毛里求斯巴加泰勒大壩取水塔混凝土施工技術

何超 趙旭東 中國水利電力對外有限公司

1.工程概述

巴加泰勒大壩位于毛里求斯中部，水庫庫容約1420×104m3，主要建筑物由大壩、取水塔和溢流豎井、泄水廊道、消力池、溢流堰和引水箱涵等組成。取水塔和溢流豎井總高度46.5m，內部設有五層薄壁墻板結構廊室，上游面設有三個取水口和一個泄水底孔。溢流豎井上部為喇叭型溢流面，下部為豎井式跌水結構與泄水廊道相連。為了保證取水塔和溢流豎井（以下統稱“取水塔”）整體穩定性，按其結構特點，采用水平分層澆筑，每層高度≤2m，共分22層，混凝土總量約19000m3。

2.施工方案

2.1 場地布置及設備選型

（1）因塔前施工場地有限，只設置混凝土澆筑場地和木工加工廠。以堆石壩壩面作為臨時場地，左側用于施工模板臨時堆放，右側設置鋼筋加工廠。施工臨時道路布置在取水塔右側，與一期導流圍堰相結合，用于施工材料和混凝土運輸。

（2）塔前安裝一臺TC6517B-10型塔基，作業范圍可覆蓋整個取水塔，用于施工材料垂直吊運。現場配備一臺50T汽車吊輔助作業。在塔基左、右兩側各布設一臺HBT60型混凝土拖泵，對取水塔混凝土進行垂直泵送作業。現場配備4臺混凝土罐車進行混凝土水平運輸，單罐容量6m3。

2.2 原材料選擇

取水塔按設計強度和澆筑方式采用等級為C25/40，坍落度為130～150mm的泵送混凝土，主要原材料如下：

骨料：粗骨料來自于當地d’Hauvillard山采石場，經過破碎篩分后獲得，含輕微黃鐵礦；細骨料選擇商用來源。水泥：取水塔為大體積混凝土結構，為了避免水化熱導致混凝土產生有害裂縫，選擇散裝CMIII/B 32.5N低熱礦渣水泥。外加劑：選用TMS-F1型高效減水劑，以水溶液方式添加至拌合物中，允許摻量為1%，以提高混凝土性能、節約水泥、降低工程造價。水：現場河水經沉淀后作為混凝土拌合用水，滿足技術規范要求。

2.3 混凝土拌合生產

采用HZ120-2F3000L型自落式混凝土拌合站，理論生產率為120m3/h。拌合站位于大壩下游右側河岸，與取水塔直線距離約500m。開倉前對拌合站內骨料進行現場取樣試驗，并按照試驗室提供的配料單進行配料，投料順序為：粗骨料、水泥、細骨料、水和外加劑，每盤攪拌時間控制在120s以內。

3.施工工藝流程

在基準找平混凝土面開始主體結構混凝土施工。

3.1 鋼筋加工和安裝

按已批準的鋼筋配料單進行下料和加工，加工好的鋼筋碼放整齊并做好標識，堆放在塔吊回轉半徑范圍內。鋼筋綁扎主要順序為：先板后墻，先內后外。在鋼筋安裝綁扎前，進行測量放線工作。鋼筋下設砂漿保護墊塊，按梅花形布置。

3.2 模板安裝

按取水塔結構特點，施工所用模板如下：（1）小型組合鋼模，主要用于底層結構面、室內墻壁和底板；（2）多卡平面鋼模，為提升式模板，主要用于垂直外墻和溢流豎井內壁，靠爬錐固定和攀升；（3）異型模板，為提升拆移式模板，用于喇叭型溢流結構。

塔基將模板起吊至施工作業面，由專業人員立模、安裝、定位、固定，隨后進行爬錐定位安裝。

3.3 金屬結構部件和預埋件安裝

各專業按既定的施工計劃，進行金屬結構構件和預埋件安裝，開倉前要確保金屬結構部件和預埋件類型、尺寸、數量、位置等正確無誤，避免遺漏。

3.4 混凝土澆筑

在完成倉號驗收和各項澆筑準備后，進行混凝土澆筑。澆筑前，預先泵送1～2m3砂漿對混凝土泵管進行潤管。混凝土澆筑采用平鋪法和臺階法相結合，自下（游）而上（游），左右兩側平行后退的方式進行，澆筑程序為：鋪料、平倉、振搗。

（1）鋪料。倉面較小的部位采用平鋪法，由低到高，水平鋪料。面積較大的倉號澆筑時，以臺階法鋪料為主，從一端向另一端邊前進、邊加高，逐步向前推進并形成層次分明的臺階，鋪料厚度每層控制在50cm左右，臺階寬度一般大于1.0m，坡度一般控制在1:2。

（2）平倉。采用振搗器平倉，在靠近模板和預埋件部位采用人工振搗平倉，使混凝土骨料均勻分布。

（3）振搗。振搗器插入混凝土的間距控制在振搗器有效半徑的1.5倍以內，按順序豎直插入混凝土中，振搗時嚴禁直接碰撞模板、鋼筋及預埋件。振搗時間以混凝土粗骨料不再顯著下沉并開始泛漿為止，避免欠振或過振。

3.5 養護及拆模

混凝土澆筑完成6～12h后開始養護，用土工布覆蓋并流水養護至少14d。側模在混凝土完成終凝1d后即可拆模，拆模時應保證表面及棱角免受損傷。其他受力結構拆模時間，應根據現場混凝土取樣試塊抗壓強度是否符合規范要求確定。

4.施工質量控制

4.1 選擇合適原材料，優化混凝土配合比

本工程，選擇低熱礦渣水泥，通過添加適量的高效減水劑，來降低水泥用量。當地市場CMIII/B 32.5N水泥供應充足，無需從國內進口，降低了施工成本，保證了施工進度。

因粗骨料其巖石成因和物化性質已定，選擇商業來源的細骨料，能有效降低混凝土中黃鐵礦含量，提高混凝土耐久性能。

通過試拌和生產試驗，不斷優化和調整配合比中水膠比和砂率，使混凝土和易性最佳，以滿足現場泵送垂直入倉方式。

4.2 加強混凝土生產環節監控

定期對原材料進行現場試驗，測試性能指標。混凝土拌和時應嚴格按照試驗室提供的配料單進行配料和稱量，杜絕少配、錯配和漏配等情況發生。定期對拌合站稱量系統進行校正，確保其配料稱量精確可靠。

拌和時應嚴格執行原材料投放順序，原材料投放順序直接影響拌合物性能。攪拌時間過短，混凝土和易性差，攪拌時間過長，易泌水，降低混凝土的可泵性能，影響澆筑質量。

4.3 加強混凝土現場澆筑管理

混凝土澆筑作業是施工重點環節。在澆筑前應對倉號進行驗收和檢查，做好相關施工記錄并拍照存檔。倉內保持干凈整潔并灑水潤面。

開倉前應充分了解澆筑層結構特點、面積和方量，選擇合適的澆筑和開倉時間，宜在夜間進行。根據混凝土拌和、運輸和泵送時間，合理控制澆筑速度，保證澆筑的連續性。入倉速度太快，模板壓力瞬間增大，加大模板變形風險；入倉速度太慢，先澆混凝土不能及時被覆蓋，易產生施工冷縫。尤其是喇叭口異形結構，嚴格采用平鋪法和臺階法相結合的方式來均勻分散混凝土對內外模板的側壓力，安排專人觀測模板位移和變形，及時采取有效措施進行糾正或補救。

5.施工重點和難度

5.1 各專業工程相互配合作業

施工期間應根據施工進度計劃，合理規劃和安排金屬結構、機電設備和觀測儀器，訂貨、發運和到場時間。根據施工方案做好預埋件安裝作業，室內大型金屬構件和設備，在各取水室封頂前吊運至就近安裝位置，確保無遺留，以避免后期安裝產生額外費用。

5.2 異形結構施工

喇叭口型溢流面是施工重點部位，其模板選擇是關鍵。為了保證混凝土施工質量，經技術和經濟多方案對比，最終采用特制的拆移提升式模板系統進行施工。該模板系統與結構分層相一致，分別對每層模板進行拼裝，工藝流程簡單、技術成熟可靠、主要材料重復利用，保證了施工進度和質量，安全可靠。

5.3 混凝土防滲要求

一般在水工建筑物中，各水平施工縫之間要設計垂直止水來延長滲徑，以增加混凝土防滲功能。取水塔各水平施工縫之間未設置任何形式止水，取水室左、右側外墻壁厚僅1.0m，淹沒水深多達25.0m，這對混凝土施工質量提出更高的要求。嚴格控制鋼筋加工尺寸和安裝精度，確保鋼筋保護層厚度；倉面鑿毛混凝土骨料要裸露清晰，澆筑時在薄壁位置預鋪一層2～3cm砂漿，以增強新老混凝土之間的結合。

6.結束語

項目自2017年6月30日完工后，運行安全、一切正常。取水塔混凝土結構外觀質感好，表面無錯臺、無色差、無蜂窩麻面，接縫平順光滑。各取水室內干燥異常，混凝土墻面無任何浸水和滲漏發生，防滲效果優異。