撒多水电站压力管道渐变段衬砌施工技术

王忠祥

(葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

1 工程概况

撒多水电站压力管道为埋藏式，采用一条主管，经两个卜形岔管分为三条支管分别向厂房内三台机组供水的联合供水布置方式。压力管道采用斜井敷设，斜井倾角50°，由上平段、斜井和下平段组成。压力管道主管总长279.652m，内径6.0m;最长支管长57.248m，内径3.2m。其中(管)0+009.75m～(管)0+019.75m为混凝土衬砌渐变段，长度10m，由边长为5.5m的正方形渐变到直径为6m的圆形断面，衬砌厚度2m～2.5m。

2 混凝土施工

2.1 总体方案

压力管道首端渐变段混凝土衬砌。采用分层的方式施工，即10m渐变段分底板、边墙和顶拱三次浇筑。侧墙及顶拱直线段部分采用组合钢模板立模，弧形段采用定制木桁架或木肋板+满铺木条+满铺宝丽板的方式立模，直线段与弧形段结合局部缝隙处采用木模补缝。

2.2 施工程序

2.2.1 底板:建基面清理验收→垫层混凝土浇筑→底板架立钢筋焊接→测量放样→绑扎底板钢筋→立底部模板、堵头模板并固定→冲洗→检查验收→底板混凝土浇筑→养护;

2.2.2 侧墙:排架柱搭设→岩面清理及验收→测量放样→绑扎侧墙及顶拱钢筋→立侧墙模板(预埋件)、止水及堵头模板并固定→冲洗→检查验收→侧墙混凝土浇筑→养护;

2.2.3 顶拱:顶拱钢筋围檩制安→测量放样→立顶拱模板(预埋件)、止水及堵头模板并固定→检查验收→顶拱混凝土浇筑→养护。

2.3 施工方法

2.3.1 基岩面清理

在钢筋(或模板)施工前，对混凝土施工范围内的岩石进行欠挖处理和松动岩石清理，以满足钢筋和模板施工要求。

对围岩面松动岩石采用人工清撬的方式清理，岩面、混凝土施工缝及已喷护部分均采用人工凿毛、压力水冲洗的方式处理。对基岩面的清理需做到无浮渣、无松动石块、无积水，直至联合验收合格。对于施工缝面适时冲毛或人工凿毛，再冲洗干净。

2.3.2 测量放线

由专业测量人员测量放样，钢筋及模板根据测量放样结果进行施工，保证施工精度。

2.3.3 钢筋施工

钢筋加工在钢筋加工厂进行。加工前，技术员认真阅读设计文件和施工详图，编制钢筋放样加工单，经复核后转入制作工序;以放样单的规格、型号选取原材料，依据有关规范的规定进行加工制作;成品、半成品经质检员及时检查验收;合格品转入成品区，分类堆放、挂牌标识。

钢筋出厂前，依据放样单逐项清点，确认无误后以施工仓位安排分批提取，用12t平板车运抵现场，由具备相应技能的操作人员现场安装。现场操作人员按钢筋配料单校对钢筋编号、数量、规格及尺寸，作好安装准备工作。

钢筋的安装按规范和施工图纸的要求执行。绑扎时根据设计图纸，测放出中线、高程等控制点，根据控制点，对照设计图纸，定出纵向和水平钢筋的位置;按照放线结果，选择合适的几组钢筋作为样架钢筋;样架筋绑扎好并校对无误后加固，样架应满足所有钢筋绑扎后不变形和稳定性的要求。样架核对无误后，铺设分布钢筋。采用人工绑扎的钢筋，绑扎时使用扎丝梅花形间隔扎结。钢筋保护层调整好后垫设预制混凝土块，并用电焊加固骨架确保牢固。

钢筋接头采用绑扎连接，搭接长度不小于40d。钢筋直径大于或等于φ25mm时，可采用电焊焊接，单面焊接长度不小于10d。

2.3.4 排架搭设

排架采用φ48mm钢管搭设。压力管道首端渐变段混凝土衬砌厚度最大达2.5m，经承重排架计算立杆间排距采取0.5m，横杆布距1.2m，同时设置剪刀撑。排架搭设施工技术要求如下:①立杆的垂直偏差按架高的1/400控制，全高偏差不大于10cm，横杆与立杆采用十字卡连接，剪刀撑使用万向卡连接;②排架使用的钢管不能弯折，扣件必须完好，否则不能使用;③为增强侧向稳定，排架需设置剪刀撑，剪刀撑的斜杆除两端用万向扣件与立杆或横杆扣紧外，在其中间应增加连接点，连接点的距离小于3m;④排架立柱底部通长布置木条，防止对新浇筑底板的伤害。

2.3.5 止水施工

在渐变段首端结构缝的底板及边顶拱环形布置一道651型橡胶止水。橡胶止水带由厂家按设计要求提供定型产品，每一批止水带应有分析检测报告。止水材料按照厂商推荐的方法运送、贮存、搬运和保护。橡胶止水带必须在物资仓库内存放，以防止雨雪浸淋，并不得与酸、碱和油脂类物质接触。止水带施工时，应根据结构缝尺寸尽量减少接头，并采用特种粘结胶，粘结时搭接长度不小于20cm。首先，用刀片将止水带凸出的部分割掉，将待粘结的两块橡胶带的母体搓出新鲜面，清除干净后均匀涂抹胶液，风干后将两块止水带进行粘结，然后再用橡胶锤捶打，使粘结部位尽可能全面接触，最大程度减少空隙;最后用专用夹具将搭接部位夹紧，待胶凝结固化后取开夹具。

止水带固定利用两层钢模板或木板将中间挤死，模板外侧用钢管围檩固定，浇筑混凝土仓内止水用8#铅丝每1m一个铅丝勾与模板固定，以确保混凝土浇筑时止水带不发生扭曲。为保证止水带垂直插入混凝土中，混凝土浇筑时派专人看护，发现止水带扭曲时及时调整。浇筑止水片附近混凝土时辅人工振捣密实，并随时清除止水片周围混凝土料中的大粒径骨料。

2.3.6 模板施工

渐变段混凝土底模及顶拱模板弧形段，采用定制木模板进行现场拼接施工。底模、侧模及顶模直线段采用组合钢模板配合木模板施工，端头封堵模板采用木模制作，现场拼接施工。

渐变段衬砌段面腰线以下弧形采用木桁架型式施工，腰线以上外弧形采用定制木肋板型式施工。弧形段在木桁架或木肋板外部满铺单层木条，为保证混凝土浇筑外观质量，需在木条外侧紧贴混凝土浇筑边线满铺PVC板或宝丽板。定制木模采用φ48mm钢管围檩+φ12mm的拉条固定，模板之间的不规则处用木板或砂浆补缝。木桁架及木肋板加工见图1所示。

图1 木桁架和肋板加工示意

模板支撑(固定)方式。弧形段模板除采用脚手架钢管固定外，还需采用拉条+预制标准扣件与脚手架钢管可靠连接。对于辅助架设泵管的施工排架，必须借助系统模板加固，以免混凝土浇筑时造成对模板底口支撑移位。

模板安装时。根据测量放样点，先期安装底模，后安装侧模及顶模。模板就位后，先进行初调，并在先期钢筋绑扎时用拉条按施工图纸测量放样定位，确保模板安装的平整度及混凝土结构表面的偏差。混凝土结构表面的偏差控制在允许范围内。

顶拱模板在安装过程中，环向每隔3m预留3个40cm×40cm的泵管浇筑孔及振捣孔，待混凝土浇筑完毕后采用之前预制的木模封堵。

模板施工需根据设计结构调校，严格控制施工偏差。为保证混凝土外观质量，立模前模板表面先用角磨机除锈，并在模板表面涂刷脱模剂，脱模剂采用色拉油。严禁采用废机油。立模时，每块模板四周拼缝及模板与先浇块混凝土面接缝处必须采用双面贴堵缝，钢模与木模拼接缝以及与基岩面接缝处采用原子灰(灰色油漆和石膏粉调制)抹平，拆模后用铲子拆除或角磨机轻轻磨除，确保混凝土浇筑时不漏浆，从而保证混凝土表面光洁平整。

在混凝土浇筑前，在顶拱模板上标记出绑扎钢筋时预留的回填灌浆孔位置，待混凝土浇筑后拆除模板时，将此标记的位置转移至新浇筑的混凝土上。

2.3.7 混凝土浇筑

混凝土在拌和系统集中拌制，由搅拌车运至泵机卸料斗内，边墙混凝土泵机直接送入仓中溜筒内，再下料至浇筑部位。顶拱混凝土先接泵管至左右侧预留浇筑孔及振捣孔，待孔内混凝土溢出时将泵管转至顶部中心预留浇筑孔及振捣孔，同时采用提前预制的木板封堵左右侧浇筑孔。

混凝土入仓前，使用清水将仓面湿润，并均匀摊铺砂浆，但仓面不能有积水。混凝土浇筑采用分台阶进行施工，分层厚度约30cm，下层混凝土超前上层混凝土50cm～100cm。

混凝土入仓后，采用φ80mm、φ50mm振捣器振捣，局部辅以人工振捣，送入仓内的混凝土应及时平仓，不得堆积。仓内若有粗骨料分离堆叠时，应均匀地分布于砂浆较多处，不得用水泥砂浆覆盖，以免造成内部蜂窝。

振捣器平仓时应将振捣器斜插入混凝土料堆下部，使混凝土向操作者位置移动，然后一次一次地插向料堆上部，直至把混凝土摊平到规定的厚度为止。经过振动摊平的混凝土表面可能已经泛出砂浆，但内部尚未完全捣实，切不可将平仓和振捣合二为一。振捣过程中，保持振捣头垂直，并插入下层混凝土的厚度不少于5cm。

为防止浇筑过程中模板变形，应适当控制混凝土浇筑速度，模板两侧混凝土下料要均匀，防止一侧下料过多造成模板受挤压变形;振捣器距模板的垂直距离，不应小于振捣器有效半径的1/2，并不得触动钢筋及预埋件。为保证混凝土的密实性和外表面平滑，减少表面水汽泡，应在一次振捣后30min～45min对模板周边进行二次振捣。二次振捣时间不宜太长，以免超振，一般控制在10s～15s之内，二次振捣时间应根据具体情况来确定。

2.3.8 养护

侧面模板应在混凝土强度达到75%以上，承重顶模拆模强度达到100%后，方可进行拆除。为保证混凝土先浇块与后浇块之间的连接紧密，对水平施工缝面采用高压水枪冲毛或人工凿毛处理。在混凝土浇筑后12h～18h内，对混凝土表面洒水养护，并拆除堵头模板;脱膜后对混凝土采用自流水养护，保持混凝土的湿润状态，其养护时间不小于28d。

3 施工注意事项

3.1 检查原材料的准备工作及混凝土生产、浇筑等设备或机具的完好情况，确保混凝土连续浇筑要求，以免中途停仓造成混凝土冷缝等质量问题。

3.2 木桁架、木肋板加工时，必须严格按照设计结构尺寸加工，并预留外侧木条和宝丽板厚度，每块木桁架、木肋板必须统一编号，安装时严格按照模板编号进行安装、固定。

3.3 混凝土浇筑时，要特别注意橡胶止水、接地等预埋件部位的振捣施工，以免造成预埋件损坏和移位。

4 结语

本方案适用于引水隧洞、压力管道以及尾水洞等渐变段混凝土结构施工。通过采用钢、木模板结合，特别是木桁架和木肋板等定型模板的方式，能保证渐变段混凝土衬砌的结构尺寸。撒多水电站压力管道首端渐变段混凝土衬砌，取得了较好的成型效果，为其他类似工程的渐变段混凝施工提供了宝贵的施工经验。