灣子寨水庫壩體廊道堆石混凝土一體化澆筑分析

張紹平 李錫均 安錫光

(1.云南能投緣達建設集團有限公司，云南 昆明 650101；2.云南省水利水電勘測設計研究院，云南 昆明 650021)

1 概 述

1.1 堆石混凝土(RFC)技術定義

堆石混凝土(RFC)技術是將堆石直接入倉，然后澆筑高自密實性能混凝土(HSCC)，利用其高流動性能，填充到堆石的空隙中，形成完整、密實、低水化熱的大體積混凝土。

1.2 國內(nèi)工程應用概況

新中國成立以來，全國已建成堆石混凝土壩83座，在建堆石混凝土壩37座。隨著堆石混凝土筑壩技術的不斷完善，堆石混凝土壩迎來了建設高峰期。目前，77m壩高的溪源水庫堆石混凝土高壩已建成。另外，90m壩高的松林水庫、96m壩高的清溪水庫、102m壩高的周源水庫等百米級堆石混凝土高壩正處在建設之中。

2 工程概況

灣子寨水庫位于云南省文山州文山市平壩鎮(zhèn)新街鄉(xiāng)灣子寨村，水庫由混凝土壩、溢流表孔、消能防沖等建筑物組成，堆石自密實混凝土重力壩軸線長157.0m，最大壩高44m,共分為7個壩段。1～3號壩段為左岸非溢流壩段，4號壩段為溢流壩段，5～7號壩段為右岸非溢流壩段，壩段長度在22～25m之間，壩頂高程1816.00m。輸水工程由主干管道、右干管道、左干管道、平壩管道、支管、調(diào)節(jié)池、閘閥室(坑)組成，輸水線路全長18.3km，總庫容152.6萬m3。灣子寨水庫是幫助解決平壩鎮(zhèn)、新街鄉(xiāng)周圍人畜飲水的綜合性Ⅳ等小(1)型水庫工程。

3 堆石混凝土應用情況

水庫廊道工程建設過程中，將堆石、混凝土澆筑兩項重點工序合并施工，應用堆石混凝土一體化澆筑，取得了顯著效果。

廊道施工時，首先在底板及部分側邊墻布置鋼筋，預埋排水溝模板后再澆筑高自密實性能混凝土底板。然后在側邊墻、頂拱綁扎鋼筋并支立模板，最后在同一高程范圍內(nèi)，按1.5～2m層高同步上升速度(見圖1～圖5)，澆筑高自密實性能堆石混凝土。整體澆筑過程中，在廊道周邊預留30～50cm區(qū)域不堆石。

圖1 底板及部分側邊墻鋼筋布置

圖2 高自密實性能混凝土澆筑

圖3 底板人工輔助抹面/底板澆筑成型

圖4 側邊墻、頂拱鋼筋綁扎及模板支立

圖5 堆石混凝土層高同步上升(廊道形成)

4 施工流程及操作要點

4.1 施工流程

堆石混凝土壩廊道一體化澆筑施工流程分為底部鋼筋布置、底板澆筑等六個環(huán)節(jié)(見圖6)。

圖6 施工流程

4.2 實施操作要點

4.2.1 底板鋼筋布置

澆筑斜坡廊道時，其底板需按圖紙設計要求完成臺階及斜坡；澆筑水平廊道時，需人工輔助抹面；堆石混凝土倉內(nèi)澆筑底板時，可直接在設計高程處布置受力鋼筋，并用架力筋固定受力鋼筋準確位置(見圖7)。

圖7 底板鋼筋布置和底板處堆石

4.2.2 底板處堆石及澆筑

底板鋼筋底部可鋪設塊石料，兩側堆石時，堆石與鋼筋應保持50cm間距(見圖7)。

進行斜坡廊道一體化澆筑時，未設外側模板，需分段、分層澆筑，且在澆筑底板部位時，避免下料點沖擊底板澆筑部位，澆筑點應保持與底板距離不小于50cm；平層廊道底板澆筑時，需在高自密實性能混凝土初凝前進行抹面處理，一般控制在澆筑后6～8h內(nèi)處理完成(見圖8)。

圖8 底板澆筑

4.2.3 側邊墻及頂拱處堆石

側邊墻堆石應與鋼筋保持50cm距離，頂拱處不予堆石，若頂拱高程距離同層倉面頂部不小于50cm，可在廊道兩側預先堆高塊石，待頂拱澆筑上升50cm后再將堆石適當拋入側邊墻(見圖9、圖10)。

圖9 側邊墻及頂拱處堆石(一)

圖10 側邊墻及頂拱處堆石(二)

4.2.4 側邊墻及頂拱處澆筑

澆筑時，混凝土最大自由落下高度不宜超過3m，混凝土澆筑點應均勻布置，間距宜為3～5m。每個澆筑點澆滿后方可移動至下一澆筑點。堆石混凝土收倉時，除達到結構物設計頂面外，高自密實性能混凝土澆筑宜使適量塊石高出澆筑面50～150mm(見圖11～圖13)。

圖11 側邊墻澆筑(一)

圖12 側邊墻澆筑(二)

圖13 頂拱澆筑成型混凝土

5 質量控制

5.1 材料質量控制

對高自密實性能混凝土原材料、配合比、生產(chǎn)和施工各主要環(huán)節(jié)及硬化后的堆石混凝土質量均應及時進行檢查，以加強質量過程控制。澆筑前，需檢測高自密實性能混凝土性能指標，不合格混凝土嚴禁澆筑入倉。

5.2 鋼筋與模板報驗

鋼筋工程完畢后，需盡快向監(jiān)理機構提交報驗申請單，專業(yè)監(jiān)理工程師到現(xiàn)場審核確認后，方可進入下道模板工程工序，模板工程報驗后盡快進行混凝土澆筑施工。

5.3 澆筑環(huán)節(jié)質量控制

廊道邊緣堆石過程中，需安排專人指揮，塊石與灌漿廊道距離，應控制在30～50cm，以便于后續(xù)廊道工程施工。

6 特點分析

6.1 保證了工程質量

采用高自密實性能混凝土進行一體化澆筑，可避免人工振搗不密實帶來的質量隱患。采用一體化澆筑不存在常規(guī)分區(qū)澆筑的混凝土縫面，提高了壩體內(nèi)部整體性，減少了壩體分縫問題。

6.2 節(jié)約人力及材料投入

堆石混凝土壩廊道材料為密實混凝土材料，澆筑過程中無須進行振搗，減少了人工投入；廊道包管部位不再需要支立模板單獨澆筑，節(jié)約了模板，從而減少了工人支模、校模、拆模工作量，簡化了施工工序。

7 結 論

壩體廊道在場地不受限制，且具備提前預制廊道的條件下，建議采用一體化澆筑施工，不僅施工質量有保障，而且經(jīng)濟效益明顯，具有廣闊的應用空間。