白鶴灘水電站右岸地下廠房巖錨梁混凝土施工技術

龔世柒

【摘要】白鶴灘水電站右岸地下廠房巖錨梁混凝土工程工期緊、技術要求高，是該電站的關鍵技術之一，在施工過程中通過采用創新模板工藝、有效的溫度控制措施和爆破震動控制，確保了混凝土施工質量，使混凝土表面達到了免裝修水平。

【關鍵詞】地下廠房；巖錨梁；混凝土澆筑；白鶴灘水電站

1、引言

白鶴灘水電站位于金沙江下游四川省寧南縣和云南省巧家縣境內，為目前國內在建的最大水電站。主廠房巖錨梁總長811.2m（包括上下游，單邊長405.6m），高3.6m，梁面寬2.85m。右岸地下廠房巖錨梁混凝土于2016年5月6日開始施工，同年10月5日完成，歷時5個月，澆筑混凝土109倉（巖錨梁67倉，附壁墻42倉），共完成鋼筋制作安裝1259t，混凝土8680m3。工程施工過程中需克服解決以下幾方面的問題：（1）受高地應力和不良地質條件影響，設計在部分巖錨梁下部通過增加附壁墻、固結灌漿和附壁墻外設置預應力錨索、預應力錨桿等方式對巖錨梁進行了加固，致使施工工序多，相互干擾大；（2）巖錨梁為永久外露結構面，外觀質量要求高；（3）巖錨梁混凝土為高約束區混凝土，厚度和跨度均較大，又是在夏季高溫季節澆筑，混凝土溫控矛盾突出；（4）巖錨梁澆筑完成后的底部斜面與下方開挖面的垂直距離僅為6.4m，減小爆破振動對巖錨梁的損傷和表面防護是一難點。

2、巖錨梁混凝土澆筑

2.1 施工順序

為減少各工序之間的施工干擾，提前將補強結構范圍內的錨索進行造孔、下索和注漿，梁體混凝土施工前需完成補強結構的混凝土施工，為不影響梁體混凝土施工工期，補強結構混凝土多工作面超前巖錨梁混凝土施工，梁體混凝土施工完成后進行錨索的張拉、預應力錨桿以及灌漿工序的施工。

2.2 模板設計

巖壁吊車梁為永久外露面結構，外觀質量要求高。為確保模板快速組立及巖錨梁混凝土的外觀平整光潔，底模采用定制大模板和型鋼支撐，側模采用大面積鋼模和型鋼圍檁，模板采用16/25t吊車配合安裝。

模板以φ48mm*3.5mm的鋼管排架為主，輔以鋼筋斜拉加固。側模以拉模錨桿焊雙φ16拉條的方式固定。巖錨梁模板及支撐示意圖見圖1。

2.3 澆筑方式

經過比較，布料機就位迅速、入倉速度快、布料均勻，適合澆筑低塌落度常態混凝土，并且與巖錨梁混凝土跳倉澆筑方案非常適配，滿足“平面多工序”的施工要求，多個作業面備倉與澆筑緊密銜接，有利于混凝土散熱。因此，采用布料機作為主要入倉手段。

混凝土采用平鋪法澆筑，澆筑過程中均勻下料，及時平倉。每個澆筑坯層厚度不超過40cm，分層振搗。振搗采用加長的φ50軟軸振搗器，2臺振搗器一前一后交叉梅花形插入振搗，插入混凝土的間距按不超過振搗器有效半徑的1.5倍控制。

2.4 施工縫處理

施工縫處鋼筋不斷開，設置鍵槽加強抗剪。鍵槽為梯形形式，底面1.2m*1.6m，頂面0.8*1.2m，深0.2m。采用免拆模板網為鍵槽和縫面模板，利用鋼筋進行固定。

2.5 后期養護

為提高巖錨梁頂面養護效果，預先在巖錨梁外側澆筑15cm寬的先澆塊，以便頂部進行蓄水養護；直立面和底部斜面采用土工布覆蓋，并安排專人進行灑水養護，保證巖錨梁混凝土處于連續濕潤狀態，養護時間不少于28d。

3、溫度控制

料源控制。巖錨梁混凝土澆筑時段處于高溫季節，為保證澆筑溫度在18℃以下，采用預冷混凝土，混凝土出機口溫度控制在12～14℃。

（2）運輸過程控制。混凝土運輸采用9m3攪拌車運輸，等待打料時對車體料倉進行灑水降溫，降低車體溫度。運輸過程中對車體采取遮陽措施，減少運輸過程中的陽光直射。

（3）混凝土澆筑時溫升控制。混凝土入倉后及時進行平倉振搗，加快覆蓋速度。當混凝土入倉溫度、澆筑溫度偏高或達到溫度允許上限時，通知拌合樓采取措施降低出機口溫度，加強倉內通風等措施，確保不超溫。

（4）預埋冷卻水管。采用冷水機組制冷水為冷卻水，在巖錨梁頂部上、下游邊墻各布置一根DN50鋼管或φ50mmPE管，并按照間隔2倉巖錨梁長度的距離留出接頭。冷卻水管采用φ32HDPE管、壁厚2.0mm，豎向埋設2層，水平埋設2排，均順軸線方向，蛇型布置。

在混凝土澆筑完成后通水進行混凝土內部散熱。混凝土出現最高溫度前通水流量按40L/min進行控制（一般為澆筑后1d～3d）。當混凝土最高溫度出現后通水流量改為15～20L/min。通水冷卻每天調換進出口方向，并指定專人作好詳細的通水冷卻溫度記錄備查。經過統計，巖錨梁施工期間共測量溫度1890次，進水溫度14.5～21℃，平均17.8℃；出水溫度為17.9～23.6℃；通水流量為36～40L/min，平均38L/min。

為監測混凝土溫度情況，在主廠房巖錨梁前5倉混凝土內埋設了10支電阻式溫度計（每倉2只）。混凝土最高溫度統計見表1。目前巖錨梁已全部澆筑完成，澆筑過程中溫度控制全部滿足設計要求，未發生超溫現象。

4、爆破震動控制措施

為了控制爆破震動對新澆混凝土產生影響，在巖錨梁混凝土澆筑前，先在廠房Ⅳ層設計輪廓線及距邊墻5.0m的部位進行了永久和施工兩道預裂。主廠房Ⅳ開挖施工需在新澆筑巖錨梁混凝土強度達到28d齡期強度后進行施工。根據主廠房Ⅳ層梯段爆破監測試驗測試結果來控制Ⅳ層及以下梯段爆破爆破單響藥量，并加強現場振動測試，嚴格控制振動速度在爆破安全規范允許范圍內。具體允許范圍見表2。

為了防止巖錨梁成型混凝土受到下層開挖爆破飛石的撞擊破壞，在模板拆除后通過對斜面及直立面覆蓋竹跳板進行防護。

5、結語

白鶴灘水電站右岸地下廠房巖錨梁混凝土在增加附壁墻、錨索、固結灌漿等施工項目的情況下，通過合理安排施工工序和增加資源配置，歷時5個月比計劃工期提前2.5月，優質、高效的完成了巖錨梁混凝土澆筑及相關項目的施工，達到了行業先進水平。在混凝土澆筑完成1個月后，由監理牽頭對巖錨梁混凝土裂縫進行了多次普查，共發現6條裂縫，裂縫寬度為0.1～0.6mm，都發生在側表面，從水平面觀察，沒有向巖面延伸痕跡，為淺表裂縫。如此大規模的巖錨梁高約束區混凝土澆筑，基本消除了溫度裂縫，實屬罕見。混凝土內實外光，整體光潔平整，達到免裝修水平。鑒于目前國內水電工程地下廠房普遍采用巖錨梁方式，該項技術有廣泛的推廣和深入研究價值。