双沟水电站面板堆石坝垫层料上游坡面固坡砂浆翻模技术的施工应用

曲福祥　李勇　赵磊　张垚

摘 要:本文介绍了双沟水电站面板堆石坝垫层料上游坡面固坡砂浆翻模技术的应用,阐述了垫层料上游坡面固坡砂浆翻模技术的方法和施工工艺。

关键词:垫层料上游坡面固坡砂浆翻模技术方法工艺

中图分类号:TM62 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)07(c)-0137-01

1 工程情况

双沟水电站位于吉林省抚松县境内的第二松花江上游松江河上。水库总库容3.95×108m3,电站总装机容量280MW。是一座以发电为主并兼有防洪任务的水利枢纽工程。枢纽由混凝土面板堆石坝、岸坡式溢洪道、引水系统及发电系统组成。其中,面板堆石坝最大坝高110m,坝顶长294m,上游坡面坡度为1:1.4,坡面总面积约38000m2。

2 施工技术方案

2.1 施工工艺

面板堆石坝垫层料上游坡面固坡砂浆翻模施工程序为:

测量放点→模板支立→垫层料填筑→垫层料初碾→提楔板→砂浆灌注→垫层料终碾→拆除下层模板,翻至上层,进行上层填筑。

砂浆灌注见如图1示意图。

2.2 施工方法

固坡砂浆模板结构简单。单块模板尺寸除满足刚度要求并能与垫层料填筑层厚匹配外,还要重点考虑便于人员转运拼装。斜坡模板和楔板均是由钢板及角钢制作。斜坡模板的厚度为7cm,楔板的厚度为5cm。模板间以不变形的钢夹固定,并在斜坡模板的背面焊接角钢,避免顺斜坡连接模板时产生变形。楔板与斜坡模板以面相连接,楔板的下部水平面与斜坡面形成35.54°夹角。连接时采用φ12、长0.7m的钢筋,一端用螺栓固定在斜坡模板上,另一端穿过斜坡模板和楔板,与锚固在下部垫层料内φ20、长35cm的螺纹钢相焊接。

首层翻模模板可利用混凝土趾板牢靠固定、准确定位。模板固定前要进行测量放点,按控制点位挂线支模。利用三层模板周转进行翻模施工。每层垫层料和固坡砂浆施工结束后,将底层模板翻至上层,用“U”形卡将相邻的模板块连接固定,再用拉筋穿过模板与锚固在下层垫层料内的锚筋焊接来固定模板。然后用拉筋螺栓和模板上部的微调螺栓调整模板位置,要确保安装精度。每层安装模板前后,都要进行测量校合,每层模板安装前按设计边线尺寸进行测量定线。支模后,在模板背面挂楔板,采用钢楔板,楔板的斜度可为2%～3%,其平均厚度应等于砂浆固坡的设计厚度。

进行垫层料填筑时,采用15t自卸车运料至填筑面,会有专人指挥自卸汽车卸料倒车,按设计线撒上白灰作为填筑料控制线,在铺料过程中,靠近模板处要人工填料、整平,尤其反坡坡脚部位要用掺拌均匀的垫层料仔细回填,防止出现架空现象。既要保证料物的合理位置,也要保证填筑质量。推土机平料时,刀片应从料堆一侧的最低处开始,逐渐推到另一侧推料。保证压实层厚度40cm。采用YZ18振动碾(工作质量为18t)行车速度控制为1～2km/h,先静压1遍,然后振动碾压5遍后提出楔板,要有可靠的边距控制措施,并设专人指挥振动碾碾压。使振动碾滚筒边缘充分靠近垫层料上游边沿,其距离要小于或等于10cm。这时斜坡面上的垫层料基本为细砂收面,坡面平整度能满足固坡砂浆浇注要求。固坡砂浆的设计强度控制在3～5MPa(在保证固坡效果的前提下,取小值),渗透系数K=i×10-4cm/s,砂浆稠度控制在1～2cm。在浇注水泥砂浆后,再振动碾压垫层料2遍,就可以使水泥砂浆得到振动密实,在碾压过程中配备用了便携式小振动板,在靠近模板处或有反坡处采用水平便携式小振动板进行振压。1天后拆除模板就可以防止暴雨或波浪冲刷,并为面板混凝土施工提供坚固的作业面。洒水量以填筑层表面不积水为准。

由于双沟大坝采用上游跨趾板桥上坝的施工方案,五座趾板桥的布置高差约为15～20m。所以垫层料施工受趾板桥影响要留缺口分段施工。分段施工时,垫层料收坡坡度不陡于1:2,每一填筑层收台宽度不小于填筑层厚度。分段填筑时,填筑段接合部位施工时,用振动碾进行骑缝碾压,保证结合良好。固坡砂浆接合部位,在后浇砂浆施工前,用人工将已浇砂浆面修凿成顺坡,并清除松动的砂浆。

与两侧岸坡趾板周边缝接合部位,不具备翻模施工条件和大型振动机具碾压,采用异形模板现场支立和小型振动机具压实或人工夯实小区料,使成形后的固坡砂浆与周边缝趾板紧密接触。

避免雨季由于砂浆固坡内水压力形成鼓胀或冬季冻胀。双沟大坝分别在河床段15#、17#、20#趾板内埋设了3根Φ150mm钢管,并在坝体内部纵向设置花管。固坡砂浆施工至完工,大坝反向排水顺畅。

3 结语

双沟水电站大坝于2006年5月20日使用面板堆石坝垫层料及固坡砂浆同步施工翻模新技术进行施工。施工中严格按经试验确定的工法进行质量控制,2007年9月30日施工结束,已完成了翻模施工264层(垂直高度40cm/层)。施工质量检查结果表明,大坝上游坡面垫层料密实度均匀且满足设计要求。大坝垫层料上游坡面砂浆防护层厚度均匀,物理力学性能指标及表面平整度满足设计要求。

在施工中模板设计的优点:具有明显的先进性,有利于加快施工进度,为面板的施工提供了平整、密实、整洁美观的工作基面,在汛期还可以起到挡水度汛的作用,同时减轻了工程度汛压力,也降低了施工费用。但传统模板结构也存在不足,如:采用散装散拆的方式,很难控制和避免因扔、摔和磕碰等造成的变形、开焊和车辆碰撞损伤等不必要的问题出现。面板堆石坝垫层料上游坡面翻模施工新技术对于加快相应水工建筑物的施工进度,提高劳动生产率,节约材料,降低施工成本,减轻劳动强度,施工安全性提高等,具有现实的意义。