高拱坝边坡小断面洞室混凝土衬砌施工技术

1　工程概况
白鹤滩水电站工程为Ⅰ等大（1）型工程，以发电为主，兼顾防洪，并有拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合利用效益，拦河坝为椭圆型混凝土双曲拱坝，坝顶高程834.0m，最大坝高289.0m，电站正常蓄水位825.0m，水库总库容206.27亿m³。

左右岸边坡洞室数量多且相互交错，布置结构复杂。

灌浆帷幕线在平面上近似平行于拱坝轴线，沿基础廊道布置；在左右岸坝头附近，帷幕线略向上游偏转，通过帷幕洞连接分别与两岸地下厂房帷幕接为一体，减少上游库水位向下游和坝肩抗力体渗透。

大坝帷幕在左岸834m、794m、753m、704m、656m和600m高程设置六层灌浆、排水平洞，各层之间高差为40m～60m，除左岸794m高程灌浆平洞外，其它各层灌浆平洞均与地下厂房灌浆平洞相连接。

2　工程特点
2.1　施工干扰性大
混凝土浇筑与开挖施工穿插进行，施工相互干扰大。

因此需要有效利用前期开挖道路，结合开挖施工进度，合理安排施工时段，保证混凝土入仓手段，及时完成各部位混凝土施工，保证工程顺利进行。

2.2　施工面狭窄、交通不便
600.0m高程以上帷幕灌浆洞衬砌净断面3.5m×4.0m，600.0m高程帷幕灌浆洞衬砌净断面
4.0m×4.5m，衬砌厚度50cm，排水洞衬砌净断面3.0m×3.75m。

施工交通不便，洞室洞径小，洞线长，工作面狭窄，材料倒运难度加大，混凝土衬砌及回填施工过程中设备布置与选择的合理性、施工程序的可行性将对各层洞室混凝土施工的按时完工及对后续工程项目的顺利完工至关重要。

2.3　优化方案定制设备
（1）洞室边顶拱衬砌采购使用定制9m装配式钢模台车施工。

浇筑时左右对称下料浇筑，左右侧最大高差应控制在50cm内。

泵管预埋至洞顶或顶拱超挖部位最高处，顶拱浇筑封拱时改用高陷度混凝土，使顶拱尽量填满。

极大提高了灌排洞室衬砌成型质量和施工进度。

（2）采用定尺制作的三辊轴用于底板收面。

最后一个坯层浇筑时，人工翻料均匀摊铺；振捣密实后三辊轴整平收面，缓慢行走，人工刮尺跟进，专人检查，多挖少补，仓面平整，无小石外露；模板、钢筋粘浆、
收稿日期： 2020-1-14
作者简介： 田海洋　男　（1991-）　助理工程师　中国水电四局第 三分局
郭永琴　女　（1984-）　助理工程师　中国水电四局第 三分局
文吉胄　男　（1994-）　技术员　中国水电四局第三分局
高拱坝边坡小断面洞室混凝土衬砌施工技术
田海洋 郭永琴 文吉胄
（中国水利水电第四工程局有限公司第三分局 云南昆明 650225）
内容提要 白鹤滩水电站小断面洞室衬砌施工采用定制钢模台车、三辊轴等新施工工艺后，提高了施工质量和施工进度，减少了施工过程中返工和后期缺陷处理，获得了良好的经济效益和社会效益，可为类似工程施工提供参考。

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粘料及时清除，强度达到后，采用人工配合自动抹面机进行抹面、压光。

（3）灌排洞衬砌完成后，采用旋喷养护，做到了自动、连续、全覆盖、无死角，且养护水流量大，降低衬砌混凝土的温度。

混凝土龄期达到28d以后，利用灌排洞排水沟进行蓄水养护，已达到混凝土后期持续养护的效果。

3　施工方法及工艺
3.1　基础面面处理
3.1.1　基岩面
洞室底板混凝土施工前，先对建基面进行清理，岩基上的杂物、泥土及松动岩石均应清除，表面应冲洗干净并排干积水，清除岩面粉尘、油污等。

清洗后的基础岩面在混凝土浇筑前应保持洁净和湿润。

3.1.2　施工缝面处理
洞室衬砌中施工缝存在于底板与边墙相交部位、边墙与顶拱相交部位。

施工缝处理主要是为了与下一浇筑层混凝土更好结合，施工缝进行凿毛处理，但不得损伤棱角及结构面。

3.2　钢筋的安装
钢筋安装顺序：测量放点→制作架立筋→钢筋绑扎焊接→依据图纸检查钢筋根数、间距、型号→验收。

按照放样点提前架好架力筋，钢筋运至现场后及时组织安装，安装过程中采用画线的方式控制间排距，安装就位后采用卡尺进行校核，保证安装质量。

双层钢筋网安装时，先安装好底部钢筋，顶部钢筋以底部钢筋为参照采用线坠上引至顶部架力筋上进行安装，保证上下里外层钢筋在同一截面上。

安装好的钢筋进行梅花形绑扎，应保证钢筋绑扎率满足要求，现场钢筋套丝应进行有效保护。

在洞室钢筋制安及运输过程中，洞室洞径小，洞线长，施工交通不便，工作面狭窄，钢筋倒运困难，从而影响施工进度。

制作钢筋转运小车，仅靠人工将钢筋搬运至小车上，之后可轻松搬运至需要安装的部位（小车高度不宜过高，否则人工搬运费时费力）。

该小车的制作，一是可靠的保证了洞室底板成品质量，防止因人工搬运不当，在底板上产生刮痕；二是节省了劳动力；三是资源投入不高，一定程度上可提高施工进度。

通过现场使用情况来看，钢筋运输小车是一种较为方便、快捷的洞室钢筋转运工具。

在减少了资源投入的情况下，能够方便、快捷的将钢筋转运安装部位，从而提高了工效。

3.3　预埋件施工
3.3.1　止水的安装
止水设施的型式、尺寸、埋设位置和材料的品种规格符合施工图纸的规定，止水安装严格按设计图纸要求进行。

铜止水焊接搭接长度按照不小于2cm控制，立模前进行煤油渗漏检查，牛鼻子内填满沥青麻丝，模板安装好后保证铜止水骑缝。

PVC止水的安装加固需用φ6.5制作止水片加固卡进行加固，止水严格按缝面居中设置，止水片与模板结合面严密。

安装好的止水片加以固定和保护，防止在浇筑过程中发生偏移、扭曲和结合面漏浆。

3.3.2　预埋管路安装
为防止固结灌浆时打断结构钢筋，在固灌孔位增设了预埋管。

预埋管按照设计图纸角度进行安装，角度控制持式量角器测量，管口低于设计体型线1cm 且管口用透明胶带封闭，侧墙及拱顶预埋管管口采用透明胶带封闭，并紧贴模板加固牢靠。

3.4　模板施工
3.4.1　模板规划
（1）帷幕灌浆共有5层，采用钢模台车，排水洞局部部位全断面衬砌采用组合散钢模进行施工，外侧采用木模；
（2）底板排水沟断面尺寸为50cm×20cm，采用定型模板或【20槽钢进行施工；排水洞及抗力体排水洞衬砌模板采用组合散钢模施工，底板排水沟部位采用【18槽钢进行施工。

3.4.2　底板模板的施工
（1）排水沟模板采用【20的槽钢进行施工，施工时先根据放样点及图纸坡比烧好架力筋，架力筋采用φ28以上钢筋且底部必须生根，间距按照1.5m控
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制，根据设计体型进行槽钢安装（安装前先刷好模板油），槽钢安装好后，按照放样点进行校模，采用内外支撑方式进行加固。

（2）无排水沟侧采用【10槽钢进行立模，施工时先根据放样点及图纸坡比烧好架力筋，架力筋采用φ28以上钢筋且底部必须生根，间距按照1.5m控制，然后将【10槽钢安装到位，根据放样点校正，内侧采用内撑方式进行加固，外侧用12#铅丝进行固定。

（3）分段部位模板采用以散钢模或木模进行施工，有止水部位需保证止水骑缝。

若底板几仓连续浇筑，采用1cm沥青散板割缝进行，沥青散板顶部需低于底板收面1～2cm，终凝后采用切缝机切缝。

3.4.3　侧拱顶模板的施工
（1）钢模台车的施工
1）轨道安装：依据测量放线，钢轨安装，复测合格后进行加固；
2）台车就位：采用钢丝轮将钢模台车模板面粘浆清理干净，涂刷模板油，然后将钢模台车行走备仓部位；
3）台车立模：台车就位后，利用千斤顶缓慢展开两翼测模，再展开顶部测斜模，并安装台车底部爬升锥受力螺杆。

依据测量成果，用千斤顶校整模板，调整合格后利用台车自身支撑结构对台车进行加固，侧模与一期混凝土接触面需贴双面胶带，保证侧模与底板混凝土无严密缝隙，检查千斤顶是否均匀受力，并检查千斤顶是否到位、是否锁死。

4）拆模作业：48小时进行拆模，先拆除堵头模板，然后拆除钢模台车。

钢模台车拆除前首先松开收回顶部斜摸与台车框架之间所有的千斤顶，并收回两翼斜模，然后松开收回拆卸爬升锥的受力螺杆，均匀缓慢收回两翼的测模。

台车拆模后对面板进行清理。

（2）组合散装模板施工
排水洞局部部位全断面衬砌使用组合散装模板施工，加固采用外撑方式加固。

侧墙模板安装前，将模板粘浆采用钢丝轮打磨干净，均匀涂刷模板油，为防止底部漏浆，立模前在模板底部铺设保温被柔性材料。

立模过程中模板拼缝处必须粘贴海绵胶带，拼缝的连接采用U型卡，每块模板的长边不少于6个，短边不少于3个，竖围檁采用φ48钢管，每块模板布置3根竖围檁，横围檁布设4道，对撑按照不大于1m间距布置。

拱顶承重模板安装：承重圆弧排架与承重排架之间采用顶升丝杆，在顶升丝杆凹槽内，放置10号工字钢，承重排架摆放在10#工字钢上。

拱顶模板安装前先将10#工字钢放置在顶升丝杆凹槽内，高程按照模板加固图调到设计高程上，保证3道工字钢在同一平面上，然后安装拱顶模板。

将模板粘浆采用钢丝轮打磨干净，均匀涂刷模板油，与侧墙模板需一一对应且侧墙最顶端模板不拆除，和拱顶模板采用U型卡连接。

承重圆弧围檁采用φ48钢管制作整体半圆排架，每块模板配置3榀，排架需用钢管连接成整体。

模板安装完成后，检查模板与圆弧围檁，围檁与工字钢之间有无间隙，有间隙需通过调节顶升丝杆进行调整或在间隙加设木楔。

3.5　混凝土浇筑
3.5.1　底板混凝土浇筑
三辊轴轨道布设在靠排水沟以排水沟模板为轨道，无排水沟侧采用φ48钢管做轨道，底部生根在基岩上，支撑筋间距1.5m控制，开仓前检查轨道加固质量及平整度是否满足要求。

（1）帷幕洞底板浇筑
仓面验收合格后，方可进行混凝土浇筑，基岩面或施工缝用水湿润，在泵送混凝土之前，应先在泵管内通过水泥砂浆，达到润管的目的，从而保持泵送混凝土工作的连续性。

振捣时，钢筋密集区采用φ50软式振捣器人工振捣，其他部位均以φ80或φ100的振捣棒为主进行人工振捣。

混凝土收面：最后一个坯层浇筑时，人工翻料使混凝土均匀摊铺；振捣密实后三辊轴整平收面，合理控制整平机行走速度，行走3遍为宜，三辊轴行走时，安排专人观察收仓面，多挖少补，达到以仓面平整，无小石外露为准；模板边混凝土粘料采用人工进行清除，保证拆模时模板能顺利脱离，模板边棱角不破损。

待混凝土具有一定强度（人站在混凝土面上留
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下鞋印），采用自动抹面机进行抹面、压光，边角部位配合人工抹面、压光。

抹面完成后覆盖土工布，并进行洒水保湿。

（2）排水洞底板浇筑
为达到三辊轴施工条件，排水洞底板浇筑分两次施工，建基面清理干净验收合格后，先浇筑找平层，找平层高程按照排水沟底板高程、坡比控制。

浇筑前，根据测量放样，将高程返至边墙岩面上，做好标记，浇筑过程中按照高程线将面收平，待混凝土具备一定强度后，对排水沟部位进行人工抹面压光，压光范围需大于排水沟底宽5cm左右。

找平层混凝土终凝后，采用冲毛机冲毛，排水沟体型线需用墨盒弹线，防止冲毛时将排水沟底板冲毛。

排水沟侧墙采用【18槽钢进行支模，外撑外拉方式加固，并将边墙调直，仓面冲洗经验收具备浇筑条件。

浇筑时，用振捣棒将混凝土面拖平，边角缺料采用人工翻料补平，经振捣密实后，采用排水洞专用三辊轴进行整平，整平时控制行走速度，来回行走三遍为宜，三辊轴行走时，安排专人观察收仓面，多挖少补，达到以仓面平整，无小石外露为准；三棍杠整平完成后，采用2m靠尺检查，若不平整度达不到要求，及时进行处理。

模板边混凝土粘料采用人工进行清除，保证拆模时模板能顺利脱离，模板边棱角不破损。

待混凝土具有一定强度（人站在混凝土面上留下鞋印），采用自动抹面机进行抹面、压光，边角部位配合人工抹面、压光。

抹面完成后覆盖土工布，并进行洒水保湿。

3.5.2　边顶拱浇筑
原则上边顶拱使用钢模台车一次浇筑形成，侧墙浇筑C25二级配混凝土，拱顶浇筑一级配或自密实混凝土。

侧墙采用人工振捣，在拱顶堵头处预留进人孔，双层钢筋网部位，采用自密实混凝土浇筑。

顶拱采用附着式振捣器振捣，附着式振捣器采用振动力为12kN，振幅半径为1.2～1.6m设备，每仓布置8台附着式振捣器。

3.6　混凝土养护
3.6.1　底板养护
混凝土压面完成后，及时铺设土工布，洒水湿润，养护周期28天。

每班安排专人进行养护，保证混凝土始终处于湿润状态。

3.6.2　边拱顶混凝土养护
拆模完成后，采用喷雾机或旋喷装置进行养护，保证混凝土面湿润，养护周期28天。

4　结论
为边坡灌排洞施工采用定制装备式钢模台车和定制三辊轴，在使用过程中对钢模台车进行攻关改造，通过混凝土外观质量检查，达到了“性能优良、内实外光、无裂无痕，免消缺、免处理”的标准。

该项技术的应用实践对后续高拱坝边坡灌排洞混凝土衬砌有着积极的作用，对服务工程建设、降本增效，打造“水电典范”“精品工程”具有重要意义。

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