芻議常態混凝土雙曲拱壩施工的關鍵技術

師芳娟

（中國水利水電第四工程局有限公司，青海 西寧 810000）

水利工程是集設計、施工、管理于一身的復雜性系統工程，對雙曲拱壩施工過程中混凝土建設質量的重視也呈現與日俱增的趨勢。從我國的水利工程實踐來看，由于技術不成熟、材料不合格可能會造成堤壩主體混凝土工程結構出現裂縫等問題，這些問題既影響了結構的美觀，也影響了施工安全。隨著水利工程建設量和建設速度的日益提高，對施工單位來說既是機遇也是挑戰。這就要求施工單位要制訂合理的施工方案，運用先進的施工技術，充分做好混凝土質量控制，確保施工目標的最終實現。

1 常態混凝土雙曲拱壩施工過程中容易出現的問題

1.1 施工質量不過關

施工質量不過關的直觀表現為壩體裂縫問題。出現壩體裂縫的主要原因既有鋼筋、混凝土等施工物資的質量問題，也有施工技術操作不規范的問題。例如，在施工物資材料商，個別施工單位為減少開支，違規壓縮基礎物資支出，偷工減料，將不合格的施工材料用在了壩體建設上。另一方面，施工方沒有配備合理的人、財、物配比，操作人員對技術規程掌握不熟練，最終導致壩體裂縫、鋼筋腐蝕、表層出現脫落甚至坍塌。

1.2 安全管理不到位

在雙曲拱壩施工實踐中，個別施工單位的安全管理意識不強。雖然施工單位制定了安全工作制度，但這些制度存在照搬照抄現象，沒能結合水利水電工程的實際情況，對施工人員的保護措施不完備。安全制度存在紙面一套，實際一套的問題，影響施工安全，容易釀成不可挽回的悲劇。

1.3 工程進度管理容易顧此失彼

在質量、造價、工期三重標準的限制下，對堤壩工程的工程進度往往要求比較高，工期緊張的情況下，難免會影響施工質量。另一方面，由于需要加強對施工成本的控制，當施工造價控制比較嚴格時，難免會犧牲材料質量從而引起施工質量安全隱患。如果處理不好質量、工期、成本三者的關系，就容易出現顧此失彼。

2 工程概況

以非洲埃塞俄比亞TEKEZE 雙曲拱壩工程建設為例，TEKEZE 是埃塞俄比亞國家重點水利樞紐工程，被譽為埃塞俄比亞的“三峽工程”。TEKEZE 作為尼羅河的支流，為狹窄河谷，兩岸山坡陡峭，其設計主要是由美方完成。擋水建筑物為高188m 的雙曲拱壩，主體工程是混凝土工程，壩頂軸線長450m，厚高比0.15，混凝土施工用量超1000000m3。

3 混凝土垂直入倉關鍵技術

經過對當地技術經濟的充分論證后，施工組決定采用輻射式跨河纜機吊運澆筑法來對大壩混凝土進行澆筑，纜機一側平行移動，另一側錨固。同時，纜機還承擔著壩體金屬結構的安裝和相關作業任務。洞坪工程安排長約350m，負載為的20T 纜機一輛，控制系統為德國PLC 系統，最大化確保纜機作業的靈活度和可操作性性，使混凝土澆筑強度要求達到預定的60m3/h 目標。由于纜機運行速度快、效率高，在狹窄河谷且兩岸山坡陡峭的狹窄地帶，充分解決了不便安裝門塔機的難題，纜機最大跨度為1000m，可以滿足工程需要的跨度。

4 DOKA 懸臂大模板技術應用

TEKEZE 雙曲拱壩壩體上下游面及橫縫處選用了技術比較成熟且工藝先進的，由面板系統、支撐系統、錨固系統及輔助材料組成的DOKA 剛面標準化模板。本工程澆筑層高3m，DOKA 剛面標準化模板采用2. 1X 3. 3m 型號，在混凝土結構局部范圍內以折代曲，在水平和豎直方向的偏差閾值皆符合水工混凝土質量標準。DOKA 模板具有360 度靈活調節優勢，可依據特殊需要進行前后、左右、上下等各個方向的任意組合，在懸臂保持固定的狀態下按要求調節面板，在作業時對混凝土外觀結構控制的穩定性較好，立模速度較快，操作方式簡單易懂，安全便捷，克服了以往模板調節困難的缺點，可以反復使用，有效提升了混凝土外表的美觀程度和良好的外觀質量。

5 泄洪孔懸臂牛腿模板

拱壩中懸挑的混凝土牛腿一般位于河床核心區域，是施工難點所在，對安全性要求較高，且占用的工期最長，為整個工程的主體工程。TEKEZE 拱壩在壩體中間部位設計4 個泄洪深孔，閘墩上游坡度設計為1∶1.19，下游為1∶2.05，伸出壩體長度最大值為32m，下部距壩體基礎高差值為80m。在國內，一般上游坡度比1∶1，下游坡比1∶1.5，而TEKEZE 拱壩下游1∶2.05 的坡度已經超出國內多數大壩的設計閾值。依據結構特殊性，參考以往工程施工的成功經驗，利用懸臂內拉式整體鋼模板預先在砼澆筑層內預埋鋼管柱，拉筋將牛腿模板拉筋進行內拉。模板外端加設外析架結構，并作為作業操作人員的操作平臺，有效提高了施工安全性。結合砼性能，滿足了3d 拆模要求，通過模板整體安裝和整體拆除，使施工工效果和施工進度良好實現。

6 球面鍵槽接縫灌漿系統

為避免拱壩裂縫問題，配備合理的人、財、物配比，常態混凝土拱壩一般都采用分塊澆筑工藝，待各壩塊冷卻至規定灌漿溫度后再對縫面予以接縫灌漿，使大壩成為一個整體。為提升壩體的系統性，加強各壩塊相互之間的咬合力，縫面都設有鍵槽。本工程中運用了球形鍵槽技術，確保球形鍵槽各個面的均勻性，避免了尖菱角的存在，有效提升了灌漿漿液的擴散性并使縫面保持暢通。進漿和排氣環節中，在相應灌區上下方位均涉及進漿槽與排氣槽，然后布置接縫灌漿系統。槽面出漿裝置的結構圖見圖1。

鍵槽一般利用鋼板壓制而成，將螺栓滿布連接于平面模板上，便形成特質鍵槽模板。球形鍵槽模板立模拆模與以往普通模板立模拆模沒有顯著區別，拆卸過程中比較靈活易拆，使立模拆模的難度下降，易于施工人員掌握。在本工程實踐中，球面鍵槽不僅技術成熟、先進，而且使收縮縫得到充分舒張，滿足了規定的應力要求，對于在緊張工期下快速施工具有促進作用。

7 混凝土澆筑工藝

結合倉面大小及復雜性，TEKEZE 大壩采用兩種混凝土澆筑方式，一種是臺階澆筑，一種是平鋪澆筑，按照多點下料、先低后高的原則完成混凝土入倉?；炷岭S澆隨平，及時振搗，確?；炷翝仓拿軐嵍?。下料高度不高于20m 以內，采用保溫被覆蓋措施對混凝土接頭和條帶進行保溫。澆筑過程中，應注意處理好混凝土平倉振搗，將卸入倉內成堆的混凝土按均勻厚度攤平，避免離析、泌水、漏振，避免形成空洞或蜂窩。控制要點在于增大倉面面積，借助平倉機、振搗機、振搗器實現充分平倉，TEKEZE 拱壩澆筑層厚3m，對于接近模板及鋼筋密集處，在止水、止漿片周圍區域等狹小地帶采用人工送料填滿方式進行作業。

8 結語

以TEKEZE 拱壩工程為例，對常態混凝土雙曲拱壩施工的混凝土垂直入倉關鍵技術、DOKA 懸臂大模板技術應用、泄洪孔懸臂牛腿模板、球面鍵槽接縫灌漿系統、混凝土澆筑工藝等關鍵技術進行論述，通過采用這些技術方案，實現了工程質量目標和安全目標。為了最大化提升常態混凝土雙曲拱壩施工質量，除了采取必要的技術措施外，我國相關職能部門要根據水利工程建設的客觀實際情況，對水利施工建設過程中的各項法律制度和相關施工標準進行修改和完善，加大對偷工減料、違規施工及重大安全事故的問責，真正做到嚴控標準、強化監管、規范監督，確保堤壩主體結構穩定、可靠。