守口堡水庫樞紐工程膠凝砂礫石大壩面板混凝土施工工藝

呂建文

（山西省水利建筑工程局有限公司，山西 太原 030006）

1 工程概況

守口堡水庫位于大同市陽高縣龍泉鎮守口堡村黑水河上游段，距陽高縣城西北方向約10 km，控制流域面積291 km2，是一座集工業供水、農業灌溉及防洪等綜合利用的小（一）型水庫，總庫容980萬m3。守口堡水庫工程主要構筑物包括樞紐工程和工業供水工程，樞紐建筑物包括大壩、供水工程取水建筑物和灌溉引水建筑物。

1.1 壩基地質結構

膠凝砂礫石大壩的壩基為巖基，壩基無大斷裂發育，靠右岸處發育有小型斷層及裂隙破碎帶，破碎帶寬度為0.1～2 m，延伸200～300 m，為角礫和泥質全充填，影響帶寬度5～30 m。

巖體節理裂隙發育四組：①組N35°～45°W/NE∠70°～85°；②組N10°～25°E/SE或NW∠50°～70°；③組N70°～80°W/NE∠30°～80°；④組N65°～75°E/NW∠60°～70°。

從鉆孔壓水資料分析，壩基巖體在高程1 149～1 196 m以上巖體屬中等透水性，厚度3～28 m，以下為弱透水巖體。地下水位高程1 202.38～1 203.8 m。

1.2 壩體結構設計

水庫大壩壩體采用膠凝砂礫石料填筑而成，壩體上、下游分別為常態混凝土面板，壩體全斷面為“金包銀”結構（混凝土面板包膠凝砂礫石壩體）。大壩壩頂長354 m，最大壩高61.6 m，最大壩底寬97.9 m，壩頂寬為6 m，大壩上下游坡比均為1∶0.6。

大壩壩體內部膠凝砂礫石，設計強度指標為R180 C6 W2，大壩上游面板為混凝土防滲層，面板垂直厚度為1.5 m，混凝土標號為C25 W4 F200；大壩面板下游為混凝土保護層，面板垂直厚度為1.0 m，混凝土標號為C25 W2 F100。

大壩由左右擋水壩段、中間溢流壩段和底孔壩段組成。

擋水壩段。左右岸擋水壩段長度不同，其中左岸擋水壩長145 m，右岸擋水壩長129 m。左右岸擋水壩段上下游壩面，在高程1 240 m以上為垂直部分，以下坡比均為1∶0.6，壩頂高程為1 243.6 m。

中間溢流壩段。中間溢流壩段長度為62 m，設有6孔溢流表孔，每孔凈寬為9 m，堰項高程為1 240 m，到壩頂高程1 243.6 m為交通橋，交通橋橋板為預制板，共設有6跨。

底孔壩段。左右底孔壩段分別位于溢流壩段與左右擋水壩段之間，左右底孔壩段長度各為18 m，分別布置2孔沖砂泄洪底孔，斷面尺寸為4.0 m×4.8 m，進口底高程為1 210 m，進口設有事故檢修平板閘門；出口設有弧形工作閘門，出口挑流鼻坎高程為1 212 m。

1.3 灌溉引水和供水工程取水建筑物

灌溉引水建筑物位于左擋水壩段（樁號0+017.14）處，在壩體高程1 228.8 m埋設一根管徑D N 400鋼管，在其壩面下游設有直徑3 m的圓形檢修控制閥室，閥室基礎高程為1 228 m。

供水工程取水建筑物位于右擋水壩段，在其壩內埋設一根管徑D N 800鋼管，壁厚14 mm，管中心高程為1 227.9 m，取水建筑物主要為進水塔，進水塔內安裝平面閘門，主要用來控制取水量。

2 面板混凝土施工工藝

面板混凝土施工主要工藝流程：鋪料箱鋪筑膠凝砂礫料固坡、坡面浮碴及松散膠凝砂礫料清洗、大鋼模吊裝校正、鋼筋制安、銅止水安裝、堵頭模板和橡膠止水安裝、排水盲管安裝、清倉驗收、混凝土澆筑、拆模養護。其操作要點分述如下：

2.1 鋪料箱鋪筑膠凝砂礫料固坡

上、下游面板混凝土與大壩膠凝砂礫結合部位采用富漿膠凝砂礫料擠壓成型。如按傳統方法施工，上、下游膠凝砂礫料填筑需要超出設計邊線50～60 c m才能達到設計壓實度，然后采用挖掘機削坡，人工進行整坡達到設計坡比1∶0.6，攤鋪效率低，施工速度慢，會造成大量的材料浪費，施工成本高。為有效解決施工中帶來的不利因素，根據以往其他水庫大壩工程的成功經驗，自行設計了無底鋪料箱。

鋪料箱的設計，根據膠凝砂礫料、上下游面板混凝土的坡比1∶0.6固定不變的要求，并滿足每層膠凝砂礫料鋪料厚度為55 c m的固定數值，設計而成。鋪料箱體制作，采用8 mm厚鋼板和50 mm寬角鐵，焊接而成。箱體總尺寸：340 c m×160 c m×155 c m，出料口為梯形斷面，高度等于鋪料厚度55 c m，在出料口兩側各安裝一臺3 k W附著式振動器，隨著鋪料箱的前移，振動器不停地振動，使鋪料初步形成梯形斷面。再對鋪筑成型的每層膠凝砂礫料，分別采用專用異型夯板進行夯實，夯實時間40～60 s可達到膠凝砂礫料填筑設計壓實度標準。

2.2 坡面浮碴及松散膠凝砂礫料清洗

對上、下游擠壓密實的膠凝砂礫料固坡后，殘留下的膠凝料浮碴及松散物采用電鎬進行鑿除，然后用高壓沖毛機清洗干凈。

2.3 大鋼模吊裝校正

大鋼模吊裝采用25 t汽吊，并輔以人工進行安裝。為了提高懸臂大鋼模的周轉速度，加快混凝土的施工進度，根據設計圖紙分段長度，定做了不同規格的鋼模，定做的懸臂大鋼模結構尺寸有：300 cm×200 cm、320 cm×200 cm、250 cm×200 cm和200 cm×200 cm四種。

上、下游面板懸臂大鋼模安裝前，先在第一層模板基礎面，測設控制邊線和高程，彈出模板安裝邊線。在模板安裝前，提前在基礎面上打孔插錨筋，錨筋直徑不小于22 mm，錨筋應與受力方向形成一定的傾角，以便增強錨筋的受力和穩定性。安裝時用25 t汽吊，將大模板吊運至安裝位置，人工輔以就位，與大鋼模聯接的調節桿的另一端和基礎錨筋連接固定，相鄰兩塊大鋼模板之間用20 mm×50 mm的螺栓連接，調節桿與大鋼模連接用20 mm×100 mm的螺栓連接。每層模板初裝完成后，要進行整體掛線調整就位，通過調節模板背面的調節桿，達到設計精度。

模板定位后，再在每塊大鋼模預留的不小于孔徑14 mm的孔內，插入長度50 c m緊固螺栓，緊固螺栓一端通過拉筋與地錨焊接，焊接長度不小于10 c m，另一端通過帶有墊片的緊固螺母進行擰緊，保證混凝土澆筑模板不發生移位。待模板安裝定位后，人工清理倉內雜物，并用壓力不小于20 M P a的沖毛槍沖洗倉面，要求達到驗倉標準。在混凝土澆筑過程中，要派模板工檢查堵頭模板和拉筋螺母等有無松動，并及時進行校正。第一層混凝土澆筑完成，且強度達到2.5 M P a以上時，可以進行第二層模板的安裝，待第二層混凝土澆筑完成并達到一定強度后，再拆除第一層模板安裝至第二層模板上，如此重復直到面板混凝土澆筑至壩頂。

2.4 鋼筋制安

根據上、下游面板配筋圖紙，上、下游面板鋼筋直徑分別為16 mm和14 mm，網格尺寸為15 cm×15 cm，單層鋼筋網片。鋼筋綁扎自下而上進行，面板架立筋的固定，可利用拉結懸臂大鋼模的拉筋進行定位。綁扎時先綁縱向筋，后綁橫向筋和加強筋。

2.5 銅止水安裝

銅止水成型采用自制銅止水成型機，根據設計長度一次沖壓成型。銅止水接頭焊接，采用雙面氣焊焊接，將焊接成型的銅止水按設計要求的位置擺放，然后用木模板夾緊，使銅鼻子位于伸縮縫中間與面板分縫重合，其偏差不得大于3 mm。位于澆筑混凝土一側的銅止水，再用鋼筋卡子夾緊，使其時刻保持順直，保證在澆筑混凝土時不發生位移。

2.6 堵頭模板安裝和橡膠止水安裝

堵頭模板采用木工板制作，木模板加固采用內拉外撐方式，內部采用直徑14 mm圓鋼拉筋，外部支撐采用直徑48 mm鋼管。模板拼裝完成之后，進行永久加固并調整就位。

上、下游面板每隔15 m設一道伸縮縫，伸縮縫內設651型橡膠止水帶，橡膠止水帶接頭采用熱熔連接。熱熔連接開始時，首先將橡膠止水帶需熔接兩端的5 c m部分，用打磨機打磨干凈，露出新鮮的橡膠面，兩端頭搭接處中間，預留長20～30 mm的空間，用于干凈生膠片的連接。在加工打磨橡膠止水帶連接端頭的同時，預熱橡膠止水帶的熔接模具，預熱時間約30 m in左右，目的是將模具溫度控制在140℃～150℃度之間。然后用千斤頂將安放好的頂模具加壓，加壓后，保持模具溫度在140℃～150℃之間，持續時間約20～30 min即可開模。開模后檢查接頭的熔接質量，質量合格后可將熔接的橡膠止水帶溫度降至常溫，開始橡膠止水帶的安裝。

2.7 排水盲管安裝

排水盲管采用直徑150 mm聚乙烯管，外包一層土工布而成。此種管材具有極高的表面滲水能力和內部通水能力，并具有極好的抗壓能力及適應變形的能力；同時還具有重量輕、易裁剪、施工安裝方便等優點。根據設計圖紙要求，排水盲管位于面板混凝土和膠凝砂礫料結合部位，排水盲管間距為3 m。排水盲管安裝前，現場測量放線定位，按施工圖紙要求安裝，然后用鋼筋制作的固定支架夾緊固定，支撐牢固。在排水盲管接頭處采用對接連接，先用12號鉛絲對拉扎緊，再在連接好后的排水盲管接頭外側包土工布一層，防止混凝土澆筑施工過程中堵塞排水盲管。

2.8 面板混凝土澆筑

上、下游面板混凝土澆筑，擬采取分塊跳倉法施工，由低向高逐層推進。混凝土攪拌采用H L S90攪拌機攪拌，混凝土運輸采用10 m3混凝土罐車運至施工現場直接入倉，按通倉法分層澆筑，分層厚度為50 c m，人工攤鋪平倉，直徑70 mm型軟軸振搗器振搗密實，混凝土入倉坍落度控制在7～9 cm。在銅止水和橡膠止水周圍采用直徑30 mm型軟軸振搗器振搗，確保混凝土振搗密實。

2.9 拆模、養護

模板拆除應根據實際情況選擇最佳拆模時間，一般情況下，當混凝土實際強度達到2.5 M P a以上時，即可拆除。面板混凝土用保溫和保濕的方式進行養護，當模板拆除后，及時覆蓋黑色工程毯進行保溫。然后從壩頂通一根5 c m的塑料管，管壁打眼成梅花型布置，采用流水進行保濕，連續養護時間不少于90 d。

3 結語

膠凝砂礫石大壩面板混凝土施工中，嚴格控制施工工序和施工工藝，是確保大壩面板混凝土質量的前提，尤其要控制好壩體膠凝砂礫石與上下游面板混凝土結合部位的富漿膠凝砂礫石的壓實度，以及在混凝土澆筑過程中對上游排水盲管的保護。