巴基斯坦某水電站高速過流面新型施工技術研究

黎 方，楊 超

（中國葛洲壩集團第三工程有限公司，陜西 西安 710077）

巴基斯坦某水電站高速過流面新型施工技術研究

黎 方，楊 超

（中國葛洲壩集團第三工程有限公司，陜西 西安 710077）

水電站高速過流面水流流速大，對溢洪道及其下游消力池底板沖刷比較嚴重。加之工程地質(zhì)條件原因造成的滑坡等因素，溢洪道表面的混凝土在長期沖刷后損毀嚴重，研究可靠、便捷、經(jīng)濟的高速過流面施工技術顯得尤為重要。

水電站；高速；過流面；新型；技術

1 項目背景

該工程混凝土骨料取自當?shù)亓显矗闷渑渲频幕炷量箟簭姸群涂箾_耐磨性能很難達到設計要求。由于巴基斯坦國內(nèi)不生產(chǎn)硅粉，若采用摻加進口硅粉的方式來提高混凝土性能，將大幅增加工程造價。因此，設計綜合考慮工程所在流域水文特點、地質(zhì)情況和經(jīng)濟性等因素，最終選擇抗壓強度遠大于設計強度且抗沖耐磨性能極佳的花崗巖作為溢洪道和消力池底板表面抗沖耐磨材料。

2 技術原理

該水電站工程溢洪道、消力池為局部變更項目。花崗巖單塊質(zhì)量約280kg（少量非標準塊約450kg），與常規(guī)鋪砌工藝不同，花崗巖不能直接附著于其基礎層材料上。高速過流面共分為三層不同結構，自下而上分別為結構混凝土、高強度混凝土和花崗巖。

為保證三層結構的整體性，高速過流面結構混凝土完成之后，先安裝花崗巖，再灌注高強度混凝土?；◢弾r安裝時，采用型鋼支撐架將標準花崗巖塊懸空安裝到設計位置?；◢弾r支撐架采用角鋼、扁鋼以及棄料螺紋鋼在倉位中焊接制作。鋼支撐架制作完成之后，人工配合小型輪胎吊將花崗巖塊吊裝至支撐架上，擺放間距為四周各5cm。二期混凝土采用灌注方式入倉，采用布料機或者塔機吊罐在預留的澆筑口灌注高強度混凝土（E50雙纖維混凝土）。主振搗器采用?60mm插入式振搗器，花崗巖邊縫處采用?35mm小型插入式振搗器振搗?；炷撂顫M和振搗密實后，邊縫部位人工收光表面。然后安裝灌注口處預留的花崗巖塊，最后通過花崗巖塊體上的通孔灌漿。為增強花崗巖與混凝土的粘結力，花崗巖安裝前，其底部均已安裝了一根彎頭錨筋。彎頭錨筋的安裝方式為：在花崗巖巖體上鉆孔，將加工好的錨筋置入孔內(nèi)固定，注入含有一定濃度膨脹劑的漿液，待漿液終凝后入倉。

該新型施工技術在巴基斯坦某水電站工程溢洪道和消力池底板大面積的應用，既充分利用了花崗巖具有極佳的抗沖耐磨特性，又避免了大規(guī)模進口硅粉等材料的高額成本，成功解決了當?shù)鼗炷凉橇蠌姸炔蛔愕牟焕蛩?。同時也避免了富含膠凝材料的高強度混凝土帶來了高水化熱和溫度應力問題，避免了高速過流面的溫度裂縫及其帶來的高額修補費用。

3 操作流程及使用說明

3.1 花崗巖施工工藝流程

花崗巖施工工藝流程如圖1所示。

圖1 花崗巖工藝流程

3.2 花崗巖材料選擇及成品制作

廠家根據(jù)設計的花崗巖塊尺寸、質(zhì)量等要求，將花崗巖切割成標準尺寸的塊石。為增強花崗巖與底板混凝土上的粘結力，在花崗巖和底板混凝土之間設計了一根彎頭錨筋以增加兩者之間的連接強度。因此在花崗巖出廠前，廠家在花崗巖塊石底部正中位置加工φ36錨筋孔。錨筋孔分為兩類，一類是數(shù)目較多的盲孔，盲孔深度為花崗巖塊石高度的2/3（花崗巖塊設計高度60cm），采用“孔內(nèi)先注漿后插桿”的方式安裝彎頭錨筋；另一類是設計在預留花崗巖上數(shù)目較少的通孔，采用直錨筋自上而下穿過該通孔并插入到混凝土一定深度。

3.3 花崗巖成品運輸

花崗巖脆性大，邊角部位極易破碎。在花崗巖運輸裝車之前，將若干塊花崗巖整體打包成一個大立方體，用窄木板緊貼大立方體各棱邊形成一個木框架，最后用鐵皮帶捆綁大立方體防止內(nèi)部的花崗巖塊相對滑動。花崗巖長距離運輸時，裝貨不宜過高，一般采用掛車配集裝箱運輸。

3.4 鋼支撐架制安及注意事項

①鋼支撐架的頂高程由永久過流面的高程決定，在施工階段，其制安精度影響溢流面的成型精度，制作過程中應該嚴格控制支腿高度，須多次測量復核；②斜面上的鋼支撐架應增加側(cè)向支撐，以防止花崗巖塊傾翻；③鋼支撐架采用焊接方式，焊接時不應與結構鋼筋焊接。布置支腿時應盡量錯開結構鋼筋，不得損壞結構鋼筋網(wǎng)；④由于一期混凝土（底板最下層）表面為臨時施工面，鋼支撐架加工之前該臨時面會被沖毛處理。

對于沖毛后形成的凹凸面，應根據(jù)實際高度適當增加或減少支腿長度以保證安裝所需的鋼支撐架頂高程。

3.5 花崗巖安裝及二期混凝土澆筑注意事項

①采用小型靈活的起吊設備配專門的夾具可有效提高花崗巖安裝進度，施工過程中需經(jīng)常檢查夾臂的磨損情況，防止吊裝過程中發(fā)生滑落；②安裝時，花崗巖應錯縫擺放以增強高速過流面花崗巖層的整體抗剪性；③花崗巖的懸空安裝會造成花崗巖底部混凝土倉位的封閉，因此花崗巖安裝前，務必對花崗巖所在的高強度混凝土倉位提前進行沖洗，并采取臨時擋水措施防止污水流入；④花崗巖應逐排依次擺放，如塊石松動不穩(wěn)，應及時微調(diào)整位置或增加墊片使其穩(wěn)定；⑤根據(jù)混凝土振搗器的有效作用面積，合理布置預留塊位置以便灌注下部混凝土；⑥灌注混凝土的塌落度不宜過大，一般采用30～70mm塌落度的高強度混凝土；⑦大小振搗器配合使用，確保邊縫位置處振搗密實；⑧在灌注混凝初凝前完成預留澆筑口處花崗巖和直錨筋安裝。在灌注混凝土初凝后，完成預留花崗巖塊的接觸灌漿施工，灌漿時可采用千分表等儀器監(jiān)測因灌漿壓力過大對花崗巖的抬動。

4 技術要點及要求

①合理地分析工程所在地的水文氣象、地質(zhì)條件、當?shù)刭Y源以及高速過流面使用年限等因素；②花崗巖與二期混凝土之間采用φ25mm螺紋彎頭鋼筋或直鋼筋增強錨固，并用添加一定濃度膨脹劑的漿液固定，直鋼筋則在倉位澆筑后二期混凝土終凝前插入；③花崗巖的支撐方式為鋼支撐架，鋼支撐架可有效控制過流面的平整度；花崗巖吊裝至鋼支撐架后，超高宜用砂輪機打磨塊石底部，欠高宜采用2～10mm厚度的鋼墊片插墊；④花崗巖安裝時，同一倉內(nèi)花崗巖塊應錯縫擺放，相鄰倉位之間設置方形齒狀施工縫，以增強高速過流面花崗巖層的整體抗剪性能；⑤二期混凝土為等級E50的高強度雙纖維混凝土。澆筑時應充分振搗，包括塊與塊之間的縫隙應采用小振搗棒振搗；⑥二期混凝土終凝之后，復測過流面平整度，采用手持砂輪機打磨局部凸起的部位。

5 結束語

實踐表明在經(jīng)歷一個完整洪水期后，該技術施工的花崗巖護面表面質(zhì)量完好無損，體現(xiàn)了很強的抗沖刷、抗撞擊和耐磨特性。與大壩上游的同類型水電站溢流面相比，該新型技術的工程質(zhì)量得到了質(zhì)的提升，延長了永久工程生命周期，經(jīng)濟、社會效明顯，具有較大的推廣用前景。

TV741

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2096-2789（2016）11-0063-02

黎方（1983-），男，漢，湖北宜昌人，工程師，一級建造師，研究方向：工程項目管理和工程施工技術研究。

楊超（1987-），男，漢，陜西西安人，助理工程師，研究方向：水利工程施工技術管理。