楊柳溪水庫(kù)的施工難點(diǎn)與新技術(shù)運(yùn)用

鄭中和，王成芬

(正安縣水務(wù)局，貴州 正安 563400)

1 工程概況

正安縣楊柳溪水庫(kù)位于正安縣中觀(guān)鎮(zhèn)宴溪村境內(nèi)，水庫(kù)流域?qū)儆跒踅弟饺亟饔?。水?kù)正常蓄水位862.00m，最大壩高61m，水庫(kù)總庫(kù)容787萬(wàn)m3。水庫(kù)的主要任務(wù)是位農(nóng)田灌溉，鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農(nóng)村人蓄用水、灌溉面積達(dá)2107hm2；解決灌溉片區(qū)內(nèi)集鎮(zhèn)及農(nóng)村4.25萬(wàn)人，大小牲畜共計(jì)1.10萬(wàn)頭的飲水問(wèn)題。

1.1 混凝土面板堆石壩工程

河床趾板混凝土厚0.5m，寬度5m，左右岸周邊趾板寬度顯不規(guī)則狀態(tài)，河床及兩岸趾板每隔15m設(shè)一條伸縮縫?；炷撩姘宥咽瘔巫畲髩胃?1m，壩頂寬度8m，壩頂長(zhǎng)245m，壩頂高程866.5m，防浪墻頂高程867.6m，上游壩坡1∶1.4，下游壩坡1∶1.4。最低高程805.50m，混凝土面板厚度為45cm的等厚面板。下游面為干砌混凝土預(yù)制塊護(hù)坡，厚10cm。

1.2 溢洪道及取水工程

溢洪道布置在右岸，為岸邊正槽自由溢流式溢洪道，側(cè)槽式溢洪道由引水渠、控制段、泄槽段、出口消力池及擴(kuò)散段組成，平面總長(zhǎng)293.70m，其中樁號(hào)側(cè)槽0+000-側(cè)槽0+020.00為側(cè)槽溢流堰段、樁號(hào)調(diào)整0+000-調(diào)整0+010.00為調(diào)整段、樁號(hào)泄槽0+000-泄槽0+224.80為泄槽段、樁號(hào)消0+000-消0+025.00為消力池段。

取水兼放空隧洞由導(dǎo)流洞改建而成，位于右岸山體內(nèi)，其布置型式為隧洞進(jìn)口龍?zhí)Ф晤A(yù)埋Φ1500管，由閘井段、漸變段、鋼管段、洞身段、 壓坡段、出口閘室段、擴(kuò)散段、出口消力池段組成，取水有壓隧洞總長(zhǎng)為484.20m，放空有壓隧洞458m。

2 施工難點(diǎn)

2.1 在主汛期進(jìn)行取水兼放空隧洞施工

該工程開(kāi)標(biāo)時(shí)間為2015年8月1日，為使工程盡早建設(shè)完成實(shí)現(xiàn)供水，在2016年4月30日汛期之前應(yīng)完成度汛高程下部大壩填筑施工，通過(guò)本工程工期安排導(dǎo)流洞剩余工程量為洞內(nèi)混凝土襯砌在2015年8月下旬至11月初之間必須完成，增加人員與各類(lèi)機(jī)械設(shè)備的實(shí)際投入因此成為首要任務(wù)，隧洞洞身施工剩余工程量確保在70d之內(nèi)完成并達(dá)到過(guò)水條件，只有這樣才能避免對(duì)工程度汛進(jìn)度造成影響[1]。然而，在主汛期進(jìn)行施工是否具備相應(yīng)的條件，還需要通過(guò)細(xì)致的現(xiàn)場(chǎng)踏勘得知。通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)卮迕竦淖咴L(fǎng)可知，在汛期降大雨或暴雨的過(guò)程中，壩址范圍內(nèi)的和水位將上漲3-4m，枯水期的河床水位只有0.3m左右，可見(jiàn)在主汛期進(jìn)行導(dǎo)流洞的施工是該工程一大難點(diǎn)，直接制約大壩河床基坑開(kāi)挖及大壩回填是否達(dá)到擬定的度汛高程等后續(xù)工作。

2.2 面板混凝土防裂

對(duì)于面板基礎(chǔ)平整度較差、鋼筋架立筋對(duì)慢板造成的基礎(chǔ)約束，導(dǎo)致面板無(wú)法自由變形和混凝土表面容易受到氣溫等因素的影響，在混凝土內(nèi)外部出現(xiàn)很大的溫差，使混凝土在溫度應(yīng)力作用下導(dǎo)致裂縫，或因溫濕度變化和風(fēng)力作用而使面板的表面水分大量蒸發(fā)或受凍結(jié)冰，對(duì)水泥的水化反應(yīng)造成影響，在產(chǎn)生干縮的同時(shí)，強(qiáng)度無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求產(chǎn)生裂縫。提出以下能預(yù)防面板混凝土產(chǎn)生裂縫的措施[2-4]。

2.2.1 在混凝土中添加適量的外加劑與粉煤灰

以過(guò)去的施工經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，對(duì)于面板混凝土，其坍落度應(yīng)按照4-5cm的范圍嚴(yán)格控制，且水灰比不能超過(guò)0.45，為滿(mǎn)足上述指標(biāo)要求，應(yīng)摻加有良好減水與引氣效果的外加劑。并為減少或避免裂縫的產(chǎn)生，可采用粉煤灰替代等量水泥，這對(duì)保證混凝土的和易性，并減少因?yàn)槭湛s而造成的裂縫有顯著效果。

2.2.2 養(yǎng)護(hù)防裂

在面板壩施工過(guò)程中，面板防裂是難點(diǎn)所在，由于導(dǎo)致面板產(chǎn)生裂縫的原因有很多，所以要通過(guò)制定綜合措施來(lái)預(yù)防裂縫產(chǎn)生。在整個(gè)混凝土施工中，養(yǎng)護(hù)為關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，在脫模之后立即覆蓋保濕材料，能取得良好的養(yǎng)護(hù)效果，有效防止裂縫的產(chǎn)生。

2.2.3 聚丙烯纖維材料應(yīng)用

混凝土裂縫的產(chǎn)生在很大程度上是因?yàn)榛炷羶?nèi)部拉應(yīng)力比抗拉強(qiáng)度高引起的，混凝土自身抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度1/8-1/14，面板混凝土的干縮及受到基礎(chǔ)面施加的約束作用，以及內(nèi)部鋼筋的約束和溫度變化造成的溫度應(yīng)力，都有可能導(dǎo)致混凝土的內(nèi)部產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力[5-7]。因此，可以在混凝土中摻加適量的聚丙烯纖維材料來(lái)提高混凝土自身抗拉強(qiáng)度，避免面板產(chǎn)生裂縫。添加聚丙烯纖維材料或，混凝土將在收面時(shí)發(fā)生纖維材料外露，雖然這樣不會(huì)導(dǎo)致混凝土脫落而使鋼筋銹蝕，但在對(duì)混凝土進(jìn)行收面時(shí)，會(huì)導(dǎo)致局部壓光效果變差。對(duì)此，需要在澆筑完成后分三次采用人工來(lái)收面，以確?；炷恋靡杂行юそY(jié)，對(duì)表層的毛細(xì)水通道予以封閉，提高面板混凝土抗?jié)B能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土下墜之后產(chǎn)生的裂紋的有效處理；并能保證面板混凝土的平整度，避免在干縮之后產(chǎn)生細(xì)微裂縫。

3 新技術(shù)運(yùn)用

3.1 聚丙烯纖維材料應(yīng)用

該工程在對(duì)面板混凝土進(jìn)行澆筑施工的過(guò)程中充分考慮了對(duì)新材料和新技術(shù)的運(yùn)營(yíng)。為有效改善面板混凝土自身和易性，增強(qiáng)黏聚性與保水性，避免在澆筑時(shí)由于受到氣溫和氣候等因素的影響而產(chǎn)生裂縫，包括塑性裂縫、凍脹裂縫、溫度裂縫與干縮裂縫等，在面板混凝土中添加了適量聚丙烯纖維材料，這對(duì)面板的施工質(zhì)量能起到有效的控制作用。通過(guò)對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)的運(yùn)用，大幅降低了面板裂縫產(chǎn)生幾率，而且在實(shí)際施工中還能實(shí)現(xiàn)連續(xù)澆筑施工，并有效控制了面板的平整度，縮短工期[8]。

3.2 面板止水銅片一次成型

在加工制作混凝土面板止水銅片的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用，能提高施工質(zhì)量，這項(xiàng)新技術(shù)即為混凝土面板止水銅片一次成型工法。充分利用機(jī)械擠壓基本原理，靈活、精確且穩(wěn)定的完成止水銅片加工制作，以此從根本上解決傳統(tǒng)以間斷焊接為主的方法質(zhì)量難以控制和保證的難題，在縮短工期的基礎(chǔ)上，節(jié)約成本，提高施工質(zhì)量。

3.3 組拼式大模板

在溢洪道邊墻的混凝土澆筑施工中，采用組拼式大模板，以此能在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，加快施工進(jìn)度，縮短工期。

3.4 減水劑

在對(duì)面板混凝土進(jìn)行澆筑施工時(shí)，為保證面板的平整度，使滑移速度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求，需要對(duì)高效減水劑具體成分予以適當(dāng)調(diào)整，將緩凝的部分去除，以此防止在面板澆筑施工中產(chǎn)生塌落或鼓包。

4 工程質(zhì)量狀況和亮點(diǎn)

1)水庫(kù)從開(kāi)始蓄水運(yùn)行到現(xiàn)在，未出現(xiàn)滲漏的情況。

2)在水庫(kù)開(kāi)始蓄水前，各參建方組建專(zhuān)門(mén)的小組對(duì)趾板和面板進(jìn)行了檢查。檢查結(jié)果表明，趾板無(wú)裂縫，面板存在17條裂縫，但所有裂縫的寬度與深度都沒(méi)有超出設(shè)計(jì)與規(guī)范提出的允許范圍，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求及時(shí)進(jìn)行了妥善處理。

3)大壩施工過(guò)程中的最大沉降量為26.1cm，運(yùn)行過(guò)程中的最大沉降量為4.2cm，各測(cè)點(diǎn)的累計(jì)沉降量比國(guó)內(nèi)相同類(lèi)型的壩型處于中等偏小的水平。

4)在水庫(kù)建成之后，為了和水庫(kù)周邊環(huán)境良好協(xié)調(diào)，采用天然石材制作欄桿，采用石材欄桿，一方面在長(zhǎng)期日曬雨淋作用下，基本不會(huì)發(fā)生腐蝕，另一方面則可以和自然環(huán)境良好的融為一體，能達(dá)到良好的整體景觀(guān)效果，如圖1所示。

圖1 壩頂青石欄桿

5)在一般情況下，水庫(kù)大壩頂部路面都采用混凝土，但由于壩頂面積相對(duì)較大，混凝土平整度控制難度很大，容易產(chǎn)生積水。對(duì)此，該工程壩頂路面采用瀝青混凝土，采用專(zhuān)門(mén)的攤鋪機(jī)進(jìn)行施工，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)平整度的有效控制。另外，因?yàn)r青混凝土有良好的吸水性，所以能有效避免積水，使整個(gè)路面達(dá)到平整和干凈，取得良好效果。

6)下游面混凝土預(yù)制塊的施工，橫、縱、斜三個(gè)方向的線(xiàn)條輪廓均清晰分明，大面保持平整，在預(yù)制預(yù)制塊的過(guò)程中，所選材料適宜，安裝之后沒(méi)有色差，有良好的觀(guān)感。

7)正安縣是國(guó)家級(jí)深度貧困縣之一，幅員面積為2595km2，人口65萬(wàn)人，有仡佬族，苗族，土家族等23個(gè)少數(shù)民族。居住較分散，水資源分布不均，鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水和人蓄飲水比較困難，制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)文化的發(fā)展。為了加快產(chǎn)業(yè)扶貧，縣人民政府近年來(lái)在中觀(guān)鎮(zhèn)發(fā)展白茶基地，靈芝種植等，而楊柳溪水庫(kù)工程項(xiàng)目建成試運(yùn)行以來(lái)，已逐步發(fā)揮效益，目前已向正安縣中觀(guān)鎮(zhèn)境內(nèi)供水。灌溉面積達(dá)1927hm2；解決集鎮(zhèn)及農(nóng)村3.76萬(wàn)人，大小牲畜共計(jì)0.98萬(wàn)頭的飲水，為助力正安縣脫貧攻堅(jiān)作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，楊柳溪水庫(kù)施工存在在主汛期進(jìn)行取水兼放空隧洞施工和面板混凝土防裂等難點(diǎn)，但通過(guò)對(duì)聚丙烯纖維材料應(yīng)用、面板止水銅片一次成型、組拼式大模板、減水劑等新技術(shù)的應(yīng)用，能良好的保證水庫(kù)施工質(zhì)量。目前，水庫(kù)建設(shè)已經(jīng)完成，且投入運(yùn)行，發(fā)揮出了良好的效益。