山西省泽城西安水电站工程趾板混凝土的施工工艺

刘艳明

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

1 工程概述

山西省泽城西安水电站位于左权县的清漳河干流上，大坝为混凝土面板堆石坝，上游坝坡1：1.5，下游坝坡1：1.4，上游面板采用C25钢筋混凝土，自上而下厚度330～500mm,单层双向配筋；趾板采用C25钢筋混凝土，坝体河床段趾板设在河床混合土卵石覆盖层上，趾板通过连接板与上游混凝土防渗墙相接，趾板宽度为4.0m，厚度1.0m。

河床趾板共分19块，总长度为194.218m，标准分块长度为10m,最大分块长度为13m，趾板平段厚度为1.0m，趾板宽度4.0m，最大厚度1.40m，河床趾板设一道F型止水铜片，一道SR钢边橡胶止水带。左岸趾板分为0+032.78、0+070.41两道施工缝，右岸趾板分为0+329074、0+359.17两道施工缝，左右岸趾板锚筋长度为5.0m，深入基岩长度4.1m，外露长度0.9m。锚筋为HRB335Φ28，间排距1.2m，趾板内侧设一道F型止水，一道SR钢边橡胶止水带，一道U型止水铜片，岸坡趾板与面板接缝填充SR—2塑性止水材料，趾板伸缩缝设一道U型止水铜片，坝上游水平趾板与面板连接处剖面见图1。

2 施工准备

图1 坝上游水平趾板与面板连接处剖面见图 单位（mm）

趾板混凝土拌和站系统设置在大坝上游，新建一台50拌和系统，拌和系统上游为拌和站料场，拌和用水可直接抽取大坝基坑水至储水罐或储水箱加热至30～60℃；准备Φ40mm、厚度大于3.5mm、6m长脚手架钢管10t，十字、一字扣件各2000个，两布一膜土工布（膜厚不小于0.35mm）1500m2，2000m2塑料薄膜或加厚塑料布，2t微压蒸汽锅炉一台，挖机料斗保暖棉被数条，Φ70型软轴振捣器4～6台，1500×600定型组合钢模板200m2，4cm 厚板材10m3，10×10方木 5m3，其他木工、钢筋工、脚手架工、混凝土工生产使用器具须配套完整；租用两台自动卸料带搅拌6m3混凝土罐车（自带保暖设施），实验室准备20个温度计。所备原材料必须保证趾板混凝土浇筑两块用量时，方可开仓浇筑，杜绝准备工作不足而仓促开盘。

3 趾板混凝土浇筑方案

3.1 原材料的选择

大坝趾板混凝土原材料依据水工局中心实验室地材取样试配结果，选用左权生产的5～20、20～40碎石，河北邢台天然砂，按二级配常态混凝土施工；使用山西华宝集团潞州水泥制造有限公司生产的Po42.5水泥，使用长治钢铁有限公司生产的HRB335钢筋；此次大坝河床及左右岸坡趾板混凝土大约浇筑750m3。

3.2 锚筋的施工及钢筋的制安

采用手风钻钻Φ40孔，锚筋长度5.0m，采用Φ28二级钢，按照间排距1.2m布置，深入基岩4.1m，外露0.9m，人工注C20砂浆（或注锚固剂），冬季注浆前用高压风将锚筋孔石硝吹干净，并冲出孔中积水，最后人工安装锚杆。钢筋由钢筋加工厂加工，20t平板车运至现场，人工转运至作业面进行绑扎焊接。钢筋绑扎前，采用手风钻钻孔，安设架立筋。架立筋采用Φ25二级钢，L＝1.2m，梅花型布置，最好与锚筋错位布置，间排距1.2m，深入基岩0.5m，C20砂浆灌注。

3.3 止水带安装

止水带的力学性能指标应满足设计及规范要求，安装位置准确，并用钢筋卡固定，预防止水带变形、跑偏及撕裂。F型止水带的现场连接采用专用胶进行粘结，其接头外观平整光洁，抗拉强度不低于母材的80%，其焊接长度应不小于30cm。止水带周围特别是止水带下面的混凝土应振捣密实，确保混凝土同全部止水带紧密结合，避免止水带周围形成空穴。高密度聚乙烯闭孔板根据分缝面尺寸用专用壁纸刀具切割，安装时用钢钉固定于伸缩缝侧面，放置时必须和分缝尺寸一致，同时保证铺满不露混凝土面，浇筑时要随时检查，以防脱落。埋件包括排水管、电气和金属结构设备安装固定件及其他，预埋件埋设应专人负责，位置应准确无误，并用钢筋、锚杆等加固，埋设件附近混凝土振捣采用Φ50型软轴振捣器振捣密实。

3.4 模版工程

趾板混凝土浇筑采用普通组合钢模板，内拉外顶式，靠止水面采用钢木组合模板，水平面趾板采用组合钢模板。趾板钢筋在钢筋场按设计要求加工制作并存放完好，不得出现锈蚀以免影响使用；河床段趾板采用组合钢模板施工，趾板水平段施工不加顶盖，振捣完成后人工抹平、压面处理，1：1斜坡段趾板采用钢模与木模组合模施工，侧模采用组合钢模板施工，靠止水面（周边缝）采用钢木组合模板。模板安装时，严格按测量放样的设计边线及高程进行立模及加固，人工安装，模板安装采取内拉外撑的方法固定。模板表面平整、光洁、无变形、无孔洞。左右岸段趾板平面模板采用翻模施工，翻模用木枋作为横档和立档，边角部位采用小钢模和木模板。模板用Φ25mm螺纹钢钢筋架立及Φ14mm圆钢拉接固定。

3.5 趾板混凝土浇筑

根据大坝趾板分块情况及大坝趾板设计伸缩缝的位置，结合现有模板情况及新模板经济实用比较、混凝土拌和能力和现场机械设备的入仓浇筑能力以及温度控制要求等要求，河床趾板混凝土可分为19块，左右岸坡趾板混凝土各分为三块，河床趾板标准块混凝土每仓38.6m3，最大块浇筑量为50.18m3。趾板混凝土可采用跳仓浇筑法施工，以现有设备、机械，结合冬季施工的气候情况，每天混凝土浇筑时段控制在9：30～16：30之间，平均每天浇筑两块，完成77.2m3趾板混凝土。用10～12天完成大坝趾板混凝土浇筑任务。混凝土浇筑前，用比同部位的混凝土高一个等级水泥砂浆均匀铺设，在建基面层均匀铺设一层2～3cm厚的水泥砂浆，砂浆铺设的面积应与浇筑的强度相适应。混凝土入仓后，人工及时平仓，按水工混凝土常态混凝土施工要求，每层厚度不大于60cm，成台阶状条带施工，大坝趾板混凝土施工按施工仓面沿宽度方向成条带状施工，分两层成台阶状浇筑，杜绝混凝土1.0m厚一次浇筑完成。混凝土振捣采用Φ70mm插入式软轴振捣器充分振捣密实，按施工规范要求，靠止水片附近采用Φ30mm或Φ50mm插入式软轴振捣器振捣。

4 混凝土运输

趾板常态混凝土水平运输使用两台6m3混凝土罐车，直接将拌和熟料运至仓面；趾板混凝土垂直运输，根据施工单位现有机械设备，若使用滑槽入仓，混凝土入仓速度较快，但滑槽保温措施无法保证；若使用50t履带吊吊2.0m3吊罐入仓，吊罐外表可保温，但混凝土入仓速度较慢，影响已浇筑混凝土的保暖覆盖速度；为此采用小松360C挖机直接入仓，这样混凝土入仓速度较快，同时挖机入仓水平、垂直移动自如，料斗保温措施简单方便，既能保证混凝土入仓速度，又能保障入仓混凝土温度，减小入仓混凝土初期受冻害现象发生。

5 冬季混凝土施工措施

5.1 骨料保温措施

冬季浇筑趾板混凝土所用骨料和拌和用水在使用前必须加温。骨料包括中砂、小石（5～20）、中石（20～40）须采取地垄通火或暖气（或水）管道式方法加温，使骨料入机温度保持为正温以上，尤其下雨、雪后，砂与碎石中不得含有冻块或结冰现象；拌和用水可控制在30～60℃之间，确保混凝土出机温度在15℃左右，保证混凝土入仓温度在10℃左右。

5.2 搅拌系统保暖措施

拌和系统采用搭暖棚、生火炉保暖，暖棚结构架采用Φ40mm脚手架钢管搭建，两布一膜土工布覆盖，混凝土运输车辆通道采用两开门帘式；暖棚搭设尺寸采取10m长×10m宽×8m高，暖棚内生四个口径1.0m大火炉，保证搅拌系统为10℃左右，确保混凝土出机温度。

5.3 混凝土运输过程保暖

趾板常态混凝土水平运输宜使用两台6m3混凝土罐车，直接将拌和熟料运至仓面；混凝土罐车滚筒保温，要求用棉保暖罩将滚筒整体包裹严实，使混凝土在运输过程中不受冻害影响。

5.4 混凝土仓面保暖及养护

混凝土仓面采用搭建6m宽×2m高×210m长带状式暖棚，暖棚结构架采用Φ40mm脚手架钢管搭建，用两布一膜土工布覆盖；混凝土作业面用2t微压蒸汽锅炉供气保暖，蒸汽管道在暖棚内离地面30cm高架设，混凝土入仓前便运行，使混凝土入仓后免遭冻害。混凝土浇筑完成后，混凝土表面迅速采用覆盖塑料薄膜加保温被或采用棉帐篷、两布一膜土工布永久保温覆盖，确保混凝土表面不受冻裂、不起白霜、无冻结现象。

6 混凝土质量保证措施

趾板开仓前，由项目总工牵头，质检部组织，现场监理工程师主持讲解，对趾板混凝土施工所有人员进行冬季混凝土施工质量培训，提高全员职工冬季混凝土施工质量意识，对一些影响混凝土质量关键性因素及问题深入浅出具体化讲解，从施工工艺根源上保证混凝土施工质量。严格混凝土施工每道工序，不合格的建筑材料不得进场，主检项目不合格工序不得进行下道工序，不符合水工混凝土施工规范要求的立即停工整改，积极配合现场监理保质、保量完成趾板混凝土浇筑任务。大坝趾板混凝土拆模时，趾板各棱、边、角不得人为在拆除时碰损，趾板周边止水不得因拆模时受损，要及时保护。暖棚内温度偏低时要及时调整，严防棚内温度过低，导致趾板表面产生龟裂缝。

7 施工中遇到的问题和解决方法

本工程左右岸斜坡段趾板坡度陡，高差大，混凝土对顶面模板的压力过大极容易造成跑模现象，因此在模板的拼装和制作的过程中，要做到管理到位工序到位，不得有半点侥幸的心理。在选用顶面模板的材料时尽量选用木质较硬稍厚些的模板，防止压力过大造成崩裂。趾板施工靠近左右岸岩体，工作面相对较小，由于是斜坡浇筑顶面无法预留工作孔，在混凝土浇筑时振捣成了大的问题，针对此种环境施工，本工程在浇筑混凝土时选用分层法施工的方法进行混凝土的浇筑，先从下向上浇筑混凝土，这样振捣工人就可以利用既有的条件进入仓内进行振捣。这样不仅可以保证趾板混凝土的施工质量，还提高了混凝土的振捣效率，避免漏振和过振现象的发生。

8 结论

混凝土面板堆石坝的趾板混凝土施工较为繁琐，尤其是止水的结构复杂、样式多等特点。止水的制作安装要求精度较高，混凝土浇筑过程对止水的影响较大加之冬季施工混凝土的保温成了本工程的难点，通过施工前充分熟悉设计，施工过程中精心组织，混凝土的质量得到了保证。