面板堆石壩面板施工重點(diǎn)難點(diǎn)分析
——以磐安縣市嶺下水庫(kù)為例

陳欣榮，王 強(qiáng)，吳鑫鑫，王軍強(qiáng)

（1.磐安縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，浙江 磐安 322300；2.浙江廣川工程咨詢(xún)有限公司，浙江 杭州 310020；3.水利部農(nóng)村電氣化研究所，浙江，杭州 310012）

1 工程概況

市嶺下水庫(kù)工程位于浙江省磐安縣尚湖鎮(zhèn)市嶺下村上游，距尚湖鎮(zhèn)約3.5 km，工程主要任務(wù)以供水為主，結(jié)合灌溉、防洪等綜合利用，為?。?）型水庫(kù)。工程等別為IV等，主要建筑物攔河壩為4級(jí)，臨時(shí)性建筑物為5級(jí)；正常蓄水位為572.0 m，相 應(yīng) 庫(kù) 容316.4萬(wàn)m3，校 核 洪 水 位574.31 m，相應(yīng)總庫(kù)容376.0萬(wàn)m3。

工程樞紐建筑物主要由攔河壩、溢洪道、導(dǎo)流放水隧洞等組成。

攔河壩為混凝土面板堆石壩，面板采用C25W8F100鋼筋混凝土，板厚40 cm；壩頂高程為575.0 m，壩基趾板底部高程為530.0 m，最大壩高為45.0 m。壩頂寬度為6.3 m，長(zhǎng)度為128 m，上游壩坡為1∶1.3，下游壩坡為1∶1.3。

C25W8F100面板混凝土工程量約2 152 m3，面板厚度40 cm；設(shè)計(jì)共分為15塊，其中在大壩左側(cè)6 m寬6塊，中間12 m寬5塊，右側(cè)6 m寬4塊，最長(zhǎng)塊面板長(zhǎng)度68.99 m，最短塊面板長(zhǎng)度3.47 m；擠壓邊墻表面噴涂一層乳化瀝青。

水泥采用C42.5及以上普通硅酸鹽水泥。混凝土細(xì)骨料應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔、級(jí)配良好。天然砂的細(xì)度模數(shù)在2.2～3.0范圍內(nèi)，含泥量≤3%。碎石選用質(zhì)地新鮮、堅(jiān)硬的塊石軋制，含泥量≤1%，超徑＜5%，遜徑＜10%，表觀密度≥25 kN/m3；摻用0.8～1.2 kg/m3聚丙烯腈纖維防裂、引氣劑、高效減水劑，含氣量控制在4～6%；其他外加劑和摻合料通過(guò)試驗(yàn)確定。

2 面板施工重點(diǎn)難點(diǎn)分析

2.1 施工重點(diǎn)難點(diǎn)

（1）混凝土面板裂縫是通病，有句行話叫“十板九裂”。

（2）混凝土面板施工周期較長(zhǎng)，長(zhǎng)達(dá)5～6個(gè)月，溫控及保溫措施實(shí)施難度大。

（3）涉及工種較多，管理難度大。施工涉及木工、鋼筋工、電焊工、吊裝工、振搗工等。

（4）混凝土面板為高處臨空面施工，安全管理壓力較大。

2.2 施工工藝流程要點(diǎn)

2.2.1 壩面處理

首先對(duì)擠壓邊墻固護(hù)壩面平整度測(cè)量檢查，布置方格網(wǎng)進(jìn)行測(cè)量與放樣，外邊線與設(shè)計(jì)邊線偏差必須符合設(shè)計(jì)要求；表面噴涂一層乳化瀝青。

2.2.2 止水銅片制安施工

止水銅片采用卷材，在作業(yè)面附近施工平臺(tái)上采用止水銅片成型機(jī)連續(xù)壓制整體成型，鼻子空腔內(nèi)按設(shè)計(jì)要求填塞橡膠棒和泡沫板。為防止泥漿或砂漿進(jìn)入止水銅片鼻腔內(nèi)，止水銅片端部和底部采用塑料粘膠帶進(jìn)行密封；止水銅片的焊接采用對(duì)接加覆板的焊接工藝。經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格后，人工運(yùn)至施工部位。

無(wú)軌滑模就位前，將止水銅片外露側(cè)嵌設(shè)在側(cè)模中，使止水銅片中線與縫面重合；偏差滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，專(zhuān)人負(fù)責(zé)維護(hù)、調(diào)整。

2.2.3 側(cè)模和底部止水制安

底部止水：面板分縫根據(jù)設(shè)計(jì)要求的樁號(hào)，由測(cè)量放樣定出面板分縫位置及高程，對(duì)縫底面按設(shè)計(jì)要求處理，保證面板垂直縫底部平整和整條垂直縫的順直，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的面板尺寸。

側(cè)模安裝步驟：縫底面按設(shè)計(jì)要求處理后，涂刷熱瀝青，鋪設(shè)500×6型PVC墊片，與下層熱瀝青粘緊貼平，再把W1型止水銅片緊貼在上面。在底部W1型止水銅片安裝、校正后，進(jìn)行側(cè)模安裝。側(cè)模又是滑模的軌道，必須有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。側(cè)模采用方木兩根疊起來(lái)，用螞蟥釘聯(lián)接牢固，側(cè)模頂面光滑，以減少滑模滑動(dòng)時(shí)的摩擦阻力；外側(cè)采用支架加固，內(nèi)側(cè)用鋼筋支撐牢。

2.2.4 面板鋼筋制安

側(cè)模安裝前，面板鋼筋在現(xiàn)場(chǎng)制作，然后開(kāi)始進(jìn)行鋼筋網(wǎng)的安裝。按設(shè)計(jì)要求尺寸綁扎鋼筋，采用現(xiàn)場(chǎng)搭接焊方法，鋼筋接頭滿(mǎn)足規(guī)范要求，同一斷面接頭數(shù)量不超過(guò)1/3。鋼筋由鋼筋臺(tái)車(chē)將鋼筋送至坡面（鋼筋臺(tái)車(chē)用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引），然后用人工自下往上安裝。

2.2.5 滑模板牽引機(jī)具

滑模板采用箱型式板鋼結(jié)構(gòu)，在模板上側(cè)設(shè)有工作平臺(tái)，模板尾部設(shè)有抹面平臺(tái)，規(guī)格為195 m×80 m×1 320 cm，自重約為5.5 t，加上滑模上人及其他荷載，即G=5 500/102+7.5=61.4 kN。

（1）滑模力的計(jì)算

G×cosα=61.4×cos 37.568°=48.67 kN≥P=4×12=48 kN。

式中，P為新混凝土對(duì)斜坡面上滑模的浮托力，當(dāng)模板傾角小于45°時(shí)，取3～5 kN/m2。

浮托力為1.95×12×3.5×sin 37.568°×102=5.09 t，自重為5.5 t的滑模板達(dá)到要求，必要時(shí)可以在滑模板上再加上配重。

滑模牽引力的大小與滑模自重，刮板與新澆混凝土的粘結(jié)力有關(guān)，計(jì)算如下：

T=［τA+Gsinα+fGcosα］×K=［2×12+61.4×sin 37.568°+0.5×61.4×cos 37.568°］×1.5=128.65 kN。

式中，T為滑模牽引力（kN）；G為滑模自重加配重（kN）；τ為刮板與新澆混凝土之間的粘結(jié)力，取2 kN/m2；f為鋼模體與混凝土的磨擦系數(shù)，取0.5；α為坡面與水平面夾角，取37.568°；A為滑板與新澆混凝土接觸的表面積12 m2；K為安全系數(shù)，取1.5。

（2）卷?yè)P(yáng)機(jī)底座固定壓重計(jì)算

滑模牽引設(shè)備選用2臺(tái)5 t的卷?yè)P(yáng)機(jī)，每臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)附加1套滑動(dòng)輪和2股直徑為19.5 mm、長(zhǎng)150 m的鋼絲繩來(lái)牽引滑模。2臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)及其配套設(shè)施產(chǎn)生的牽引力為：T′=5×10×2×2=200 kN＞T，能滿(mǎn)足牽引的要求。卷?yè)P(yáng)機(jī)之間的寬度根據(jù)面板寬度而定。卷?yè)P(yáng)機(jī)底座為鋼結(jié)構(gòu)并采用地錨方式進(jìn)行固定，用配重混凝土預(yù)制塊壓于其上，配重為1.0 m×0.9 m×1.8 m的混凝土預(yù)制塊（單塊重3.86 t及37.8 kN）。根據(jù)計(jì)算，每臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)壓重塊為4塊（Q1=151.2 kN），每套滑模8塊。

卷?yè)P(yáng)機(jī)僅受水平拉力作用，為防止繞A點(diǎn)傾覆，需滿(mǎn)足：Q1≥K（Sh-Ga）/b。

卷?yè)P(yáng)機(jī)僅受水平拉力作用，為防止水平滑動(dòng)，需滿(mǎn)足：Q1μ1+Gμ2≥S。

式中：Q1為卷?yè)P(yáng)機(jī)后壓重力；K為安全系數(shù)，取K=1.5；S為鋼絲繩的水平拉力，取S=128.65 kN；G為卷?yè)P(yáng)機(jī)自重力，取G=8 kN；μ1為重物與土的摩擦系數(shù)，取μ1=0.5；μ2為卷?yè)P(yáng)機(jī)與土的摩擦系數(shù)，取μ2=0.5；h為A點(diǎn)與水平拉力作用線的距離，取h=0.45 m；a為A點(diǎn)到卷?yè)P(yáng)機(jī)重心線的距離，取a=1.5 m；b為A點(diǎn)到壓重物重心線的距離，取b=2.5 m。

由抗傾覆需要的壓重力計(jì)算得：Q1=1.5×（128.65×cos 37.568°×0.45-8×1.5）/2.5=20.33 kN。

由水平滑動(dòng)需要的壓重力計(jì)算得：Q1=（128.65×cos37.568°-8×0.5）/0.5=195.9 kN。

卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)滑模受滑模牽引力的反向作用力，大小與牽引力相等，方向相反。對(duì)該力進(jìn)行正交分解，得出壓重塊總質(zhì)量：即每臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)壓重塊質(zhì)量必須大于97.95 kN（單臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)Q1=151.2 kN，大于97.95 kN），預(yù)制混凝土塊才能滿(mǎn)足壓重要求。

2.2.6 溜槽布置

滑動(dòng)模板到位以后，即可放“U”型溜槽，溜槽采用1.5 mm厚鐵板，2 m一節(jié)，用環(huán)套方式。溜槽放在澆筑塊的鋼筋網(wǎng)上，上口用鐵絲綁扎，中間每5 m用10號(hào)鉛絲把溜槽與鋼筋網(wǎng)綁扎，12 m寬面板布置2條溜槽。

2.2.7 混凝土拌和

混凝土由右壩頭拌和站供給，拌和機(jī)采用JZM750型混凝土攪拌機(jī)1臺(tái)；另在上壩公路外側(cè)配備攪拌機(jī)1臺(tái)PCD800型拌和機(jī)JS750備用?；炷恋呐淞稀韬蛧?yán)格按水工混凝土施工規(guī)程執(zhí)行，特別是外加劑的計(jì)量要準(zhǔn)確，配制符合試驗(yàn)配合比要求，每班由專(zhuān)人負(fù)責(zé)。由于摻用多種外加劑，混凝土拌和時(shí)間按強(qiáng)制式不小于90 s、自落式不小于180 s控制。

2.2.8 混凝土運(yùn)輸

出機(jī)混凝土由農(nóng)用運(yùn)輸車(chē)3輛經(jīng)上壩公路運(yùn)至壩頂，卸入集料箱，由集料箱倒入“U”型溜槽入倉(cāng)（人工輔助），人工平倉(cāng)。

2.2.9 混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)

嚴(yán)格掌握分層澆筑程序，每層澆筑厚度為25～30 cm，特別注意開(kāi)倉(cāng)塊底部容易產(chǎn)生混凝土分離，石子成堆，施工時(shí)必須加以防范和處理。

（1）倉(cāng)面振搗器采用直徑不大于70 mm的插入式振搗器，振搗器不宜平行于壩坡插入澆筑層，而應(yīng)沿滑模前緣垂直；不能插入滑模內(nèi)，以免滑模受混凝土流態(tài)浮托力抬升。

（2）插入深度達(dá)到下層混凝土的底部5 cm，振搗間距為作用頭子的1.25倍。止水銅片附近要仔細(xì)振搗，保證止水銅片周?chē)炷撩軐?shí)。

（3）振搗時(shí)間為25 s左右，目視混凝土不顯著下沉，不出現(xiàn)氣泡，并開(kāi)始泛漿為準(zhǔn)。

（4）模板滑升前，須清除模板前沿超填的混凝土，以減輕滑升阻力；滑升時(shí)兩端提升應(yīng)平穩(wěn)、均勻、同步。

（5）每澆完1層混凝土，滑升1次，1次滑升高約為30 cm，不得超過(guò)1層混凝土的澆筑高度。對(duì)脫模后的混凝土表面，及時(shí)進(jìn)行人工修整、壓平和抹面；對(duì)漏振缺漿處，及時(shí)用混凝土原漿嵌補(bǔ)，并進(jìn)行二次壓面，一次抹光。

（6）混凝土入倉(cāng)坍落度控制5～7 cm，控制混凝土施工質(zhì)量，保證混凝土振搗密實(shí)；滑升速度控制在2 m/h為宜，最大滑升速度不大于3 m/h，并把安全繩隨著滑模板升高，隨時(shí)做好安全裝置。

（7）及時(shí)了解天氣預(yù)報(bào)，避免雨天施工。澆筑過(guò)程中遇有意外大雨、暴雨，應(yīng)立即停止?jié)仓?，并用塑料布遮蓋混凝土表面，必須排除倉(cāng)面積水?；炷廖闯跄那闆r下，加鋪同標(biāo)號(hào)混凝土濃漿后繼續(xù)澆筑，否則按施工縫處理。

（8）混凝土滑模并經(jīng)過(guò)抹平、抹光達(dá)到初凝后，先鋪設(shè)1層薄膜再用鋪養(yǎng)護(hù)毯全面覆蓋，并及時(shí)對(duì)混凝土面灑水養(yǎng)護(hù)，以達(dá)到保溫、保濕（有利于防止裂縫的產(chǎn)生），養(yǎng)護(hù)直到蓄水為止。養(yǎng)護(hù)用水是在壩頂前沿布置主水管，在每一個(gè)面板塊上設(shè)1個(gè)供水開(kāi)關(guān)，沿壩軸線水平放置1根2″水管；在管壁上每15～20 cm鉆1個(gè)小孔，面板塊進(jìn)行常流水養(yǎng)護(hù)，以確保面板保濕。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）壩面要平整保證+5 cm、-8 cm以?xún)?nèi)，采用3 m×3 m網(wǎng)格檢查。

（2）面板施工時(shí)段最好選在10月到次年1月份之間，氣溫在3～20℃之間。

（3）沙子采用河沙，粉煤灰采用一級(jí)灰。

（4）水泥盡量存放2個(gè)月以上，使其溫度降至最低后方可使用。

（5）出氣口塌落度控制在5～6 cm，運(yùn)至倉(cāng)面2～4 cm。

（6）插入壩面的架立筋應(yīng)隨面板澆筑進(jìn)程給予切斷，防止后期對(duì)面板產(chǎn)生拉力。

（7）下料溜槽應(yīng)設(shè)置防雨棚，防止雨水進(jìn)入溜槽內(nèi)。

（8）確保3次抹面：第一次粗抹（整平），第二次細(xì)抹（示放表面應(yīng)力），第三次精抹（抹光）。

（9）混凝土面板施工三分配合比七分工藝，主要振搗人員要固定，要精細(xì)管理到位。

（10）抹光達(dá)到初凝后，先鋪設(shè)1層薄膜再用鋪養(yǎng)護(hù)毯全面覆蓋，并及時(shí)對(duì)混凝土面灑水養(yǎng)護(hù)，以達(dá)到保溫、保濕，有利于防止裂縫的產(chǎn)生，養(yǎng)護(hù)直到蓄水為止。