大型洞室過流面支洞封堵無(wú)缺陷混凝土施工工藝研究

周麗偉，彭培龍，劉文娟，韓佳笑，楊洋

(中國(guó)水利水電第五工程局有限公司，成都，610066)

1 工程概況

金沙江白鶴灘水電站共設(shè)計(jì)三條泄洪洞，自山至江側(cè)分別為1#、2#、3#泄洪洞。每條泄洪洞由進(jìn)口漸變段、上平段、龍落尾段組成[1]。

泄洪洞上平段、龍落尾共有6個(gè)施工支洞需要進(jìn)行封堵，分別為1#施工支洞、2#施工支洞、3#施工支洞、4#施工支洞、506#-3交通洞、6#施工支洞。泄洪洞上平段及龍落尾施工支洞封堵施工項(xiàng)目主要包含二級(jí)配封堵混凝土、上平段邊墻過流面封堵混凝C40W10F150、龍落尾邊墻過流面封堵混凝土C60W10F150、回填混凝土C25W8F100、錨筋φ25mm，L=4.5m、插筋φ22mm，L=2m、回填灌漿、固結(jié)灌漿等施工項(xiàng)目[2]，施工支洞封堵參數(shù)詳見表1。

表1 泄洪洞上平段及龍落尾施工支洞封堵長(zhǎng)度及規(guī)格

2 支洞封堵無(wú)缺陷混凝土施工基本原則

對(duì)于非關(guān)鍵線路上的施工支洞，在邊墻混凝土襯砌時(shí)同步完成澆筑，在關(guān)鍵線路上的施工支洞，邊墻混凝土襯砌時(shí)應(yīng)根據(jù)施工需要盡量減小預(yù)留施工支洞封堵[3]倉(cāng)位過流面?zhèn)鹊拿娣e，為保證支洞頂部混凝土澆筑密實(shí)防止出現(xiàn)空腔，預(yù)留施工支洞部位邊墻襯砌混凝土倉(cāng)位收倉(cāng)面應(yīng)高于開挖斷面，預(yù)留支洞封堵結(jié)構(gòu)線詳見圖1。

圖1 預(yù)留支洞封堵結(jié)構(gòu)線

因泄洪洞襯砌混凝土采用先邊墻、后頂拱的整體施工程序，為保證施工支洞上部頂拱正常澆筑，在邊墻襯砌時(shí)需完成邊墻上部2m混凝土澆筑，為頂拱混凝土施工創(chuàng)造條件；在施工支洞部位邊墻澆筑時(shí)預(yù)留邊墻頂部宜形成一定的坡度利于后期支洞封堵混凝土澆筑密實(shí)，但需注意角度不可太小防止出現(xiàn)應(yīng)力集中區(qū)形成裂縫。

施工支洞封堵宜先完成支洞內(nèi)下部2/3混凝土澆筑(預(yù)留邊墻混凝土襯砌厚度)，為后續(xù)邊墻混凝土施工提供支撐，同時(shí)施工支洞預(yù)留邊墻混凝土在支洞內(nèi)已澆筑混凝土內(nèi)部溫度穩(wěn)定后實(shí)施，襯砌厚度參照邊墻襯砌厚度，便于溫控防裂，最后完成支洞上部1/3混凝土澆筑。大型洞室過流面支洞封堵無(wú)缺陷混凝土施工工藝主要通過邊墻襯砌預(yù)留縫面處理工藝、模板選型及加固工藝、模板精細(xì)化安裝工藝、背架精細(xì)化安裝工藝、混凝土入倉(cāng)方式研究、預(yù)留拉筋孔無(wú)缺施工工藝等技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，最終實(shí)現(xiàn)支洞封堵無(wú)缺陷混凝土施工，且混凝土外觀質(zhì)量達(dá)到鏡面效果[4]。

3 大型洞室過流面支洞封堵無(wú)缺陷混凝土施工工藝研究

3.1 邊墻襯砌預(yù)留縫面處理工藝

施工支洞作為日常施工通行道路，施工縫面容易造成人為損壞，為有效保證搭接縫的質(zhì)量，對(duì)已澆倉(cāng)位的施工采取彈線切縫的方式，形成新的施工縫面。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)邊角損傷的最大范圍，采用墨斗沿豎向彈線，彈線完成后采用手持式切割機(jī)切縫，縫深按3cm控制，最后再采用電錘將切塊鑿除，形成無(wú)損傷“新鮮”的搭接縫面。

切縫完成后采用干濕抹布擦拭干凈過流面?zhèn)却罱用妫０灏惭b時(shí)采用“雙膠工藝”，先貼一層透明膠，寬度5cm，再粘貼一層雙面膠，厚度2mm、寬度2cm，最下層透明膠是為了后期便于清理雙面膠。雙面膠用于防止漏漿，雙面膠的厚度宜選用厚度約3mm、壓縮后可小于1mm的材料，處理后的施工縫效果見圖2。

圖2 施工縫處理效果

3.2 模板選型及加固工藝

因施工支洞封堵時(shí)一般無(wú)具備車輛通行的施工道路，因此，主要采用覆塑膜板或清水混凝土模板木模板，單塊尺寸宜為1.22m×2.44m，安裝時(shí)要求模板無(wú)變形、損邊、翹邊。

施工支洞封堵倉(cāng)頂部因空間較小時(shí)，施工人員無(wú)法入倉(cāng)作業(yè)，尤其邊角部位，為保證混凝土澆筑密實(shí)無(wú)空腔、無(wú)浮漿層，需要在木模板上預(yù)留振搗孔，振搗孔尺寸按30cm×30cm控制。

3.3 模板精細(xì)化安裝工藝

模板安裝質(zhì)量是確保施工支洞過流面平整光滑的前提，其控制關(guān)鍵點(diǎn)為模板大面調(diào)平和拼縫處理，模板精細(xì)化安裝工藝如下：

(1)模板調(diào)平，調(diào)平裝置為雙向旋轉(zhuǎn)毫米級(jí)調(diào)整，布置部位主要沿模板拼縫位置間距按40cm，單塊模板中線位置，布置間距50cm，調(diào)平裝置需焊接在邊墻鋼筋固定。模板安裝前采用全站儀逐個(gè)對(duì)調(diào)平裝置定位再采用橫向、豎向工程線將所有調(diào)平裝置調(diào)整為共面。然后將木模板逐塊安裝與調(diào)平裝置緊貼共面。

(2)模板安裝自下而上安裝，模板拼縫之間粘貼1mm厚納米膠帶，模板外側(cè)面再貼一次透明膠帶，起到止?jié){效果，有效地避免模板之間拼縫漏水/漏漿形成麻面、砂線。

(3)二次調(diào)平初定位，模板拼裝完成后臨時(shí)固定再利用2m靠尺邊檢測(cè)邊固定，合格標(biāo)準(zhǔn)為2m靠尺檢測(cè)不平整度≤0.5mm，檢測(cè)滿足要求后采用4孔壓板+自攻絲將兩塊模板連接形成整體，壓板間距按不大于15cm控制。

(4)模板初定位后按接安螺栓布孔圖采用專用開孔鉆自內(nèi)向外鉆取接安螺栓孔，螺栓孔徑比接安螺栓外徑大2mm，便于安裝套管，套管深入孔內(nèi)約3cm～4cm。倉(cāng)內(nèi)鉆孔主要考慮防止損壞模板面和防止鋼筋位置對(duì)接安螺栓影響；上下游距邊的首排接安螺栓孔距邊墻的距離不大于5cm，其他標(biāo)準(zhǔn)面的間距接安螺栓按70cm×75cm控制，遇模板拼縫可以微調(diào)。

(5)接安螺栓插入倉(cāng)內(nèi)的長(zhǎng)度一般為3cm，為防止拉筋頭外漏，安裝拉筋時(shí)需提前做好標(biāo)識(shí)。

(6)木模板的脫模劑為HD-1專用脫模劑，該脫模劑需要在模板安裝前提前均勻涂刷，陰涼部位晾干，涂刷遍數(shù)2遍。

3.4 背架精細(xì)化安裝工藝

模板固定采用內(nèi)拉式，背方采用木方骨架5cm×10cm方木+φ48鋼管背楞，其中背方間距按15cm控制、背楞間距φ48鋼管/10#槽鋼，間距75cm。背架精細(xì)化安裝工藝如下：

(1)所有木背方進(jìn)場(chǎng)后逐根檢查，不得使用變形大的背方，為保證背方緊貼模板且受力均勻，要求統(tǒng)一厚度，采用墨斗彈線切割，刨床刨光。

(2)安裝的時(shí)候先安裝主背方，大約間隔1.5m，彈線控制安裝位置，其他利用主背方控制間距、直線度和平面度，背方的安裝平整度控制在2m靠尺檢測(cè)5mm范圍內(nèi)。安裝背方自下而上，搭接部位采用木條臨時(shí)固定同時(shí)起到背方形成整體共面的作用。

(3)模板基本定位完成后采用2m靠尺檢測(cè)整體平整度，調(diào)平采用雙向旋轉(zhuǎn)支撐進(jìn)行調(diào)平；局部變形較大的位置采用加密支撐將點(diǎn)受力調(diào)整為面受力的方式進(jìn)行調(diào)平。

(4)倉(cāng)外根據(jù)坯層的厚度定位變形檢測(cè)控制樁(相對(duì)的)掛設(shè)工程線，上下游面的控制樁通過掛線的方式輔助模板調(diào)平和澆筑過程中檢測(cè)模板變形，工程線整個(gè)倉(cāng)位統(tǒng)一距模板面25cm，澆筑過程通過量測(cè)線距模板面的距離判斷模板變形情況，收集變形數(shù)據(jù)。

(5)模板與已澆筑混凝土搭接寬度控制在3cm以內(nèi)，搭接距離過大在該部位容易造成變形、跑模、漏漿止?jié){條同樣采用的邊墻(雙膠)工藝。

(6)模板接安螺栓背楞壓板采用10mm厚的鋼板，接安螺栓后端絲頭纏繞鐵絲，防止?jié)仓^程中振搗引起螺栓翻轉(zhuǎn)影響受力和體型。

3.5 混凝土入倉(cāng)方式研究

按施工支洞所處的位置可分為單向支洞和雙向支洞，雙向支洞先封堵端自支洞后澆筑端直接泵送入倉(cāng)，單向支洞或雙向支洞后封堵端利用振搗孔泵送入倉(cāng)。

施工支洞部位邊墻混凝土采用分層澆筑及二次復(fù)振工藝，澆筑過程中倉(cāng)外安排專人進(jìn)行澆筑過程中模板變形檢測(cè)和緊固接安螺栓，澆筑過程中模板變形量按5mm控制。當(dāng)澆筑至最頂部且剩余10cm～15cm時(shí)先進(jìn)行浮漿清理，然后在預(yù)留振搗孔外側(cè)安裝小牛腿模板，牛腿模板頂面高程高過收倉(cāng)面10cm，利用高程差確保混凝土填充，人工錘擊振搗，待混凝土初凝后拆除牛腿模板鏟除多澆混凝土，收面完成。收面完成后，采用智能養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)[5]。

3.6 預(yù)留拉筋孔無(wú)缺施工工藝

為減少拉筋對(duì)混凝土面的破壞，支洞封堵全部采用結(jié)案螺栓的形式進(jìn)行加固，因此，模板拆除后會(huì)留有大量的接安螺栓孔，螺栓孔的回填工藝研究也是支洞封堵的一個(gè)質(zhì)量控制重點(diǎn)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)多次工藝試驗(yàn)確定，最優(yōu)回填材料選擇預(yù)縮砂漿，回填施工工藝流程：拆除接安螺栓→清孔、拉毛→水泥漿打底→分層填實(shí)→收面、抹光→養(yǎng)護(hù)。

(1)清孔拉毛，由于部分接安螺栓孔在澆筑時(shí)有漿液滲入及采用套管孔壁光滑，為保證回填料與混凝土緊密貼合，需對(duì)接安螺栓孔面進(jìn)行清孔、拉毛處理。采用手持式擴(kuò)孔機(jī)對(duì)接安螺栓進(jìn)行擴(kuò)孔處理，擴(kuò)孔深度4cm，直徑5cm，并利用電鉆對(duì)鉆孔面進(jìn)行刻紋處理。拉毛完成采用高壓水沖洗干凈，晾干后進(jìn)行回填施工。

(2)對(duì)接安螺栓孔底、孔壁采用0.5∶1的水泥漿液利用毛刷均勻涂刷打底處理，確保回填料與周邊貼合緊密，涂刷厚度2mm作業(yè)。

(3)回填采用預(yù)縮砂漿嚴(yán)格按照配合比拌制，預(yù)縮時(shí)間不少于30min，達(dá)到手攥成團(tuán)手潮濕的標(biāo)準(zhǔn)。分層回填松鋪厚度按3cm控制，然后采用橡膠錘+搗棍錘擊密實(shí)，用力錘擊次數(shù)不少于25次，面層返漿為止；擊實(shí)完成后采用鋼刷對(duì)回填面進(jìn)行拉毛，利用層間結(jié)合。

(4)回填至過流面層回填面略高于過流面5mm，然后采用砂抹搓平，再采用鐵抹反復(fù)壓抹收面，壓抹收面時(shí)自下向上，直至面層光滑平整，一般不少于5遍。由于收面對(duì)孔周邊造成一定污染，利用濕、干抹布結(jié)合擦凈污染面。

(5)接安螺栓孔的養(yǎng)護(hù)采用粘貼保鮮膜保濕養(yǎng)護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過大型洞室過流面支洞封堵無(wú)缺陷混凝土施工工藝研究，從模板選型、立模安裝、縫面處理、混凝土澆筑等系列精細(xì)化施工工藝，以及螺栓孔精細(xì)化回填工藝，施工支洞封堵后封堵體過流面平整光滑、無(wú)缺陷，達(dá)到與邊墻系統(tǒng)襯砌混凝土無(wú)縫銜接，實(shí)現(xiàn)了支洞封堵混凝土無(wú)缺陷建設(shè)。