刍议常态混凝土双曲拱坝施工的关键技术

师芳娟

（中国水利水电第四工程局有限公司，青海 西宁 810000）

水利工程是集设计、施工、管理于一身的复杂性系统工程，对双曲拱坝施工过程中混凝土建设质量的重视也呈现与日俱增的趋势。从我国的水利工程实践来看，由于技术不成熟、材料不合格可能会造成堤坝主体混凝土工程结构出现裂缝等问题，这些问题既影响了结构的美观，也影响了施工安全。随着水利工程建设量和建设速度的日益提高，对施工单位来说既是机遇也是挑战。这就要求施工单位要制订合理的施工方案，运用先进的施工技术，充分做好混凝土质量控制，确保施工目标的最终实现。

1 常态混凝土双曲拱坝施工过程中容易出现的问题

1.1 施工质量不过关

施工质量不过关的直观表现为坝体裂缝问题。出现坝体裂缝的主要原因既有钢筋、混凝土等施工物资的质量问题，也有施工技术操作不规范的问题。例如，在施工物资材料商，个别施工单位为减少开支，违规压缩基础物资支出，偷工减料，将不合格的施工材料用在了坝体建设上。另一方面，施工方没有配备合理的人、财、物配比，操作人员对技术规程掌握不熟练，最终导致坝体裂缝、钢筋腐蚀、表层出现脱落甚至坍塌。

1.2 安全管理不到位

在双曲拱坝施工实践中，个别施工单位的安全管理意识不强。虽然施工单位制定了安全工作制度，但这些制度存在照搬照抄现象，没能结合水利水电工程的实际情况，对施工人员的保护措施不完备。安全制度存在纸面一套，实际一套的问题，影响施工安全，容易酿成不可挽回的悲剧。

1.3 工程进度管理容易顾此失彼

在质量、造价、工期三重标准的限制下，对堤坝工程的工程进度往往要求比较高，工期紧张的情况下，难免会影响施工质量。另一方面，由于需要加强对施工成本的控制，当施工造价控制比较严格时，难免会牺牲材料质量从而引起施工质量安全隐患。如果处理不好质量、工期、成本三者的关系，就容易出现顾此失彼。

2 工程概况

以非洲埃塞俄比亚TEKEZE 双曲拱坝工程建设为例，TEKEZE 是埃塞俄比亚国家重点水利枢纽工程，被誉为埃塞俄比亚的“三峡工程”。TEKEZE 作为尼罗河的支流，为狭窄河谷，两岸山坡陡峭，其设计主要是由美方完成。挡水建筑物为高188m 的双曲拱坝，主体工程是混凝土工程，坝顶轴线长450m，厚高比0.15，混凝土施工用量超1000000m3。

3 混凝土垂直入仓关键技术

经过对当地技术经济的充分论证后，施工组决定采用辐射式跨河缆机吊运浇筑法来对大坝混凝土进行浇筑，缆机一侧平行移动，另一侧锚固。同时，缆机还承担着坝体金属结构的安装和相关作业任务。洞坪工程安排长约350m，负载为的20T 缆机一辆，控制系统为德国PLC 系统，最大化确保缆机作业的灵活度和可操作性性，使混凝土浇筑强度要求达到预定的60m3/h 目标。由于缆机运行速度快、效率高，在狭窄河谷且两岸山坡陡峭的狭窄地带，充分解决了不便安装门塔机的难题，缆机最大跨度为1000m，可以满足工程需要的跨度。

4 DOKA 悬臂大模板技术应用

TEKEZE 双曲拱坝坝体上下游面及横缝处选用了技术比较成熟且工艺先进的，由面板系统、支撑系统、锚固系统及辅助材料组成的DOKA 刚面标准化模板。本工程浇筑层高3m，DOKA 刚面标准化模板采用2. 1X 3. 3m 型号，在混凝土结构局部范围内以折代曲，在水平和竖直方向的偏差阈值皆符合水工混凝土质量标准。DOKA 模板具有360 度灵活调节优势，可依据特殊需要进行前后、左右、上下等各个方向的任意组合，在悬臂保持固定的状态下按要求调节面板，在作业时对混凝土外观结构控制的稳定性较好，立模速度较快，操作方式简单易懂，安全便捷，克服了以往模板调节困难的缺点，可以反复使用，有效提升了混凝土外表的美观程度和良好的外观质量。

5 泄洪孔悬臂牛腿模板

拱坝中悬挑的混凝土牛腿一般位于河床核心区域，是施工难点所在，对安全性要求较高，且占用的工期最长，为整个工程的主体工程。TEKEZE 拱坝在坝体中间部位设计4 个泄洪深孔，闸墩上游坡度设计为1∶1.19，下游为1∶2.05，伸出坝体长度最大值为32m，下部距坝体基础高差值为80m。在国内，一般上游坡度比1∶1，下游坡比1∶1.5，而TEKEZE 拱坝下游1∶2.05 的坡度已经超出国内多数大坝的设计阈值。依据结构特殊性，参考以往工程施工的成功经验，利用悬臂内拉式整体钢模板预先在砼浇筑层内预埋钢管柱，拉筋将牛腿模板拉筋进行内拉。模板外端加设外析架结构，并作为作业操作人员的操作平台，有效提高了施工安全性。结合砼性能，满足了3d 拆模要求，通过模板整体安装和整体拆除，使施工工效果和施工进度良好实现。

6 球面键槽接缝灌浆系统

为避免拱坝裂缝问题，配备合理的人、财、物配比，常态混凝土拱坝一般都采用分块浇筑工艺，待各坝块冷却至规定灌浆温度后再对缝面予以接缝灌浆，使大坝成为一个整体。为提升坝体的系统性，加强各坝块相互之间的咬合力，缝面都设有键槽。本工程中运用了球形键槽技术，确保球形键槽各个面的均匀性，避免了尖菱角的存在，有效提升了灌浆浆液的扩散性并使缝面保持畅通。进浆和排气环节中，在相应灌区上下方位均涉及进浆槽与排气槽，然后布置接缝灌浆系统。槽面出浆装置的结构图见图1。

键槽一般利用钢板压制而成，将螺栓满布连接于平面模板上，便形成特质键槽模板。球形键槽模板立模拆模与以往普通模板立模拆模没有显著区别，拆卸过程中比较灵活易拆，使立模拆模的难度下降，易于施工人员掌握。在本工程实践中，球面键槽不仅技术成熟、先进，而且使收缩缝得到充分舒张，满足了规定的应力要求，对于在紧张工期下快速施工具有促进作用。

7 混凝土浇筑工艺

结合仓面大小及复杂性，TEKEZE 大坝采用两种混凝土浇筑方式，一种是台阶浇筑，一种是平铺浇筑，按照多点下料、先低后高的原则完成混凝土入仓。混凝土随浇随平，及时振捣，确保混凝土浇筑的密实度。下料高度不高于20m 以内，采用保温被覆盖措施对混凝土接头和条带进行保温。浇筑过程中，应注意处理好混凝土平仓振捣，将卸入仓内成堆的混凝土按均匀厚度摊平，避免离析、泌水、漏振，避免形成空洞或蜂窝。控制要点在于增大仓面面积，借助平仓机、振捣机、振捣器实现充分平仓，TEKEZE 拱坝浇筑层厚3m，对于接近模板及钢筋密集处，在止水、止浆片周围区域等狭小地带采用人工送料填满方式进行作业。

8 结语

以TEKEZE 拱坝工程为例，对常态混凝土双曲拱坝施工的混凝土垂直入仓关键技术、DOKA 悬臂大模板技术应用、泄洪孔悬臂牛腿模板、球面键槽接缝灌浆系统、混凝土浇筑工艺等关键技术进行论述，通过采用这些技术方案，实现了工程质量目标和安全目标。为了最大化提升常态混凝土双曲拱坝施工质量，除了采取必要的技术措施外，我国相关职能部门要根据水利工程建设的客观实际情况，对水利施工建设过程中的各项法律制度和相关施工标准进行修改和完善，加大对偷工减料、违规施工及重大安全事故的问责，真正做到严控标准、强化监管、规范监督，确保堤坝主体结构稳定、可靠。