碾压混凝土坝廊道层快速施工技术

何建军，潘 伟，刘朝建，蔡 畅

(1.华电西藏能源有限公司大古水电分公司，西藏 山南 856000；2.水电九局西藏建设工程有限公司，西藏 拉萨 850000)

西藏DG水电站位于西藏自治区山南地区雅鲁藏布江干流藏木峡谷河段之上，是雅鲁藏布江中游水电规划沃卡河口～朗县县城河段8级开发方案中的第2级。DG水电站为二等大(2)型工程，开发任务以发电为主，水库正常蓄水位3 447.00 m，相应库容0.552 8亿m3，电站坝址控制流域面积15.74万km2。电站装机容量为660 MW，多年平均发电量32.045亿kW·h，保证出力(P=5%)173.43 MW。电站枢纽建筑物由挡水建筑物、泄洪消能建筑物、引水发电系统及升压站等组成，拦河坝为碾压混凝土重力坝，坝顶高程3 451.00 m，最大坝高117.0 m，坝顶长385.0 m。

本工程设计共两层廊道分别布置在3 343.0、3 363.0 m高程，按照功能分为排水交通廊道和帷幕灌浆排水廊道两种形式，总长度为1 560 m。其中底层基础廊道呈“田”字型布置于3 343.0、3 347.0 m高程，沿着上下游和左右岸边坡爬升，左岸侧廊道布置到3 396.0 m高程，右岸侧布置到3 375.0 m高程。

1 廊道层施工特点

1)施工作业面限制。基础廊道将仓面分隔为不同大小的区域，共分为10个分区，施工作业面操作空间被缩小，最小仓面为上游防渗区宽度为9.7 m，长度为16 m。仓面太狭窄碾压混凝土施工机械设备较多，无法进行碾压混凝土浇筑。

2)碾压混凝土入仓困难。本工程3 398.0 m高程以下碾压混凝土均采用自卸车直接入仓的方式，因此在3 343.0 m廊道层的碾压混凝土施工中需要跨越下游较多分区，且入仓方式需要解决如何跨越下游帷幕灌浆、排水廊道的问题。

2 施工优化措施

基础廊道将混凝土仓面划分为不同大小的分区，碾压混凝土入仓受到限制。如果按照其他类似工程常规做法：在廊道外侧布置挖机将混凝土转运至仓内自卸车，然后通过自卸车将混凝土转运至仓内浇筑部位进行施工；对各分区施工区域提前浇筑入仓道路的方式。

由于本工程位于青藏高原气候区，基本特性为气温低、大气干燥、太阳辐射异常强烈，而碾压混凝土为干硬性混凝土，在大风、干燥、蒸发量大的气候条件中混凝土表面失水过快。第一种常规施工做法中入仓强度太低，无法保证施工质量，对混凝土层间结合不利；第二种施工做法中碾压混凝土开仓前准备工作耗费时间长，且入仓道路修建完成后仓内操作空间再次被缩小，碾压混凝土施工难度加大；以上两种常规施工做法都无法实现廊道层混凝土快速施工。

为保证混凝土浇筑质量，根据本工程廊道布置特点及现场实际情况，大坝廊道层混凝土需要从施工工艺、施工顺序、施工工序方面进行优化调整。以确保混凝土层间结合质量，充分发挥碾压混凝土快速、高强度、机械化施工的优点。

1)施工方式优化。坝体内廊道施工局部转角处无法使用预制廊道部位进行现场浇筑外，对廊道区域优先采用提前浇筑底板+安装预制廊道的方式进行施工；碾压混凝土仓面入仓难、施工慢，采取在廊道部位设置预制叠梁的方式；

2)施工组织优化。廊道分隔区域无法浇筑碾压混凝土的区块调整为常态混凝土提前进行施工，合理组织施工，缩短各区块施工前后间隔时间；

3)施工工艺优化。爬坡廊道部分可与坝体混凝土一起浇筑区域采用悬空安装的方式。

2.1 预制廊道施工

本工程的帷幕灌浆廊道净尺寸为3 m×4 m，共866块；排水交通廊道净尺寸为2.5 m×3.5 m，共694块，采用定型钢模板在预制场集中制作。如采用现浇的方式，施工过程中模板制作、钢筋安装等耗费时间长，且浇筑完成后模板拆除作业困难。对坝体混凝土施工进度影响较大，为加快廊道施工进度，降低对坝体混凝土施工的影响采用提前浇筑底板+安装预制廊道的方式进行施工。

廊道预制场布置于该水电站项目下游永久交通桥左岸桥头，占地面积为3 000 m2。廊道预制设置独立防雨加工棚，加工棚周边为封闭式钢结构，为便于廊道预制施工，加工棚内布置一台龙门吊，最大起重量分别为10 t，主要用于定型钢模板吊装、混凝土吊运及半成品转运。

预制廊道应预埋φ50 mm钢管作为吊装孔，钢管埋设长度为廊道边墙厚度。钢管采用点焊固定在钢筋上，具体埋设位置详见图1。预埋钢管采用海绵封堵管口防止混凝土进入，浇筑完成后，拆除海绵洒水进行保湿养护。为保证预制廊道安装后与坝体混凝土良好结合，在拆模后对外表面进行人工凿毛，现场浇筑至廊道底部之前对预制完成廊道进行编号并整齐堆放至预制场。碾压混凝土浇筑时，在廊道两侧1.2 m区域内浇筑与坝体同强度等级的变态混凝土。

图1 预制廊道内预埋钢管布置图

2.2 合理的分区浇筑

爬坡廊道底板施工干扰大，廊道纵横向交叉布置，不利于混凝土通仓浇筑。在坝体混凝土浇筑前应将爬坡廊道和水平廊道底板混凝土浇筑完成且将廊道安装完成。大坝上游面及大坝下游面均布置有爬坡廊道，由于受到廊道布置影响，大坝整体仓面被廊道分隔为不同大小的区块。为加快施工进度根据工程特点将廊道分隔区域无法浇筑碾压混凝土的区块调整为常态混凝土。

根据图2混凝土浇筑顺序为1-1→1-2→1-3→1-4→1-5→2-1→2-2→2-3→2-4→3-1。在碾压混凝土仓面准备期间将上游防渗区常态混凝土施工完成。上游侧帷幕灌浆廊道净尺寸3 m×4 m(宽×高)，长臂挖机无法直接将混凝土料转运至仓内，在廊道外侧采用石渣回填形成5 m×5 m×2.5 m(长×宽×高)的长臂挖机操作平台。在平台底部放置用钢板焊制的集料斗，施工中自卸车将混凝土料卸在集料斗内再由长臂挖机转运至仓面内。

图2 廊道层混凝土浇筑顺序示意图

图3 跨廊道入仓现场图(照片)

廊道层最大仓面61 m×37 m(长×宽)，可采取碾压混凝土进行浇筑。上游防渗区浇筑完成后利用下游侧廊道底板浇筑和廊道安装时间完成廊道中部碾压混凝土仓面准备工作。但需要解决自卸车入仓如何跨越下游的帷幕灌浆、排水廊道。在施工过程中采取预留入仓口的方式将各主要区块连通，使碾压混凝土浇筑部位均可采用自卸汽车直接入仓。在预制廊道施工过程中预留出四榀(4 m)后期进行安装，预留宽度满足单台自卸车通行要求。廊道上下游侧采用预制叠梁进行封闭，上方放置过车盖板。预制叠梁中部设有两个预留孔，靠仓面侧预制叠梁跟随仓内混凝土浇筑高度逐层升高，在叠梁逐渐上升过程中将上下层预制叠梁进行连接。仓外采用2 m×0.5 m×0.5 m(长×宽×高)的条形预制块+斜向钢结构桁架铺设形成通道。

图4 跨廊道入仓口预制叠梁示意图

图5 跨廊道入仓口过车盖板示意图

廊道层中部碾压混凝土施工完成后，在廊道下游侧可垫渣至浇筑完成面形成施工通道，进行廊道四周无法进行碾压混凝土施工分区部位作业。在廊道中部碾压混凝土浇筑完成时间少于3 d且强度小于70% 为防止行车区域混凝土因强度未达到而破坏在施工道路区域满铺2 cm厚钢板。将廊道四周分区仓面面积较小施工部位碾压混凝土调整为常态混凝土，采用混凝土运输车通过廊道层中部混凝土浇筑完成面进行浇筑。

2.3 爬坡廊道施工

大坝上下游均布置有爬坡廊道沿左右岸边坡向3 396.0 m延伸，爬坡廊道坡度为1∶1.3～1∶2，坡度较缓且距离基岩面宽度较大。若在碾压混凝土施工前提前浇筑爬坡廊道底板，两侧需采用球形键槽模板设置1∶0.5斜坡，浇筑完成后混凝土表面及侧面均采用人工凿毛。碾压混凝土开仓前在临边两侧设置单层限裂钢筋网，碾压砼浇筑时，在爬坡廊道底板两侧1.2 m区域内浇筑与坝体同强度等级的变态砼。爬坡廊道底板提前浇筑完成后导致廊道距离上、下游坝面或坝体分缝区域需采用长臂挖掘机配合入仓浇筑机拌变态混凝土，该施工方法存在备仓、浇筑耗费时间长，施工缝面处理工序繁琐，且施工缝布置的限裂钢筋网对碾压混凝土平仓、碾压造成限制，导致变态混凝土方量增加，降低碾压混凝土施工速度。

为加快施工进度，减少碾压混凝土施工中的影响因素，根据现场实际情况将爬坡廊道底板混凝土施工措施进行优化。按照设计坡比、高程采用型钢将预制廊道悬空安装，廊道底板与坝体碾压混凝土一起进行施工，减少备仓时间及提前浇筑产生缝面处理工序，且避免了对碾压混凝土的施工干扰。钢支撑主要采用I16工字钢，廊道底部采用I20工字钢做横梁，支撑中间采用I16工字钢做斜向支撑，保证钢结构支撑牢固稳定。预制廊道悬空安装的方式具体详见图6。

图6 爬坡廊道悬空安装钢支撑示意图

3 施工注意事项

1)由于本地区昼夜温差大，为防止预制廊道或坝体混凝土浇筑完成后在养护期间出现不均匀收缩，对浇筑完成混凝土白天高温时间段采取麻袋覆盖并用水管进行喷淋洒水保湿养护，保证混凝土表面的湿润度；夜间温度低采取覆盖保温被保温养护。

2)当现场浇筑完成至廊道底部时，用25 t吊车将廊道成品转运至施工现场进行拼装。吊装过程中安排专业信号工指挥吊运，应平稳缓慢下降，吊运时钢丝与廊道之间应用木板隔开，避免直接接触而损坏廊道结构外侧形状及外观，且应防止廊道吊运过程中碰撞其他坚硬物。

3)廊道安装采用起重机械(25 t汽车吊、50 t履带吊)吊运，人工配合校正安装。安装前一定要检查起重机具的工作性能、起吊工具(钢丝绳、卡扣)的完好性，确认安全无误后方可开始吊装作业。吊装作业过程中必须配备专业信号指挥人员进行指挥作业，起吊、下降不得出现磕碰预埋件的情况。对吊装作业范围进行警示维护，严禁无关人员在起重机械周围随意走动。

4)预制廊道安装前应对廊道安装位置采用砂浆找平，找平精度必须达到测量放线规定。有条件的部位也可在廊道底部埋设∠50×50×5的角钢以固定廊道底部。

5)廊道安装完成加固前必须对廊道进行微调对齐，无误后方可加固。廊道加固方式采用内撑、外拉的方式，外拉主要利用吊装预留孔，在管道外侧采用I16工字钢做横楞，采用φ14 mm的钢筋进行反拉加固。内部采用调节撑杆加固，调节撑杆及拉筋间距均为1 m。另外在廊道底板排水沟两侧部位采用30 cm×20 cm的枕木支撑廊道边墙底部，间距0.5 m，以确保廊道在浇筑过程中不发生变形。对于悬空廊道，需在廊道两侧底部增设反拉的φ16 mm钢筋。

6)在廊道部位浇筑时，需专门配置人员对廊道进行观测，当廊道发生变形、位移或出现裂纹时，应暂停混凝土入仓，将变形廊道进行调整，待调整完成且加固好保证廊道不再出现变形后继续进行混凝土浇筑。对于悬空廊道需在廊道两侧对称均匀下料，保证两侧面混凝土高差不得大于50 cm。

4 分析对比

廊道层施工中将廊道分隔区域合理规划施工顺序、对部分施工区域混凝土进行调整、将碾压混凝土跨廊道入仓方式和爬坡廊道安装方式进行优化。相比类似工程混凝土入仓采用挖机转运或提前浇筑入仓道路的方式有以下优点：

1)混凝土仓面浇筑顺序灵活调整，充分利用碾压仓面备仓时间进行小仓面浇筑，缩短各区块施工前后间隔时间；

2)碾压混凝土仓面面积利用率最大化，减少对施工机械设备的影响，充分发挥碾压混凝土快速、高强度、机械化施工的特点，保证混凝土层间结合质量。

5 结 语

本工程将小仓面混凝土进行调整、对施工先后顺序合理规划、将碾压混凝土跨廊道入仓方式和爬坡廊道安装方式进行优化调整，减小了碾压混凝土坝在廊道层常规做法的工期影响，加快施工进度完成廊道层混凝土施工。