泄洪閘快速施工技術(shù)的應(yīng)用

尚勇光

摘? ? 要：黃河海勃灣水利樞紐位于黃河干流內(nèi)蒙古自治區(qū)境內(nèi)，工程左岸為烏蘭布和沙漠，右岸為內(nèi)蒙古新興工業(yè)城市烏海市。工程距烏海市區(qū)3km，距110國道1km，距包蘭鐵路烏?；疖囌?km，下游87km處為已建的內(nèi)蒙古三盛公水利樞紐。海勃灣水利樞紐是一座防凌、發(fā)電等綜合利用工程，主要由土石壩、泄洪閘、電站壩等建筑物組成。水庫正常蓄水位1076.0m，總庫容4.87億m3。電站總裝機(jī)容量90MW，年發(fā)電量3.817億度。就閘壩工程快速施工技術(shù)的應(yīng)用，總結(jié)經(jīng)濟(jì)合理的施工經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)、工序，從閘壩混凝土施工、混凝土模板工藝及混凝土施工配合比等角度，逐一研究和解決大壩大體積混凝土快速施工相關(guān)技術(shù)難題的過程。

關(guān)鍵詞：泄洪閘;快速施工技術(shù)

1? 泄洪閘概況

黃河海勃灣水利樞紐壩址地處黃河彎道段，河谷區(qū)為黃河沖積地貌類型，左岸為風(fēng)成地貌類型、河流堆積侵蝕地貌，右岸主要為河流堆積侵蝕地貌。壩址區(qū)在勘探深度范圍內(nèi)，地層為第四系全新統(tǒng)風(fēng)積（Q4eol）、沖積（Q4al）和上更新統(tǒng)沖湖積物（Q3al+l），巖性主要以粉砂、細(xì)砂、砂礫石為主，夾有粘性土、中砂薄層和透鏡體。針對普通硅酸鹽水泥，黃河水無腐蝕性，除局部區(qū)域外，地下水無腐蝕性。壩址存在開挖邊坡穩(wěn)定、地基土地震液化、抗滑穩(wěn)定、地基土沉降穩(wěn)定、地基滲透和滲透穩(wěn)定、抗沖刷和右壩肩邊坡穩(wěn)定問題。

從壩址地形地貌和地層巖性等因素判斷，沒有修建混凝土重力壩和拱壩的地形和地質(zhì)條件，僅適宜修建土石壩。本階段在土石壩壩型比較中，對粘土斜墻壩、復(fù)合土工膜斜墻壩、粘土心墻壩、復(fù)合土工膜心墻壩和瀝青混凝土心墻壩等壩型進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。從防滲材料、防滲效果、施工條件、工程投資等諸方面綜合考慮，確定壩型為粘土心墻土石壩，壩基防滲措施采用混凝土防滲墻。推薦方案樞紐從右到左依次布置為：右岸連接壩段（壩0-041.5m～0+013.5m）、電站壩段（壩0+013.5m～0+150.5m，包括主安裝場、4個機(jī)組段和電站隔墩壩）、泄洪閘壩段（壩0+150.5m～0+438.5m，共16孔）、泄洪閘與土石壩連接段（壩0+438.5m～0+493.0m）以及土石壩段（壩0+493.0m～6+864.2m）。

2? 泄洪閘快速施工方案

2.1? 施工道路及機(jī)械布置

（1）混凝土施工道路主要是沿上下游圍堰內(nèi)側(cè)修建下基坑的開挖道路，結(jié)合采用的混凝土入倉方式布置，道路寬8m，路面為混凝土，利用開挖道路不僅節(jié)約成本，同時道路布置較為合理，避免各工作面相互干擾制約。

（2）施工區(qū)內(nèi)垂直通道：閘墩均為獨(dú)立建筑，施工時人員通行必須保證，為保證人員通行安全，在閘墩間布置上下通過Z字型安全鋼轉(zhuǎn)梯可同時保證兩個閘墩通行要求，達(dá)到安全快速的目的。

（3）混凝土的水平運(yùn)輸主要采用15～20t自卸汽車，運(yùn)距大于2km或混凝土泵澆筑部位采用6～8m3混凝土攪拌車;混凝土垂直運(yùn)輸主要采用布置在溢流壩上游、下游2臺TC7050塔機(jī)和混凝土泵，基礎(chǔ)溢流堰大體積混凝土配置長臂挖掘機(jī)、布料機(jī)入倉。

2.2? 混凝土分塊分層的優(yōu)化應(yīng)用

初設(shè)階段泄洪閘壩施工方案按先臺階，后閘墩，然后進(jìn)行溢流面混凝土施工。施工階段進(jìn)行方案評審時，要求高程54m以下閘墩與溢流面必須同步平層澆筑，因此增加了單倉混凝土工程量和施工難度，且溢流堰面施工時段位于雨季，施工作業(yè)面多，同時施工干擾大，施工質(zhì)量影響較大，施工難度極大，對工期影響明顯。針對閘墩溢流面同步施工的要求，有針對性的進(jìn)行了專項(xiàng)研究，多方優(yōu)化比較最終確定先進(jìn)行52.5m高程以下溢流堰體和溢流堰面混凝土施工，尾部閘墩40.5m高程以下隨溢流堰面同步施工，40.5m高程以上閘墩在溢流堰面澆筑至52.5m高程后再施工。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況和設(shè)備配置能力，針對閘壩施工關(guān)鍵點(diǎn)在各個環(huán)節(jié)進(jìn)行了充分全面的優(yōu)化，在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，主要采取了以下措施加快閘壩混凝土澆筑速度：

（1）采用定型大尺寸翻升模板和定型模板，增加閘墩的分層高度，減少備倉時間，充分發(fā)揮施工效率。

（2）按要求調(diào)整分層分塊，為縮短工期，工期較長的溢流堰面52.5m～54m高程（最后一層）待閘墩到頂后再進(jìn)行澆筑。

（3）施工布置上分時間分高程采取了不同的施工方式：54m高程以下主要采用長臂挖機(jī)、布料機(jī)等入倉方式，54m高程以上采用混凝土泵入倉為主，塔機(jī)為輔，加快混凝土入倉速度。通過優(yōu)化混凝土分層分塊方式，優(yōu)化堰面與閘墩混凝土的澆筑順序，合理選擇混凝土入倉手段，通過對各個環(huán)節(jié)的細(xì)致調(diào)整優(yōu)化，不僅滿足了設(shè)計(jì)要求，還保證了各個壩段的施工進(jìn)度，使施工質(zhì)量、成本都得到了有效的控制，合同目標(biāo)得以順利完成。

2.3? 閘墩模板設(shè)計(jì)

混凝土結(jié)構(gòu)施工中，模板工序是進(jìn)度、質(zhì)量保證的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在桑河閘壩施工中，為保證施工進(jìn)度和質(zhì)量，在前期策劃時有針對性的對模板進(jìn)行了研究，根據(jù)桑河閘壩工程閘墩高、體型相同等特點(diǎn)，結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)的施工經(jīng)驗(yàn)對模板進(jìn)行了專項(xiàng)設(shè)計(jì)。

泄洪閘墩墩頭混凝土為異形結(jié)構(gòu)，上游為1/2橢圓，下游為1/2圓。閘墩外觀如何與墩頭形體及異形結(jié)構(gòu)關(guān)系甚大，異形結(jié)構(gòu)質(zhì)量不易保證，施工難度大，為確?；炷恋耐庥^質(zhì)量及施工進(jìn)度，墩頭采用大型定型模板，墩身采用平面定型鋼模板，根據(jù)以往類似工程經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際，在充分考慮混凝土的層間接縫、定型模板面板整體性、便于施工等方面，進(jìn)行異型鋼模板設(shè)計(jì)。

按照施工方案，閘墩混凝土每一層澆筑高度為3m，上、下游各采用兩塊弧面定型模板拼裝，單塊高度3.1m。根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備布置條件，可滿足吊裝要求條件下，閘墩兩側(cè)平面模板采用5×3.1m大平面定型鋼模板，利用大平面尺寸模板有接縫少特點(diǎn)，可減少模板接縫，有利外觀質(zhì)量控制。傳統(tǒng)方式模板采用拉模筋斜拉固定在老混凝土面，在混凝土澆筑過程中難以避免會跑模，施工過程中還需專人調(diào)整模板，為此根據(jù)閘墩特點(diǎn)，閘墩模板采用了對拉方式固定，有效防止?jié)仓^程中的模板變形，閘墩混凝土澆筑完畢后，墩頭墩尾通過采用專門設(shè)計(jì)的定型鋼模板，有效減少混凝土層間錯臺、掛簾，質(zhì)量通病得到有效控制，閘墩混凝土整體性較強(qiáng)、色澤均一，外觀質(zhì)量好，達(dá)到了預(yù)期效果，同時充分利用塔機(jī)拆除、安裝模板，發(fā)揮大尺寸模板的優(yōu)勢，施工進(jìn)度也得到了有效的保證。

3? 結(jié)束語

水電站在前期斷層處理、設(shè)計(jì)提高要求后增加施工難度等諸多不利因素影響下造成一定進(jìn)度滯后，但通過后續(xù)施工工藝的不斷改進(jìn)和優(yōu)化，閘壩得以快速施工完成。通過施工資源分時間分倉位優(yōu)化配置、混凝土外觀質(zhì)量控制及配合比優(yōu)化等工藝的研究，極大的增加了混凝土的入倉強(qiáng)度，加快了閘壩施工速度。

參考文獻(xiàn)：

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