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(中國水利水電第十工程局有限公司，成都，610072)

1　工程概況

開茂水庫位于北川羌族自治縣安昌鎮(zhèn)境內(nèi)，是一座以城鎮(zhèn)供水和灌溉為主，兼顧灌區(qū)人畜供水等綜合利用的中型水利工程。該工程主要包括主壩及1#～5#副壩工程，左、右岸山脊防滲工程，溢洪道工程，放空洞工程，供水隧洞工程。主壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，最大壩高56.0m，壩頂寬度6.0m，壩軸線長約357.35m，壩頂設(shè)1.2m防浪墻?；炷撩姘逶O(shè)計厚度35cm，坡比1∶1.4，二級配混凝土，設(shè)計標號C25W10F100，塌落度為50mm～70mm，面板鋼筋為單層雙向配筋。大壩面板設(shè)計分塊共計30塊，其中12m寬面板28塊、10.84m寬面板1塊、18.19m寬面板1塊，面板分塊總長1436m。

由于面板混凝土施工質(zhì)量受地理環(huán)境、氣候條件、溫度、濕度、面板結(jié)構(gòu)等影響較大，同時，主壩的面板混凝土、止水施工工藝要求較高，質(zhì)量不易控制，且現(xiàn)場場地狹小，材料設(shè)備運輸、布置困難。為此，該工程特設(shè)計了一套鋼筋運輸臺車用于壩體工作面的鋼筋運輸及一套無軌滑模臺車用于面板混凝土的澆筑，以達到保證工期和工程質(zhì)量的目的。

2　無軌滑模臺車的設(shè)計與制作安裝

2.1　無軌滑模系統(tǒng)

大壩面板混凝土采用無軌滑模進行施工，無軌滑模臺車長13.5m、寬1.2m，重量7.5t，由2臺 5t卷揚機牽引提升滑模，每臺卷揚機附加1套動滑輪和1根直徑為22mm的鋼絲繩牽引滑模。無軌滑模系統(tǒng)布置如圖1、圖2所示。

圖1　無軌滑模正面示意

圖2　無軌滑模側(cè)面示意

2.2　無軌滑模及卷揚機安全核算

2.2.1無軌滑模安全核算

根據(jù)牽引力計算公式計算滑模牽引力：

T=(Gsinα+f(Gcosα-P)+τF)K=(75×sin35.54°+0.1×(75×cos35.54°-32.36)+2×1.5×12)×1.5=125.78kN。

滑模要求自重加配重及施工荷載的法向分力略大于新澆混凝土對模板產(chǎn)生的上浮力P。上浮力P=PnLBsinα=3.1×12×1.5×0.58=32.36kN。

式中：Pn——內(nèi)側(cè)模板混凝土側(cè)壓力(kPa)，由下式計算：

Pn=0.22γct0β1β2V1/2=0.22×2.4×4×1.2×1.0×1.51/2=3.1kN/m2

經(jīng)上述核算，13.5m長的滑模采用2臺5t卷揚機牽引提升滑模，每臺卷揚機附加1套動滑輪和1股直徑為22mm的鋼絲繩來牽引滑模，2臺5t卷揚機及其配套設(shè)施產(chǎn)生的牽引力之和為：T′=5×10×2×2=200kN>T，能滿足牽引的要求。

2.2.2卷揚機穩(wěn)定性核算

卷揚機拉動滑模受滑模牽引力的反向作用力，大小與牽引力相等、方向相反，壓塊最小總質(zhì)量：M=T×sinα/g=7.16t，即每塊壓塊最小質(zhì)量為7.16t/8塊=0.89t<2.75t，預(yù)制混凝土塊能滿足彎矩不會出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)安全問題。

卷揚機底座為鋼結(jié)構(gòu)，底座用φ19.0mm鋼絲繩錨固在壩頂錨筋上，保證了卷揚機的穩(wěn)定，不會出現(xiàn)卷揚機滑動失穩(wěn)。

綜合以上安全核算，該套混凝土面板施工滑模及牽引系統(tǒng)安全可靠。

2.3　無軌滑模的制作安裝

按設(shè)計圖紙在加工廠進行滑模制作，運至堆石壩面板施工現(xiàn)場進行安裝。施工過程中將滑模用25t吊車吊裝就位，牽引滑模緩慢平穩(wěn)下滑至倉面起始點，經(jīng)檢查滑模和側(cè)模安全無誤后方可投入混凝土澆筑?；０惭b前，需對滑模板面清理干凈，無凝固的混凝土、水泥漿等，以保證混凝土表面的平整度。卷揚機底座為鋼結(jié)構(gòu)，底座用φ19.0mm鋼絲繩錨固在壩頂錨筋上，并在每臺卷揚機上加載4塊每塊配重約2.75t的混凝土預(yù)制塊。

3　施工總體方案及工藝流程

3.1　施工總體方案

大壩面板混凝土采用無軌滑模不分期一次澆筑完成，采用1套組裝滑模(長13.5m，寬1.2m)進行面板施工；面板混凝土由拌合樓拌合系統(tǒng)進行拌制供應(yīng)，保證面板混凝土施工的連續(xù)性；混凝土水平運輸采用6m3混凝土罐車運至壩頂平臺，然后通過溜槽進入倉面；無軌滑模采用10t慢速卷揚機分別牽引分塊跳倉進行混凝土澆筑施工，然后人工進行二次收面抹平，并及時覆蓋土工布進行養(yǎng)護；面板混凝土養(yǎng)護考慮在壩頂布置1條塑料花管連續(xù)灑水養(yǎng)護至蓄水時為止，以保證混凝土質(zhì)量；面板鋼筋及側(cè)模采用簡易坡面運輸臺車運至施工工作面。面板填縫材料及防滲蓋板施工，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，與面板混凝土施工穿插進行。

3.2　工藝流程

根據(jù)該工程鋼筋混凝土面板總體施工方案，其具體工藝流程如下：

測量放樣→架立筋→坡面修整→面板鋼筋、止水片、側(cè)模等安裝→坡面清理→卷揚機安裝→滑模就位→溜槽安裝→混凝土澆筑→壓抹面及養(yǎng)護→卷揚機和滑模的移位→側(cè)模拆除。

4　主要施工方法

4.1　施工前期準備

4.1.1測量放線

在上游擠壓邊墻面上用紅油漆布設(shè)面板的尺寸控制點及邊緣線，每6m通過鋼筋打點的方式標記邊線、高程控制點。

4.1.2擠壓邊墻坡面修整及脫空檢查

在澆筑面板混凝土之前，首先對擠壓式混凝土邊墻進行坡面平整度修整，采用人工修坡的方式將突出部分擠壓邊墻進行修平處理。坡面偏差按±25mm進行控制，完成坡面修整后，進行測量驗收，保證坡面滿足后續(xù)施工要求，為面板提供一個平整的支承面。

4.2　面板鋼筋制安

面板鋼筋依據(jù)設(shè)計圖紙的規(guī)格、型式要求，在加工廠和現(xiàn)場分別進行加工。施工時用5t載重汽車運至壩頂平臺，20t吊車將加工成型的鋼筋按編號順序置于坡面鋼筋臺車上，用10t卷揚機牽引鋼筋臺車，每次輸送2t～3t鋼筋至安裝工作面，自下而上依次進行鋼筋安裝，鋼筋安裝位置、間距、保護層及各部位鋼筋規(guī)格、形式應(yīng)符合施工設(shè)計圖紙和規(guī)范規(guī)定。鋼筋架立距離垂直縫50cm，直徑20mm～25mm，間距3m×3m～3m×2.5m，長度分為三種規(guī)格，L=60cm、70cm、80cm。

4.3　模板安裝

4.3.1側(cè)模制安

側(cè)模為鋼木定型模板，厚5.5cm，每塊模板長2m，寬度為漸變尺寸，每澆筑塊左、右為一套，側(cè)模采用鋼管支承架加固。為了減少摩擦力和防止摩擦破壞，在模板邊緣裝有∠50角鋼保護，側(cè)模以2m長為單元進行拼裝，每一個單元有兩個支承架，支承架上設(shè)有微調(diào)螺栓，以小范圍內(nèi)調(diào)整模板位置和支撐緊度。

4.3.2滑模就位

待側(cè)模和鋼筋安裝完成并經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格后，滑模用吊車運輸至側(cè)模上，滑模用2臺8t卷揚機牽引，牽引點在滑模兩側(cè)，牽引滑模沿側(cè)模緩慢平穩(wěn)下滑至倉面起始點，經(jīng)檢查滑模和側(cè)模安全無誤后方可投入混凝土澆筑。需注意的是，滑模安裝前應(yīng)清洗干凈，不粘有已凝固的混凝土，以保證出倉混凝土表面的平整度。

4.4　面板混凝土澆筑

4.4.1面板混凝土性能指標

根據(jù)該工程設(shè)計要求，并結(jié)合施工工藝，混凝土塌落度在倉面按照5cm～7cm控制，加上溜槽下料時的塌落度損失，壩頂卸料時的塌落度控制為7cm～9cm。

4.4.2混凝土運輸及入倉

根據(jù)混凝土入倉方式、布料、振搗等要求，在每塊面板上部布置兩個卸料斗，下接兩道溜槽，溜槽分段安在鋼筋網(wǎng)上，下至滑模前緣0.8m～1.0m處，溜槽安放做到平直?；炷敛捎?m3混凝土攪拌罐車運輸至壩頂平臺，通過溜槽入倉，在混凝土下滑過程中，將溜槽底端適時左右擺動，避免槽底端混凝土堆積過多給平倉振搗帶來困難。

4.4.3混凝土平倉及振搗

每一層混凝土入倉后人工平倉，使每車混凝土在倉面上均勻分布，每層布料厚度25cm～30cm，

圖3　堆石壩面板混凝土澆筑示意

嚴禁出現(xiàn)骨料集中現(xiàn)象，并及時振搗，振搗標準以混凝土不再顯著下沉，不出現(xiàn)氣泡，開始泛漿時為準。

4.4.4滑模提升

卷揚機控制電路布置在滑模上，由滑模上施工人員操作，在壩頂卷揚機旁設(shè)專人負責設(shè)備運行，滑?；?，清除其前沿超澆混凝土，以減少滑升阻力。每澆筑一層(25cm～30cm)混凝土提升滑模一次，每次滑升的幅度控制在30cm，滑模的滑升速度，與澆筑強度、脫模時間相適應(yīng)，平均滑升速度控制在1.0m/h～2.0m/h，具體滑升速度通過工地現(xiàn)場試驗確定，滑升間隔時間，不超過30min，最大滑升速度不超過3m/h；滑?；龝r做到平穩(wěn)、均衡上升。

4.4.5收面

滑?；?，立即進行第一次人工木模收面，采用2m靠尺刮平，用2m靠尺檢查不平整度不大于5mm，確保面板平整度。2h～3h后采用人工二次收面。二次收面時，拆除側(cè)模板上的V型槽三角模板，并對縫面進行修整，使縫面平整度同樣達到用2m靠尺檢查不大于5mm的要求。

4.4.6拆模與養(yǎng)護

混凝土澆筑完成24h后根據(jù)氣溫情況判定可否拆除側(cè)模板，在混凝土強度達到5MPa時(即側(cè)模的拆除不影響面板結(jié)構(gòu)的損壞時)可以拆除。

脫模后的混凝土應(yīng)及時修整、壓面和保護。人工抹面第一次收面后立即覆蓋塑料薄膜保濕，暫緩灑水養(yǎng)護，2h～3h采用振動抹面機二次收面后立即覆蓋雙布一膜土工布保濕保溫，對面板進行蓄水前濕潤養(yǎng)護，養(yǎng)護不少于90d。在施工過程中，澆筑II序塊時，I序塊已有的表面養(yǎng)護材料應(yīng)隨揭隨蓋，混凝土面暴露長度不大于2m，確保I序塊養(yǎng)護效果。

4.5　止水施工

4.5.1面板及周邊縫縫面止水施工

縫面施工時，先用水、角向磨光機或鋼絲刷沖刷“U”形槽及邊緣到角鋼壓條寬度，去除雜物，并用棉紗擦凈曬干，再用壓縮空氣吹凈浮土，經(jīng)工程師驗收后，刷SR底膠。對于張性縫先在縫面處埋設(shè)φ60厚15mm的空心橡膠棒，再開始填SR-2填料，填料半徑為R100mm，對于壓性縫填SR-2填料，填料半徑為R80mm。對粘結(jié)合格的SR施工段，小心覆蓋SR防滲蓋片，避免將SR鼓包壓平、損壞，并用橡膠榔頭打?qū)崳媒卿撏ㄟ^膨脹螺栓固定到混凝土上，形成完整的密封腔。最后刮HK961封邊。

4.5.2面板張性縫及壓性縫止水施工

主壩面板各倉之間施工縫止水由張性縫和壓性縫構(gòu)成，根據(jù)止水藍圖通過W型止水銅片和面層三元乙丙橡膠防滲蓋片、扁鋼進行處理。W型止水澆筑混凝土時進行安裝，同時在縫間涂刷瀝青乳膠。待面板澆筑完成后進行面層扁鋼、塑性填料、三元乙丙橡膠防滲蓋片的施工。張性縫止水結(jié)構(gòu)見圖4。

圖4　面板張性縫止水結(jié)構(gòu)

5　混凝土防裂與平整度控制

5.1　混凝土防裂控制

5.1.1混凝土配合比控制

混凝土配合比應(yīng)在混凝土澆筑前3個月進行，確保開工前有一套完整的配合比結(jié)果。結(jié)合現(xiàn)有施工經(jīng)驗，在混凝土里面添加引氣劑、減水劑、粉煤灰等，可減小混凝土水灰比、水化熱，預(yù)防開裂等現(xiàn)象。

5.1.2加強混凝土拌制質(zhì)量的控制

在混凝土拌制時，開倉前對拌和站稱量系統(tǒng)進行校核，稱量誤差是否滿足設(shè)備出廠要求，安排專人進行混凝土的拌和質(zhì)量控制，要求每班在機口坍落度堅持至少取樣4次，拌和物的溫度、氣溫和原材料溫度，每4h檢測1次。

5.1.3加強混凝土的養(yǎng)護

在人工抹面第一次收面后采用覆蓋塑料薄膜保濕，暫緩灑水養(yǎng)護，2h～3h采用振動抹面機二次收面后立即覆蓋雙布一膜土工布保濕保溫，對面板進行蓄水前濕潤養(yǎng)護，保濕保溫養(yǎng)護至蓄水時為止。

5.2　混凝土平整度控制

施工過程中，根據(jù)實際情況及時對滑模進行改進，增加滑模剛度和重量，防止滑模變形或漂模，確?；炷帘砻嫫秸取Ｍ瑫r，采用兩次收面的工藝措施，滑?；蠊と苏驹谑孪却钤O(shè)在滑模下端的施工平臺上進行第一次收面，隨著滑模的逐漸上升進行二次以上的抹面處理，直至表面光滑、平整，無凹凸現(xiàn)象，同時安排專人用2m靠尺在混凝土初凝前對永久面、施工縫面增加檢測頻率，確?；炷馏w型不出現(xiàn)劃痕、鼓包、凹陷等缺陷，局部不平整10m范圍內(nèi)起伏差不超過5mm。

6　結(jié)語

開茂水庫主壩面板混凝土施工采用無軌滑模工藝，與有軌滑模施工工藝相比，克服了現(xiàn)場場地狹小、材料設(shè)備運輸、布置困難等問題，加快進度的同時也節(jié)省了材料，在安全、技術(shù)、經(jīng)濟上是切實可行的。但采用無軌滑模工藝施工混凝土面板時，必須加大現(xiàn)場管理力度，從原材料到施工過程質(zhì)量管控，以及脫模后的混凝土養(yǎng)護和防護等，這對防止面板開裂十分有效。