灌注施工。

④涂刷水下環(huán)氧及水下密封膠。在PBM混凝土達(dá)到強(qiáng)度以后，對底坎部位使用水下環(huán)氧963進(jìn)行涂刷，達(dá)到密封止水的目的。963增厚涂料性能指標(biāo)見表3。

丹江口大壩溢流壩段堰面加高疊梁封堵后滲水量很小，不影響堰面加高施工。

五、結(jié) 語

丹江口大壩溢流壩段堰面加高工程采用的水下預(yù)制混凝土疊梁安裝封堵技術(shù)在國內(nèi)尚屬首例，堰面混凝土加高疊梁封堵技術(shù)在本工程中的成功應(yīng)用，確保了溢流壩段堰面加高施工的順利完成，并為以后類似工程施工提供了可靠的技術(shù)支持和經(jīng)驗借鑒。

[1]自密實混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程（CECS203:2006）[S].2006.

[2]水下不分散混凝土施工技術(shù)規(guī)范(Q/SY 1092—2009)[S].2009.

[3]混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程(JGJ/T 10—2011)[S].2011.

[4]水下不分散混凝土試驗規(guī)程 （DL/T 5117—2000）[S].2000.