面板堆石坝面板施工重点难点分析——以磐安县市岭下水库为例

陈欣荣，王 强，吴鑫鑫，王军强

（1.磐安县农业农村局，浙江 磐安 322300；2.浙江广川工程咨询有限公司，浙江 杭州 310020；3.水利部农村电气化研究所，浙江，杭州 310012）

1 工程概况

市岭下水库工程位于浙江省磐安县尚湖镇市岭下村上游，距尚湖镇约3.5 km，工程主要任务以供水为主，结合灌溉、防洪等综合利用，为小（1）型水库。工程等别为IV等，主要建筑物拦河坝为4级，临时性建筑物为5级；正常蓄水位为572.0 m，相 应 库 容316.4万m3，校 核 洪 水 位574.31 m，相应总库容376.0万m3。

工程枢纽建筑物主要由拦河坝、溢洪道、导流放水隧洞等组成。

拦河坝为混凝土面板堆石坝，面板采用C25W8F100钢筋混凝土，板厚40 cm；坝顶高程为575.0 m，坝基趾板底部高程为530.0 m，最大坝高为45.0 m。坝顶宽度为6.3 m，长度为128 m，上游坝坡为1∶1.3，下游坝坡为1∶1.3。

C25W8F100面板混凝土工程量约2 152 m3，面板厚度40 cm；设计共分为15块，其中在大坝左侧6 m宽6块，中间12 m宽5块，右侧6 m宽4块，最长块面板长度68.99 m，最短块面板长度3.47 m；挤压边墙表面喷涂一层乳化沥青。

水泥采用C42.5及以上普通硅酸盐水泥。混凝土细骨料应质地坚硬、清洁、级配良好。天然砂的细度模数在2.2～3.0范围内，含泥量≤3%。碎石选用质地新鲜、坚硬的块石轧制，含泥量≤1%，超径＜5%，逊径＜10%，表观密度≥25 kN/m3；掺用0.8～1.2 kg/m3聚丙烯腈纤维防裂、引气剂、高效减水剂，含气量控制在4～6%；其他外加剂和掺合料通过试验确定。

2 面板施工重点难点分析

2.1 施工重点难点

（1）混凝土面板裂缝是通病，有句行话叫“十板九裂”。

（2）混凝土面板施工周期较长，长达5～6个月，温控及保温措施实施难度大。

（3）涉及工种较多，管理难度大。施工涉及木工、钢筋工、电焊工、吊装工、振捣工等。

（4）混凝土面板为高处临空面施工，安全管理压力较大。

2.2 施工工艺流程要点

2.2.1 坝面处理

首先对挤压边墙固护坝面平整度测量检查，布置方格网进行测量与放样，外边线与设计边线偏差必须符合设计要求；表面喷涂一层乳化沥青。

2.2.2 止水铜片制安施工

止水铜片采用卷材，在作业面附近施工平台上采用止水铜片成型机连续压制整体成型，鼻子空腔内按设计要求填塞橡胶棒和泡沫板。为防止泥浆或砂浆进入止水铜片鼻腔内，止水铜片端部和底部采用塑料粘胶带进行密封；止水铜片的焊接采用对接加覆板的焊接工艺。经监理工程师检验合格后，人工运至施工部位。

无轨滑模就位前，将止水铜片外露侧嵌设在侧模中，使止水铜片中线与缝面重合；偏差满足设计要求，专人负责维护、调整。

2.2.3 侧模和底部止水制安

底部止水：面板分缝根据设计要求的桩号，由测量放样定出面板分缝位置及高程，对缝底面按设计要求处理，保证面板垂直缝底部平整和整条垂直缝的顺直，满足设计要求的面板尺寸。

侧模安装步骤：缝底面按设计要求处理后，涂刷热沥青，铺设500×6型PVC垫片，与下层热沥青粘紧贴平，再把W1型止水铜片紧贴在上面。在底部W1型止水铜片安装、校正后，进行侧模安装。侧模又是滑模的轨道，必须有足够的强度和稳定性。侧模采用方木两根叠起来，用蚂蟥钉联接牢固，侧模顶面光滑，以减少滑模滑动时的摩擦阻力；外侧采用支架加固，内侧用钢筋支撑牢。

2.2.4 面板钢筋制安

侧模安装前，面板钢筋在现场制作，然后开始进行钢筋网的安装。按设计要求尺寸绑扎钢筋，采用现场搭接焊方法，钢筋接头满足规范要求，同一断面接头数量不超过1/3。钢筋由钢筋台车将钢筋送至坡面（钢筋台车用卷扬机牵引），然后用人工自下往上安装。

2.2.5 滑模板牵引机具

滑模板采用箱型式板钢结构，在模板上侧设有工作平台，模板尾部设有抹面平台，规格为195 m×80 m×1 320 cm，自重约为5.5 t，加上滑模上人及其他荷载，即G=5 500/102+7.5=61.4 kN。

（1）滑模力的计算

G×cosα=61.4×cos 37.568°=48.67 kN≥P=4×12=48 kN。

式中，P为新混凝土对斜坡面上滑模的浮托力，当模板倾角小于45°时，取3～5 kN/m2。

浮托力为1.95×12×3.5×sin 37.568°×102=5.09 t，自重为5.5 t的滑模板达到要求，必要时可以在滑模板上再加上配重。

滑模牵引力的大小与滑模自重，刮板与新浇混凝土的粘结力有关，计算如下：

T=［τA+Gsinα+fGcosα］×K=［2×12+61.4×sin 37.568°+0.5×61.4×cos 37.568°］×1.5=128.65 kN。

式中，T为滑模牵引力（kN）；G为滑模自重加配重（kN）；τ为刮板与新浇混凝土之间的粘结力，取2 kN/m2；f为钢模体与混凝土的磨擦系数，取0.5；α为坡面与水平面夹角，取37.568°；A为滑板与新浇混凝土接触的表面积12 m2；K为安全系数，取1.5。

（2）卷扬机底座固定压重计算

滑模牵引设备选用2台5 t的卷扬机，每台卷扬机附加1套滑动轮和2股直径为19.5 mm、长150 m的钢丝绳来牵引滑模。2台卷扬机及其配套设施产生的牵引力为：T′=5×10×2×2=200 kN＞T，能满足牵引的要求。卷扬机之间的宽度根据面板宽度而定。卷扬机底座为钢结构并采用地锚方式进行固定，用配重混凝土预制块压于其上，配重为1.0 m×0.9 m×1.8 m的混凝土预制块（单块重3.86 t及37.8 kN）。根据计算，每台卷扬机压重块为4块（Q1=151.2 kN），每套滑模8块。

卷扬机仅受水平拉力作用，为防止绕A点倾覆，需满足：Q1≥K（Sh-Ga）/b。

卷扬机仅受水平拉力作用，为防止水平滑动，需满足：Q1μ1+Gμ2≥S。

式中：Q1为卷扬机后压重力；K为安全系数，取K=1.5；S为钢丝绳的水平拉力，取S=128.65 kN；G为卷扬机自重力，取G=8 kN；μ1为重物与土的摩擦系数，取μ1=0.5；μ2为卷扬机与土的摩擦系数，取μ2=0.5；h为A点与水平拉力作用线的距离，取h=0.45 m；a为A点到卷扬机重心线的距离，取a=1.5 m；b为A点到压重物重心线的距离，取b=2.5 m。

由抗倾覆需要的压重力计算得：Q1=1.5×（128.65×cos 37.568°×0.45-8×1.5）/2.5=20.33 kN。

由水平滑动需要的压重力计算得：Q1=（128.65×cos37.568°-8×0.5）/0.5=195.9 kN。

卷扬机拉动滑模受滑模牵引力的反向作用力，大小与牵引力相等，方向相反。对该力进行正交分解，得出压重块总质量：即每台卷扬机压重块质量必须大于97.95 kN（单台卷扬机Q1=151.2 kN，大于97.95 kN），预制混凝土块才能满足压重要求。

2.2.6 溜槽布置

滑动模板到位以后，即可放“U”型溜槽，溜槽采用1.5 mm厚铁板，2 m一节，用环套方式。溜槽放在浇筑块的钢筋网上，上口用铁丝绑扎，中间每5 m用10号铅丝把溜槽与钢筋网绑扎，12 m宽面板布置2条溜槽。

2.2.7 混凝土拌和

混凝土由右坝头拌和站供给，拌和机采用JZM750型混凝土搅拌机1台；另在上坝公路外侧配备搅拌机1台PCD800型拌和机JS750备用。混凝土的配料、拌和严格按水工混凝土施工规程执行，特别是外加剂的计量要准确，配制符合试验配合比要求，每班由专人负责。由于掺用多种外加剂，混凝土拌和时间按强制式不小于90 s、自落式不小于180 s控制。

2.2.8 混凝土运输

出机混凝土由农用运输车3辆经上坝公路运至坝顶，卸入集料箱，由集料箱倒入“U”型溜槽入仓（人工辅助），人工平仓。

2.2.9 混凝土浇筑和养护

严格掌握分层浇筑程序，每层浇筑厚度为25～30 cm，特别注意开仓块底部容易产生混凝土分离，石子成堆，施工时必须加以防范和处理。

（1）仓面振捣器采用直径不大于70 mm的插入式振捣器，振捣器不宜平行于坝坡插入浇筑层，而应沿滑模前缘垂直；不能插入滑模内，以免滑模受混凝土流态浮托力抬升。

（2）插入深度达到下层混凝土的底部5 cm，振捣间距为作用头子的1.25倍。止水铜片附近要仔细振捣，保证止水铜片周围混凝土密实。

（3）振捣时间为25 s左右，目视混凝土不显著下沉，不出现气泡，并开始泛浆为准。

（4）模板滑升前，须清除模板前沿超填的混凝土，以减轻滑升阻力；滑升时两端提升应平稳、均匀、同步。

（5）每浇完1层混凝土，滑升1次，1次滑升高约为30 cm，不得超过1层混凝土的浇筑高度。对脱模后的混凝土表面，及时进行人工修整、压平和抹面；对漏振缺浆处，及时用混凝土原浆嵌补，并进行二次压面，一次抹光。

（6）混凝土入仓坍落度控制5～7 cm，控制混凝土施工质量，保证混凝土振捣密实；滑升速度控制在2 m/h为宜，最大滑升速度不大于3 m/h，并把安全绳随着滑模板升高，随时做好安全装置。

（7）及时了解天气预报，避免雨天施工。浇筑过程中遇有意外大雨、暴雨，应立即停止浇筑，并用塑料布遮盖混凝土表面，必须排除仓面积水。混凝土未初凝的情况下，加铺同标号混凝土浓浆后继续浇筑，否则按施工缝处理。

（8）混凝土滑模并经过抹平、抹光达到初凝后，先铺设1层薄膜再用铺养护毯全面覆盖，并及时对混凝土面洒水养护，以达到保温、保湿（有利于防止裂缝的产生），养护直到蓄水为止。养护用水是在坝顶前沿布置主水管，在每一个面板块上设1个供水开关，沿坝轴线水平放置1根2″水管；在管壁上每15～20 cm钻1个小孔，面板块进行常流水养护，以确保面板保湿。

3 结语

（1）坝面要平整保证+5 cm、-8 cm以内，采用3 m×3 m网格检查。

（2）面板施工时段最好选在10月到次年1月份之间，气温在3～20℃之间。

（3）沙子采用河沙，粉煤灰采用一级灰。

（4）水泥尽量存放2个月以上，使其温度降至最低后方可使用。

（5）出气口塌落度控制在5～6 cm，运至仓面2～4 cm。

（6）插入坝面的架立筋应随面板浇筑进程给予切断，防止后期对面板产生拉力。

（7）下料溜槽应设置防雨棚，防止雨水进入溜槽内。

（8）确保3次抹面：第一次粗抹（整平），第二次细抹（示放表面应力），第三次精抹（抹光）。

（9）混凝土面板施工三分配合比七分工艺，主要振捣人员要固定，要精细管理到位。

（10）抹光达到初凝后，先铺设1层薄膜再用铺养护毯全面覆盖，并及时对混凝土面洒水养护，以达到保温、保湿，有利于防止裂缝的产生，养护直到蓄水为止。