李 海,薛貴金,劉斌洲
(中國水利水電第三工程局有限公司,西安,710016)
越南小中河電站工程位于越南老街省沙巴縣達萬鄉,距我國云南省河口縣60多km。電站樞紐為引水式發電站,電站分首部樞紐工程、引水系統、廠房及尾水渠工程等,發電總水頭863.3m,電站總裝機容量22MW。
電站大壩為混凝土面板堆石壩,最大壩高34.2m,上、下游壩面坡比分別為1∶1.4、1∶1.6,壩頂寬度為7m,面板厚度均為400mm。
因工程前期通關手續影響,大型設備清關難度大,運輸周期長到貨滯后,加上壩體第二年又攔洪度汛,工期非常緊張,壩體填筑時段又處于雨季,雨水充沛且濃霧彌漫,對上游坡面必須及時保護。在此情況下,對上游護面砂漿施工,采用翻模固坡技術。
模板設計遵循標準化、系列化、定型化原則,提高其適應性,增加重復使用次數,降低翻升模板的費用,力爭使其與組合鋼模板模數相一致,達到可應用于其它部位的目的。因試驗時墊層料碾壓層厚度為400mm,模板結構采用二套680mm×1200mm模板交替上升。
面板采用組合剛模板,采用2塊P3012面板及一塊異形面板80mm×1200mm組合而成。翻轉模板面板大部分完全用組合鋼模板組裝,僅有一塊用異形模板組裝。該面板設計合理,單位用鋼量少而且剛度大,其尺寸標準化、模數化,護面砂漿施工完成后重新解體、組裝,仍可應用于其它部位施工。
為充分發揮材料強度,降低翻轉模板單位面積用鋼量,背部支撐結構采用桁架形式。桁架主要由40mm角鋼焊接而成,桁架上口設調節絲桿可微調模板傾角,偏差較大的地方采用內頂方式或內拉方式調節模板傾角。
當下層墊層碾壓完成后,用φ18mm鋼筋打入墊層內,再用φ12mm鋼筋內拉。
主要施工工藝流程為:測量放樣→模板安裝檢查→楔板安裝→墊層料攤鋪→墊層料平整→墊層料初碾→拔出楔板→灌注砂漿→墊層料終碾→試驗檢查→拆除下層模板并翻升至上層……,如此循環上升。
3.2.1 模板及楔形板安裝
下層墊層料終碾完成后,模板安裝前進行測量放樣。測量放樣該層需立模板的上口邊沿控制點,按控制點拉線支模。人工將底層模板翻轉至上層,相鄰模板間用通用“U”型卡連接固定。模板拉桿使用φ12mm鋼筋,拉桿與下層墊層料的地錨固定。拉桿后期可應用于面板鋼筋安裝時的架立筋,拉桿隨面板混凝土的澆筑逐層割斷,防止其對面板產生約束。地錨筋使用φ18mm的鋼筋,用榔頭將其打入下層墊層料內,其水平位置距已完成墊層料上游設計邊線不大于500mm~650mm,防止后退法卸墊層料時對車輛的影響。模板偏差大于20mm時,采用內支撐和拉桿進行調節,小于20mm模板微調采用固定在模板上的微調螺栓進行,以保證模板安裝精度。模板安裝驗收后,在其內側安裝楔形模板。
為保證周邊縫附近固坡砂漿與同層中間部位同步施工,及時對墊層料進行保護,此部位采用木模板現場支立。
3.2.2 墊層料的填筑及初碾
墊層料按照算方上料的原則進行,依一定的間隔后退法卸料,間隔距離標識用噴漆或石灰打線。每層墊層料松鋪厚度450mm~500mm,人工配合反鏟或推土機鋪料,人工挑除超徑料及分撒集中碎石。因墊層料自然休止角大于設計邊坡,造成平整后的該層墊層料上游坡面底部與楔形板不相接觸,為防止浪費砂漿,保證護面砂漿厚度較均勻,平整時需人工搗實墊層料,以使墊層料與楔形模板充分接觸。
初碾采用18t自行式振動碾,初碾時振動碾距上游邊線距離不大于200mm。為防止碾壓時墊層料表面形成波浪,需先靜碾2遍,再振碾4遍,振動碾行駛速度1.5km/h~2.0km/h,振動頻率中檔。灑水量按照現場試驗確定,用體積比參數20%控制。200mm之內采用手扶式振動碾碾壓,碾壓8遍。
3.2.3 拔出楔形板及灌注砂漿
墊層料初碾結束后,人工拔出楔形板,在墊層料與翻模的間隙內灌注砂漿。砂漿由拌和站集中拌制,混凝土攪拌車運輸至受料點,經車上自帶溜槽和自制溜槽卸料入間隙,邊走邊卸。根據砂漿充盈情況,控制行車速度。砂漿配合比為水泥∶水∶砂子=220kg∶252kg∶1450kg。
3.2.4 終碾
灌注完砂漿后,即可用振動碾進行碾壓,振動碾壓遍數2遍。振動碾其它參數同初碾參數。通過振動碾的振動作用,使剛灌注的砂漿振搗密實,砂漿經振搗后的下沉部位須及時補灌。
4.1 立模前對每層翻模均應測量放樣控制點,依照控制點掛線立模。現有規范還未規定應用該技術時護面砂漿與設計邊線的偏差范圍,考慮該壩體較低,未采用反向控制技術控制因壩體在施工期間變形而引起的預留值。施工期間筑壩強度較低,壩體月上升高度3m~5m,造成壩體沉降變形護面砂漿與設計邊線偏差較小,參照規范規定的碾壓護面砂漿固坡技術的誤差范圍,為保證面板施工前護面砂漿表面與設計邊線偏差在+5mm~-8mm之間。綜合上述因素,測量放樣時,翻模上口安裝偏差控制在±20mm之間。模板安裝驗收后再安裝楔形板。
4.2 嚴格執行算方上料的原則,確保松鋪層頂面的平整度。對翻模坡腳部位,采用人工回填,防止脫空和粗粒料集中。
4.3 初碾時,先靜碾2遍后再振動碾壓4遍,終碾2遍,來回碾壓按2遍計。每一區域砂漿灌注結束后,再進行終碾。初碾及終碾參數按工藝試驗取得的參數執行,終碾在砂漿初凝前結束。
4.4 砂漿原材料質量指標按水工混凝土施工相關規范執行。砂漿強度4MPa,滲透系數K=i×10-4cm/s,砂漿稠度控制在30mm ~50mm。
4.5 反滲水的處理。為防止壩體內因聚集施工廢水及雨水對護面砂漿形成反壓而遭受破壞,應按照設計要求進行處理。如設計無要求時,可在趾板反坡面預留孔洞,以排除壩體內滲水。待面板表面止水施工完成后,上游鋪蓋料具備回填條件時,再對預留孔洞按設計要求預以封堵。排水孔封堵后應立即回填上游鋪蓋料,防止反滲水對面板的抬動破壞。
面板堆石壩護坡砂漿施工所用翻模固坡技術,在本工程應用中對模板進行了充分的優化,質量、效益更加明顯。因其模板設計易與壩體變形相協調,能適應壩體的沉降變形,更好地保證了施工質量。此外,在墊層料碾壓試驗時,通過調整墊層料填筑厚度,使翻模設計尺寸完全能夠符合現通用鋼模板的模數制。如用2塊P3012和1塊P1012鋼模即可拼成一套翻模,以充分利用通用組合鋼模板進行組裝,待護面砂漿施工完成后,鋼模板可繼續用于其它部位。在本工程中,翻模設計時底部利用通用鋼模板,上部再配一塊異形鋼模組裝,提高了模板的通用性和周轉率,進一步降低了成本,提高了使用效率和經濟效益。
〔1〕顧志剛,許 明等.混凝土面板堆石壩施工技術.北京:中國電力出版社,2005.
〔2〕傅志安,鳳家驥.混凝土面板堆石壩.武漢:華中理工大學出版社,1993.
〔3〕常煥生,李岱等.面板堆石壩翻模固坡技術在雙溝大壩的應用.水力發電,2007.