镇安抽水蓄能电站面板堆石坝坝前翻模砂浆固坡施工措施探究

宁军华

（中国水电建设集团十五工程局有限公司，陕西 咸阳 712000）

1 工程概况

镇安抽水蓄能电站位于陕西省商洛市镇安县月河镇境内。电站距镇安县城公路里程74 km，距西安市公路里程134 km。镇安抽水蓄能电站为一等大（1）型工程。电站总装机容量1400 MW（4×350 MW），设计年发电量23.41 亿kW・h，年抽水电量31.21 亿kW・h。上水库正常蓄水位1392 m，相应库容896 万m3，下水库正常蓄水位945 m，相应库容1220 万m3。本电站枢纽主要由上水库、下水库、输水系统、地下厂房及开关站等建筑物组成。

下水库大坝为混凝土面板堆石坝，坝址位于东阳村上游1.6 km 的月河干流上，大坝基岩为花岗闪长岩，坝顶高程949 m，最大坝高95.00 m，面板最大斜长163.44 m，坝顶长302.34 m，大坝上游坝坡1∶1.4，下游坝坡1∶1.4～1∶1.6，坝顶宽10.00 m。

2 方案比选

方案一：斜坡碾压施工，斜坡20 t 振动碾和牵引220 型推土机各一台，垫层料超量1.8 万m3。优点：大坝填筑能连续施工，配合人员较少。缺点：垫层料浪费较大，成本较高，斜坡碾压安全风险极高。

方案二：挤压边墙施工，砼用量约为6000 m3，两套挤压边墙机，配合人员12 人。优点：垫层料用量可控，安全风险较低，人员配合少。缺点：砼用量大，砼需要待凝，成型坡面平整度较差，需要后期人工修整。

方案三：翻模砂浆固坡施工，砂浆用量约为1800 m3，模板约450 块，人工28 人。优点：垫层料用量可控，安全风险较低，砂浆仅为5 cm 厚，极大地节约了工程成本且成型后坡面平整度较好，大坝填筑及翻模砂浆能连续施工，工艺衔接较好。缺点：一次性投入模板较大，人工投入量较大。

3 翻模砂浆固坡技术原理及施工工艺

在大坝上游面安装带楔板的定制钢模板，在模板内填筑垫层料，振动碾初碾后拔出5 cm 厚塑料楔板，拔出楔板后形成空腔，向空腔内灌注M5 砂浆，再进行终碾。由于模板的约束作用及振动作用，形成的砂浆面表面平整光滑且密实，模板随垫层料的填筑而翻升。

砂浆固坡施工后，大坝迎水面形成一道表面光滑、垫层料密实的坡面硬壳体，保证了钢筋混凝土面板的砂浆垫层、止水铜片、钢筋及浇筑混凝土基础质量，提高混凝土面板的稳定性。

翻模模板采用定制钢模板，砂浆采用M5 砂浆，砂浆由拌合站集中拌制，10 m3罐车运输至坝面，人工配合溜槽进行灌注。

施工工艺流程：测量放样→模板安装→模板检测→垫层料填筑→垫层料初碾→拔出楔板→灌注砂浆→垫层料终碾→拆除最下层模板，翻至上层[1］。

3.1 模板设计

翻模砂浆固坡采用厂家定制钢模板。模板长度60 cm，宽度69 cm，厚度为3.75 mm，肋高5.5 cm，单块重量约22 kg；楔板的长度30 cm，宽度74 cm，厚度上口5.5 cm，下口4.5 cm，楔板的下部为斜三角，安装后保证底部与砂浆面紧密结合。水平模板间以U 形卡固定，并在斜坡模板的背面连接角钢，避免顺斜坡连接模板时产生变形，上下层模板通采用螺杆相连[2］。

3.2 模板安装

楔板紧贴斜坡模板，楔模上口钻孔安装橡皮手环，便于拔出及固定在钢模外侧。连接钢筋采用¢14、长1.2 m 的圆钢，一端用燕尾卡固定在斜坡模板上，另一端制作180°弯钩穿过斜坡模板和楔板，钩在锚固装上，锚固桩采用¢20、长45 cm 的螺纹钢，锚固桩每1.2 m 布置一个，与模板上的螺栓孔布置在一条线，锚固筋要穿透垫层料，锚固深度达到40 cm以上。首层安装模板时每块模板采用两根¢14 拉锚筋固定模板，模板固定好后，检测模板安装角度及平整度。安装好后的模板应形成约36.5°的水平夹角，楔板安装时要紧贴钢模板，应安排专人检查，对安装不紧密的楔板要重新安装就位。经检查合格后将楔板用卡环与翻转模板上口固定。第二层以上翻转模板拉筋及锚固筋按照1.2 m 的间距布置。

3.3 垫层料填筑及初碾

垫层料填筑，虚铺厚度45 cm，填筑时采用自卸汽车后退法间隔卸料，挖掘机粗平，人工配合精平，模板内侧三角区域采用人工辅助填筑及整平，填筑完毕后人工采用钢筋或钢管贴着钢模板进行插捣，尽可能使垫层料密实，防止粗料集中或出现架空现象，22 t 自行振动碾碾压，碾压前需要对铺填平整的垫层料采用车洒水，水量以填筑层表面不积水为原则，冬季施工不洒水。碾压时距模板边界不10 cm～15 cm，先静碾1 遍，再振动碾5 遍，初碾完成后对模板进行检测，有变形时立即调整。

3.4 灌注砂浆

垫层料初碾达到30 m 以上立即开始拔出楔板，同时进行砂浆灌注，砂浆在拌合楼集中拌制，10 方罐车水平运输至工作面，经梯形溜槽入仓，人工配合整平。禁止污染坝面垫层料，污染后要立即清除。砂浆的稠度以目测砂浆灌注时能明显流入楔形槽内为准。砂浆灌注完成后，及时对灌注完成区域进行检查，发现砂浆因为沁入垫层料而造成砂浆面下沉的，要及时进行复灌，直到砂浆饱满为止。

3.5 垫层料终碾

砂浆灌注结束后，振动终碾2 遍。振动碾碾压时距离模板距离须控制在10 cm～15 cm，并安排专人进行引导。振动碾无法到达部位，采用平板夯压实垫层料。终碾结束后对模板进行检测，有变形时立即调整。

3.6 模板翻转提升及养护

终碾结束后，即可拆除最下层模板并拼装到最上一层模板上。一般拆模时间不小于24 小时。拆模后开始洒水养护，不少于7 日。

4 质量控制

（1）模板下方三角区内垫层料必须采用人工辅助喂料，保证填充饱满，以防在拔出楔板后未灌注砂浆时造成坍塌。人工喂料时尽量选用细颗粒料，以防后续灌注砂浆时砂浆流入垫层料形成板结；

（2）在垫层料碾压过程中，振动碾速度不大于2 km／h，安排专人引导，振动碾钢轮边缘与模板距离为10 cm～15 cm；

（3）两岸坡周边缝结合部位，采用异形木模板现场制作安装，使成型后的砂浆固坡与周边缝趾板紧密结合；

（4）每层模板安装前必须测量放线，禁止用线绳延坡面方向顺引；

（5）锚固筋安装定位时必须向内侧形成一定夹角，以防拉筋挂钩脱落；

（6）锚固筋布置在距钢模板65 cm 处，主要考虑拉筋与模板要趋于垂直受力，以防拉筋受力后模板变形。

5 结语

（1）钢模板采用人工拆卸爬升，设计时以轻巧为主不宜过重。设计制作楔板时要选择不易变形且轻便，便于人工拔出；

（2）拉锚筋不宜小于¢14，锚固筋不宜小于¢20；

（3）在垫层料碾压过程中，振动碾速度不大于2 km／h，安排专人引导，振动碾钢轮边缘与模板距离为10 cm～15 cm 为宜；

（4）固坡砂浆外露钢筋在面板钢筋安装完毕后再割除，可以用于钢筋的架立筋用；

（5）模板下部的斜三角区域填筑采用人工填料，填筑完毕后人工采用钢筋或钢管贴着钢模板进行插捣，尽可能使垫层料密实，防止粗料集中或出现架空现象，否则砂浆渗入垫层料内，造成大量浪费；

（6）砂浆的稠度控制是形成砂浆面的关键，开始浇筑砂浆前应充分考虑环境因素影响砂浆的塌落度损失；

（7）两次碾压完后的模板检测至关重要，这是保证成型后的砂浆固坡平整度的关键；

（8）选择振动碾激振力不宜过大，20 t、22 t 为宜。否则易造成模板变形，影响砂浆成型效果。

镇安抽水蓄能电站下库大坝固坡砂浆近3 万m2，砂浆超用量仅为8%，经测算比传统挤压边墙节约成本约250 万元，工期提前3 个月，比斜坡碾压施工节约垫层料约1.8 万m3，节约成本近200 万元。通过对坝前翻模砂浆固坡施工整个过程进行跟踪分析，总结和积累了一些相关的施工数据及施工工艺，更好的进行了优化施工，节约了成本及工期，提高了经济效益，可为类似工程施工起到借鉴作用。