丹江口大壩溢流壩21～24#壩段高程124 m 以上堰體混凝土施工技術綜述

丁新中，熊劉斌

(葛洲壩集團第二工程有限公司，四川成都 610091)

1 工程概述

按照《南水北調中線一期丹江口大壩加高工程溢流壩堰體延期加高重大設計變更報告》和該工程2013年底完工的時間要求，堰體加高從2011年10月開始至2013年5月結束，利用兩個枯水期進行堰體加高施工。本枯水期(2011年10月至2012年5月)進行溢流壩21～24#壩段堰體加高施工，下一枯水期(2012年10月至2013年5月)分別進行溢流壩14～17#和19～20#壩段堰體加高施工。

由于堰體混凝土暫緩加高施工，加之工程渡汛需要，原溢流壩段壩頂結構均已形成，除了閘墩簡支跨有少量的預制板可以臨時移除外，固定跨壩頂結構均無法移除，絕大部分堰體混凝土只能在封閉的狀態下施工，采用門塔機、大型混凝土供料線系統澆筑混凝土已不可能，必須根據現場實際情況研究混凝土入倉和布料方法，做到技術可行、經濟合理、保證質量、安全和工期。

2 施工的重點與難點

(1)鑒于裂縫檢查處理、碳化層鑿除、閘墩自鎖錨桿施工、鋼筋施工、堰面錨桿施工、廊道和門槽植筋施工、老壩體止水挖出與連接、安全監測施工等工序銜接緊密，相互干擾大，工序多，工期緊，技術要求高，需要合理組織和協調，才能保證施工正常進行。

(2)作業面施工場地狹小，施工干擾較大，作業面高差大，安全防護要求高。

(3)由于壩頂結構已經形成，混凝土供料線的規劃布置、安裝、升高、拆除均較困難，鋼筋、模板等材料無法直接吊運至指定部位，人工搬運工作量很大。

(4)淺寬槽回填前的冷卻主要為新澆混凝土的冷卻，在一個月之內將澆筑塊的溫度降至16℃～18℃達到寬槽回填溫度后開始回填寬槽混凝土。時間緊、任務重，對后續施工及工程渡汛將產生較大的影響。

3 施工設施布置及特性

3.1 施工設施布置

(1)在溢流壩段新壩頂布置兩臺M900塔式起重機，塔機軌距和輪距均為16 m，與壩頂500 t門機同軌。主要負責溢流壩段混凝土堵水疊梁門吊裝、鋼疊梁門的安拆，臨時施工平臺安拆、堰體混凝土澆筑，皮帶機供料線系統安拆、升高、轉移，施工棧橋安拆，布料機系統安拆、升高、轉移，鋼筋、模板等材料吊裝等。

(2)在溢流壩21～24#壩段堰體尾部(離壩軸線12.8 m)沿壩軸線方向布置施工棧橋，其上布置兩套可移動式混凝土布料機。主要負責溢流壩段后部146 m 高程以下及離壩軸線3 m(在壩軸線上游3 m)及以下區域的混凝土澆筑?；炷劣勺孕镀囘\輸，塔機配3 m3吊罐將混凝土卸到布料機頂部的受料斗內，由布料機澆筑混凝土。為保證施工質量，布料機混凝土供料線系統初次安裝高程為140.5 m，經過一次升高后(升高后的安裝高程為149.5 m)完成堰面加高混凝土施工。

(3)在閘室內沿水流方向中線布置有皮帶機混凝土供料線系統，共布置8套供料線系統(每個閘室一套)，主要負責離壩軸線3 m 以上區域的混凝土澆筑，由自卸汽車直接將混凝土卸到位于壩頂工作門槽處的4.5 m3受料罐內，經溜管、集料斗、移動式皮帶機、頭部分料裝置澆筑混凝土。為保證施工質量，皮帶機混凝土供料線系統初次安裝高程為143 m，經過一次升高后(升高后的安裝高程為153 m)完成堰面加高混凝土施工。溢流壩21～24#壩段堰面混凝土施工布置情況見圖1、2。

圖1 壩下施工棧橋及布料機系統

圖2 閘室內皮帶機供料線系統

3.2 堰面混凝土施工設施、設備特性

(1)兩臺M900塔機起重特性。

兩臺M900塔機起重特性見表1，其中括號內為1#M900塔機數據，括號外為2#M900塔機數據。

(2)閘室內皮帶機混凝土供料線系統特性。

閘室內皮帶機混凝土供料線系統特性見表2。

表1 兩臺M900塔機起重特性表

表2 閘室內皮帶機混凝土供料線系統特性表

(3)布料機混凝土供料線系統特性。

布料機混凝土供料線系統特性見表3。

表3 布料機混凝土供料線系統特性表

4 混凝土設備、設施澆筑規劃

所有混凝土均由自卸汽車運輸?；炷劣扇N方式入倉:(1)由塔機配6 m3或3 m3吊罐直接入倉澆筑混凝土;(2)塔機配3 m3吊罐將混凝土卸到布料機受料斗內，由布料機系統布料澆筑混凝土;(3)由自卸汽車將混凝土直接卸到壩頂4.5 m3受料罐內，由閘室內皮帶機供料線系統布料澆筑混凝土。

方式一的澆筑區域為溢流壩段下塊;方式二的澆筑區域為壩軸線上游3 m 以下的區域，高程為128 m 至146 m 區域;方式三的澆筑區域為壩軸線上游3 m 以上的區域，高程為131.2 m 至151.2 m 區域。

經統計，對于溢流壩單個壩段而言，由M900塔機直接入倉澆筑混凝土量占單個壩段總方量的11.1%;由M900塔機配合布料機系統入倉澆筑混凝土量占單個壩段總方量的26.4%;由皮帶機供料線系統直接入倉澆筑混凝土量占單個壩段總方量的62.5%。單個壩段的混凝土總量為9001.5 m3。

5 主要施工技術

5.1 施工程序

根據溢流壩21～24#壩段堰體結構，利用兩臺M900塔機先澆筑堰體下塊混凝土，并在澆筑堰體下塊混凝土的同時預埋布料機棧橋立柱基礎節。通過工作門槽、檢修門槽空腔用塔機安裝閘室內皮帶機立柱基礎節并澆筑基礎混凝土。利用兩臺塔機安裝布料機棧橋、布料機、閘室內皮帶機供料線系統。

總體施工程序為:混凝土碳化層鑿除、裂縫處理、砂漿錨桿施工、植筋施工、自鎖錨桿施工→下塊混凝土澆筑及布料機棧橋立柱基礎節預埋→布料機棧橋及布料機安裝→閘室內皮帶機立柱基礎節預埋及基礎混凝土施工→閘室內皮帶機系統安裝→堰體混凝土澆筑→工作門下閘→吊起堵水鋼疊梁門→移交施工部位、準備工程渡汛。

混凝土施工程序為:混凝土碳化層鑿除、裂縫處理、砂漿錨桿施工、植筋施工、自鎖錨桿施工→堰面鋼筋、廊道鋼筋、防裂鋼筋安裝→立模→堰體混凝土分層澆筑→門槽底坎安裝及二期混凝土澆筑、預留寬槽二期混凝土回填。

5.2 主要施工技術

5.2.1 布料機混凝土供料線系統技術

布料機混凝土供料線系統由壩下施工棧橋和混凝土布料機組成。施工棧橋由軌道梁、軌道、支撐系統、護欄、立柱等組成，布料機由壓重塊、平衡重、底座、立柱、連接柱、回轉驅動裝置、伸縮皮帶機總成、頂部受料斗、平臺走道護欄等組成。施工棧橋和布料機均由壩頂兩臺M900塔機負責裝拆，由專業隊伍負責現場安拆和升高。

混凝土由M900塔機吊3 m3吊罐供布料機供料，通過布料機的行走、回轉、伸縮完成布料工作，整個混凝土施工區域無死區。

5.2.2 閘室內皮帶機混凝土供料線系統技術

閘室內皮帶機供料線系統由壩頂兩臺M900塔機負責裝拆，兩臺5 t 慢動卷揚機配合，由專業隊伍負責現場安拆及升高。

混凝土由自卸汽車運輸，自卸汽車直接卸到位于壩頂的受料斗內，經帶有緩沖攪拌器的鋼管溜管、集料斗到皮帶機上。皮帶機通過行走機構、頭部分料裝置、可擺動的軟管溜筒完成布料工作，整個混凝土施工區域無死區。

5.2.3 堰面混凝土施工引排水

工作門提起后，即開始進行堰面引排水工作。針對每一孔疊梁門滲漏情況采取不同的措施，對大的滲水點采取引管排水，對分散的小的滲水點采用表面封閉排水，滲漏水經下部集水槽流入集水暗井內，經排水廊道排至下游面，最后對集水槽和集水暗井進行灌漿封堵。

5.2.4 模板規劃施工

124 m 高程以上堰面由1∶1斜坡段、拋物線段、兩圓弧段、進口垂直段組成。模板規劃如下:

(1)在151.4～152 m 高程之間堰頂區域，堰面較平緩，采用掛設樣架的方法澆筑混凝土，人工抹面收光。

(2)工作門槽下游面128 m 高程以上斜直段及曲線段與128 m 高程以下斜直段均使用扣模施工。

(3)檢修門槽上游面148.5～151.4 m 高程曲線段(圓弧段)較陡部分采用定型模板施工，初凝前邊拆除模板、邊進行人工抹面收光。

為控制堰面體型，使用鋼筋樣架定位模板。鋼筋樣架單獨設置和固定，通過測量放樣控制樣架位置和精度，模板通過鋼筋樣架固定和定位。

5.2.5 混凝土澆筑

(1)混凝土施工分層。

按照招投標文件及相關設計要求，考慮現場實際情況，堰面混凝土施工分層按2 m 左右控制，層間間歇期為4～9 d，在每層層面上布置冷卻水管。

(2)混凝土澆筑。

①混凝土由拌和系統拌制，混凝土水平運輸全部采用自卸汽車，混凝土采用三種方式澆筑方式:a.閘室內皮帶機系統;b.塔機直接入倉;c.塔機+布料機系統。

②采用臺階法澆筑混凝土，結合面砂漿邊澆筑混凝土邊攤鋪。表層抗沖耐磨混凝土、過渡層和下層混凝土一次性澆筑，在閘墩側面、模板表面作出明顯的分區標識，以防混料。

5.2.6 淺寬槽回填施工

淺寬槽(寬1.2 m×深2 m)混凝土采用帶有緩降攪拌器的溜管、集料斗、溜槽澆筑。使用扣模連續翻轉澆筑混凝土，人工平倉、振搗和抹面收光?；炷劣勺孕镀囘\輸，由M900塔機將吊罐內的混凝土卸到集料斗中，通過鋼管溜管(中間配兩個緩降攪拌器)將混凝土卸到其下的集料斗內，經溜槽澆筑混凝土，將溜槽鋪設在淺寬槽鋼筋表面并固定。

6 結語

該工程自2011年11月28日開始第一倉堰體加高混凝土施工以來，通過采用三種入倉方式，閘室內皮帶機供料線和壩下布料機供料線施工技術，工程進展順利，質量滿足設計要求，保證了工程安全渡訊。