白石水庫混凝土壩預(yù)制廊道技術(shù)

師寧焉，王金寬

（遼寧省白石水庫管理局，遼寧 朝陽 122000）

白石水庫混凝土壩預(yù)制廊道技術(shù)

師寧焉，王金寬

（遼寧省白石水庫管理局，遼寧 朝陽 122000）

寒冷地區(qū)，水庫混凝土大壩現(xiàn)澆廊道，因周邊混凝土的約束和通風(fēng)，頂部極易產(chǎn)生縱向通縫而滲漏嚴(yán)重，處理困難。為防止上述問題發(fā)生，白石水庫建設(shè)中對(duì)5～27號(hào)壩段內(nèi)的水平廊道采用整體預(yù)制。現(xiàn)已運(yùn)用13年，效果較好。

水庫大壩；預(yù)制廊道；接縫防滲

1 預(yù)制方案的選擇

白石水庫總庫容16.45億m3，為大（1）型水庫。廊道預(yù)制件的形式一般分為全斷面預(yù)制和部分預(yù)制。在全斷面預(yù)制中又分整體預(yù)制和分體預(yù)制。整體預(yù)制即除廊道底板外（有時(shí)亦包括底板），側(cè)墻和頂板（或頂拱）均一次預(yù)制；部分預(yù)制就是僅預(yù)制側(cè)墻或頂板（頂拱）中的某一部分，其余現(xiàn)場澆筑。

全斷面整體預(yù)制，就是把廊道按長度方向分成若干段，每段（以下稱廊道預(yù)制件）一次預(yù)制完成，這種預(yù)制方法受力條件好，預(yù)制和安裝都很方便，外形質(zhì)量容易控制，但需有較大的運(yùn)輸和安裝能力；全斷面分體預(yù)制，一般是把每個(gè)廊道預(yù)制件分成2～3段，到現(xiàn)場拼接，外觀質(zhì)量不易控制，增加了安裝和接縫處理的難度。

白石水庫工程總工期由原設(shè)計(jì)6.5年減少為5.5年，時(shí)間緊，必須優(yōu)化施工。當(dāng)時(shí)工地預(yù)制廠設(shè)有30 t龍門吊，大壩現(xiàn)場有DMQ540/30 t門式和40 t汽車起重機(jī)，有15 t以上的運(yùn)輸汽車。因此選擇了整體預(yù)制方案。

2 整體預(yù)制廊道設(shè)計(jì)

2.1 預(yù)制件尺寸確定

廊道預(yù)制件幾何尺寸的確定，除應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性，還要考慮裝運(yùn)、安裝及水庫運(yùn)行期構(gòu)件自身的堅(jiān)固性。最終確定長99 cm、厚40 cm、內(nèi)高400 cm。每個(gè)預(yù)制件的邊棱部位留有等腰2 cm的內(nèi)倒角和6 cm的外倒角，兩相鄰塊設(shè)計(jì)間隙2 cm。安裝后對(duì)相鄰塊間隙防滲處理。

2.2 預(yù)制混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)

采用三級(jí)配混凝土，最大骨料粒徑80 mm，標(biāo)標(biāo)號(hào)為C20W6。

2.3 配筋設(shè)計(jì)

配筋設(shè)計(jì)主要考慮以下荷載：①水平和垂直起吊自重產(chǎn)生的內(nèi)力；②混凝土澆筑產(chǎn)生的側(cè)壓力；③水庫正常運(yùn)行期廊道的應(yīng)力。經(jīng)計(jì)算，在第③種情況下，廊道周圍不產(chǎn)生拉應(yīng)力，只需按構(gòu)造配筋。因此，廊道配筋設(shè)計(jì)主要應(yīng)滿足①、②，配置了雙層φ20＠200鋼筋。每個(gè)預(yù)制件都設(shè)置了3個(gè)水平吊環(huán)和2個(gè)垂直吊環(huán)供吊裝使用，吊環(huán)位于起吊內(nèi)力均勻分布處。為避免預(yù)制件在吊運(yùn)、安裝期間兩自由端發(fā)生變形產(chǎn)生不利的內(nèi)應(yīng)力，在下部增設(shè)了臨時(shí)支撐。

2.4 預(yù)制數(shù)量

廊道水平段總長403 m，在排水與灌漿廊道三個(gè)相交部位采用現(xiàn)場支模澆筑（長15 m），其余388 m均采用預(yù)制廊道。預(yù)制件總數(shù)388塊，單件體積 4.14 m3、重 11.07 t，預(yù)制總量 1 606 m3。

3 預(yù)制廊道施工

3.1 場地與設(shè)備

預(yù)制場在壩址下游，配有起重量30 t的龍門吊一臺(tái)，400 L攪拌機(jī)一臺(tái)及電焊機(jī)、鋼筋加工機(jī)等附屬設(shè)備。

3.2 模 板

廊道預(yù)制件內(nèi)模采用定型組合鋼模板，面板用厚5 mm的鋼板制作，每個(gè)預(yù)制件的內(nèi)模分4塊，即2塊1/2半圓段和兩塊側(cè)面直線段，外模全部采用鋼桁架的木模板，亦分成4塊組裝。內(nèi)外倒角用紅松或白松制作。

3.3 底臺(tái)

為利于標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，保證預(yù)制件精度，在預(yù)制之前要先做成與預(yù)制件斷面相同的底臺(tái)，底臺(tái)用一級(jí)配混凝土澆筑，高10 cm，表面包鍍鋅鐵皮。每隔80 cm留一圓孔，以便穿加固模板的螺栓之用。支模時(shí)內(nèi)外模板把底臺(tái)夾在當(dāng)中。

3.4 混凝土施工

首先將鋼筋籠放到底臺(tái)上，把各種預(yù)埋件按設(shè)計(jì)位置固定好。然后將涂刷完脫模劑的內(nèi)外層模板組裝并加固，驗(yàn)收合格后進(jìn)行混凝土澆筑。

混凝土坍落度3～5 cm為宜，人工分三層入模振搗后，進(jìn)行修面。振搗器功率為1.1 kW的軟軸振搗棒，初凝后灑水養(yǎng)護(hù)。在夏季48 h就可拆模、72 h可用龍門吊輕移到存放場繼續(xù)養(yǎng)生到28 d后再堆放。如用蒸氣養(yǎng)護(hù)，則更節(jié)省時(shí)間。

3.5 預(yù)制廊道安裝

在壩體齒槽澆筑到底面高程以下0.5 m為安裝基面，預(yù)埋兩條∠100×100×10角鋼，其間距與預(yù)制廊道底邊外緣預(yù)埋鐵相同，預(yù)制件精確就位后，進(jìn)行間斷焊接，焊縫高度不小于10 mm，每側(cè)焊縫總長不小于底邊長的50%。每臺(tái)吊車可安2 m/h。基面以上相鄰預(yù)制件接縫做防滲處理：

1）將內(nèi)外側(cè)縫口封堵密實(shí)后向縫內(nèi)灌注膨脹水泥砂漿。

2）初凝后拆開外封口，用鋼刷除掉外倒角表面的粘結(jié)物和乳皮，沖冼干凈。

3）用較稠的水泥凈漿涂刷外倒角后填抹膨脹水泥砂漿至齊平。

4）養(yǎng)護(hù)3 d后在風(fēng)干表面涂貼四油三氈，向兩側(cè)預(yù)制件多貼10 cm以上。

5）澆筑壩體混凝土。

6）溝抹內(nèi)倒角，澆筑廊道底板二期混凝土。

4 需改進(jìn)和注意方面

1）隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，新材料、新工藝不斷問世，在處理預(yù)制件接縫（嵌縫）上應(yīng)選擇新型可塑性防滲材料，如聚氯乙烯膠泥，塑料油膏，基丁橡膠等等。

2）相鄰預(yù)制件安裝必須保持在同一平面，外抹角可減小到3 cm×3 cm，有利于節(jié)省嵌縫膠材和確保外層的四油三氈粘貼質(zhì)量。

3）油氈卷材應(yīng)選擇有一定彈性和耐久性的新型材質(zhì)，液態(tài)膠應(yīng)選擇可塑性的，以適應(yīng)壩體變形，特別要重視壩段橫縫防滲處理。

4）預(yù)制件安裝間隙應(yīng)先用膨脹水泥砂漿灌注，內(nèi)外縫口建議用適當(dāng)直徑小膠管充氣封堵效果更佳。待砂漿接近初凝時(shí)，拆開外封口，壓實(shí)壓光。

5）如外抹角全部采用可塑防滲膠材回填時(shí)，結(jié)合面應(yīng)涂刷液體膠過渡層。如用早強(qiáng)膨脹砂漿回填也需涂刷凈水泥稠漿過渡層，砂漿養(yǎng)生不小于3 d隙。貼油氈前要風(fēng)干表面，不宜用噴燈烘烤。廊道外側(cè)橫縫止水不可取消，要保證止水效果。

TV642

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2012-04-20