人和坝鱼道挡水墙设计与施工技术要点研究

人和坝鱼道挡水墙设计与施工技术要点研究
◎ 胡顺杰 中交四航局第一工程有限公司
摘 要：结合人和坝鱼道工程，深入研究了挡水墙结构设计要点，并结合挡水墙施工技术
规范和工程设计要求，详细阐述了现状底板凿毛和植筋、搭设模板、钢筋绑扎、预埋件施工、混凝土浇筑、养护管理、止水及伸缩缝施工等环节施工技术要点，以期为同类工程施工提供有益参考。

关键词：人和坝；鱼道工程；挡水墙；结构设计；施工技术
人和坝建设中，由于大坝阻隔，河流被分割为不同区段，鱼类生存环
境片段化、破碎化易造成种群异质，造成各种群遗传多样性降低，威胁水环境、水生态，建设鱼道、鱼梯、鱼闸等永久性过鱼建筑，有利于保护水生态环境，降低水电站项目对生态环境的影响。

鱼道挡水墙结构是挡水、阻水的重要结构，其结构设计合理性和施工质量直接影响鱼道结构功能和使用寿命。

本文结合人和
坝工程建设，深入研究了鱼道挡水墙设计和施工技术要点，以期为水电
工程施工提供有益参考。

1.工程概况
人和坝起点为流溪河大洲岛河
口，终点为流溪河特大桥下游1700
米，总长度约为49.9公里，工程内容包括1#鱼道、下游2#鱼道、电厂改造段三部分。

鱼道建设于人和坝旧电厂进水池处（如图1所示），1#鱼道由标高0.00提升至3.80；2#鱼道从标
高-2.00提升至0.00。

2.挡水墙设计
根据挡水墙技术规范要求，挡
水墙平面布置应根据工程场址地形、地质、水流等条件合理选型，综合确定挡水墙构造选型。

工程中，人和坝1#鱼道可分为导
流槽、鱼道主体工程、观察室三个部分（如图2所示）。

1#鱼道采用钢筋
混凝土挡水墙与多处不同形式挡水墙结合形式达到封闭效果（如图3所示）。

鱼道外梯形空地在导流槽底设
置1道1.0m×0.3m挡水箱涵。

并在2#鱼道底部级配碎石底层埋设2排长度222.0m的DN500排水管排雨水。

鱼道挡水墙A 、D 、F 点均为
C 20重力式挡水墙（如图4所示），主要作为鱼道侧墙和导流槽侧墙。

挡墙高度为3.0～3.5m ，无墙趾D
型挡水墙一次浇筑成型，分层浇筑1.5～2.0m 。

A、F 型挡水墙先浇筑50cm厚底板后再一次浇筑成型，分
层浇筑厚度为1.5～2.0m。

鱼道挡水墙B、C、E点均为C25
钢筋混凝土挡水墙。

其中，B 、C 点为悬臂式，E 点为重力式，主要作为鱼道侧墙和休息室侧墙。

B点挡水墙高度3.5～3.8m，分2次浇筑成型，第1次浇筑1.5m厚底板和倒角，第2次浇筑到顶；C 点挡水墙高
度
图1 人和坝鱼道平面布置图
6.12～6.9m。

分3次浇筑成型，第1次浇筑1.5m高底板和倒角，第2次浇筑墙身高度2.5～3.0m，第3次浇筑2.12～2.4m墙身及上悬臂；E点挡水墙高度5.62m，分2次浇筑，第1次浇筑3.0m，第2次浇筑2.62m。

根据技术规范要求，施工单位对挡水墙结构稳定性进行验算[1]，按
结构尺寸、荷载和承载力安全系数进行验算，经分项验算，挡水墙结构稳
定性、变形和承载力特征值均符合技术规范和设计目标要求。

3.挡水墙施工技术要点
挡水墙结构施工时，施工工艺
流程为现状底板凿毛、植筋→搭设模板→钢筋绑扎→预埋件施工→混
凝土浇筑→养护管理。

3.1现状底板凿毛、植筋
挡水墙施工前，为确保挡水墙
模板搭设平整，施工单位清理底板表面杂物、疏松混凝土，并按工程设计要求拉设模板安装控制线，根据模板安装控制线对挡水墙施工区域
内底板表面、柱根等部位凿毛处理。

对底板凹凸不平部位进行凿平、补平处理[2]，为模板安装做好准备。

待
底板凿毛处理完成后，施工单位根据设计要求现场植筋，植筋深度为19～22d，采用与挡水墙相同配筋植筋，确保挡水墙结构稳定性符合工
程设计要求。

3.2搭设模板
工程中，由于该工程挡水墙结构较为复杂，为满足模板刚度、强度和稳定性要求，施工单位选用定型钢模板作为挡水墙模板。

钢模板选用Q235钢材制作模板，模板设计、加
工均按挡水墙设计尺寸委托专业生
产厂家制作，模板进场时，施工单位加强模板材质、尺寸检查验收，经验收合格后方可进场。

模板进场验收
时，模板尺寸允许偏差为-2～1mm，相邻模板板面高差为1mm，模板不
图3 1#鱼道剖面图
图4 鱼道挡水墙结构形式图
图2 1#鱼道平面布置图
平整度偏差为1.5mm，局部不平整偏差为≤2mm，连接配件孔眼偏差为≤1mm。

模板安装前，为便于脱模，模板板面均涂脱模剂。

模板搭设安装时，现场根据模板编号和挡水墙安装控制线依次安装，竖向模板安装斜杆支承，斜杆与现状底板锚固件可靠连接，防止钢模板向外倾倒威胁施工安全。

模板与混凝土接触面、模板拼缝处应平整、密合，防止混凝土浇筑过程中出现跑浆、漏浆等问题。

模板安装完成后，施工单位对模板安装质量进行检查、复核，相邻模板高差≤2m m，局部不平整度≤3m m，挡水墙内模与设计边线偏差≤-10mm，外模板与设计边线偏差≤10m m，底膜表面标高偏差≤5mm，预留孔洞中心线位置偏差≤10m m，截面内部尺寸偏差≤-10mm，垂直度偏差≤6mm。

经检查复核无误后，方可进行混凝土浇筑施工[3]。

3.3钢筋绑扎
工程中，施工单位采用HPB300热轧光圆钢筋进行钢筋绑扎。

钢筋进场时，施工单位按钢筋牌号、规格、生产厂家分批验收、分批堆放，验收内容包括钢筋机械性能和外观质量，外观质量重点检查钢筋有无裂缝、结疤、麻坑、气泡、锈蚀等问题；机械性能按每批次抽检2根分别进行拉力试验和冷弯试验，拉力试验检查钢筋屈服点、抗拉强度和伸长率等指标，冷弯试验检查钢筋有无裂纹、剥落、断裂等问题，试验过程中发现钢筋不合格则另取4根进行复验，仍不合格则办理退换货手续。

经现场检查验收合格后办理进场手续，钢筋堆放现场立牌标识，防止不合格钢筋投用，发现不合格钢筋现场退换处理。

钢筋进场堆放时，堆放在露天棚内，钢筋堆放下垫10cm木方，顶部遮盖防潮塑料布，防止钢筋锈蚀[4]。

钢筋加工时，施工单位采用机
械调直法调直钢筋，并对钢筋表面
除锈处理。

钢筋端头弯折加工时，末
端加工成180°半圆弯钩，弯钩内径
≥2.5d。

端头按设计加工弯折90°，
最小弯转内径为5d。

弯折加工时，弯
折处圆弧内径应≥12.5d。

箍筋加工
时，钢筋末端弯头加工为90°，箍筋
弯折后平直部分长度≥3d。

钢筋接头加工时，接头切割方
式采用机砂轮、气焊械切割，接头切
割后采用砂轮机修磨端头毛。

工程
中，钢筋笼主筋采用螺纹连接，螺纹
接头采用套丝加工，套丝加工后断
面不小于钢筋直径，直螺纹长度、牙
形、螺距与直螺纹接头一致，经配套
量规检查合格后方可使用，螺纹丝
扣长度应满足钢筋直连接要求。

钢
筋直螺纹接头加工完成后，每批次
抽检10%且≥10个，发现丝头不合格
时，则该批次全检，不合格丝头经重
新加工后方可使用。

待丝头加工合格
后，为防止现场保护不当造成钢筋丝
头丝牙受损，施工单位采用保护帽
保护丝头，待现场绑扎钢筋时取下保
护帽。

钢筋绑扎时，钢筋搭接采用双面
焊接搭接方式，双面焊长度≥4d。

焊接前应清除焊接接头范围内浮
锈、油污等杂物。

待钢筋焊接完成
后，应对钢筋焊接接头质量进行检
查，接头偏心度≤0.1d且≤2mm。

绑金绑扎完成后，现场质量检查时，
焊接人员自检焊缝质量，检查有无咬
边、凹陷、焊瘤、气孔和裂缝等质量
缺陷，焊缝余高≤3m m。

同一截面
钢筋接头控制时，双面搭接接头受
弯区占比≤50%，受压区不受限制；
钢筋绑扎接头时，受拉区≤25%，受
压区≤50%；直螺纹套筒连接时，受
拉区≤50%，受压区不受限制。

钢筋笼安装完成后，现场加强保
护，防止钢筋笼位移、变形。

混凝土
浇筑施工前进行详细检查并填写检
查记录，经隐蔽工程验收合格后方可
浇筑混凝土。

3.4预埋件施工
该工程中，根据工程设计要求，
混凝土浇筑施工前，施工单位预埋
DN500的排水管，现场施工时落实预
埋件保护措施，防止预埋件在混凝土
浇筑期间位移、受损、变形和堵塞。

3.5混凝土浇筑施工
根据水工混凝土施工技术规范要
求，施工单位加强混凝土原材料质量
控制和配合比设计，确保混凝土拌和
质量符合技术规范和工程设计要求。

工程中，进场水泥选用C30通
用硅酸盐水泥，进场水泥按生产厂
家、品种分别存储，现场存储采用
排水、通风等措施，防止水泥堆放
时受潮、结块；骨料选用天然砂，
细度模数为2.2～3.0，表面含水率
≤6%，表观密度≥2500kg/m3，含
泥量≤1%；粗骨料选用连续级配碎
石，表观密度≥2550k g/m3，吸水
率≤1.5%，含泥量≤1%，针片状含
量≤15%；掺合剂选用Ⅱ级粉煤灰，
细度模数≤25.0，需水量≤105%，
烧失量≤8.0%，含水量≤1.0%，
安定性合格；外加剂选用聚羧酸系
高性能减水剂和引气剂，外加剂产
品质量应满足《混凝土外加剂应
用技术规范》（GB 50119-2013）
质量要求；水选用饮用水，p H值
≥4.5，碱含量≤1500mg/L，硫酸
盐含量≤2700m g/L，氯化物含量
≤1200mg/L。

根据工程设计目标，混凝土坍
落度为160～200m m，水胶比为
0.45～0.50，和易性良好。

根据设计
目标，施工单位确定混凝土试验目标
配合比和施工配合比。

混凝土拌和时，为确保混凝土拌
和投料精确和拌和质量，施工单位
委托2家商品混凝土拌和站拌和混
凝土，并加强商品搅拌站拌和质量
[1]席观伟.[J].能源与环保,2021,43(01):12-16.
[2]王昇.挡水墙设计和施工中应注意的问题探析[J].企业技术开发,2015,34(08):163-164.[3]高纪超.混凝土挡水墙在水中承台施工中的应用[A].《隧道建设》编辑部(Editorial Office of “Tunnel Construction”).2012年中铁隧道集团低碳环保优质工程修建技术专题交流会论文集[C].中国铁道学会,2012:2.[4]苏焱.浅谈挡水墙在施工过程中的注意事项[J].广东科技,2012,21(03):141.
监督管理。

现场拌和施工时，水泥、
掺和料、水、外加剂投料计量偏差≤1%，粗、细骨料计量偏差≤2%。

拌和时间≥90s，拌和出料应颜色均匀，无花料、离析、板结、沁水等问题。

混凝土运输过程中，保持3～6r/min转速，防止混凝土运输过程中出
现初凝、离析等问题。

混凝土浇筑施工前，施工单位对
模板、预埋件、钢筋笼等情况进行检查，经检查无误后开始浇筑混凝土。

浇筑时，先在现状底板撒铺2～3cm 厚水泥砂浆，随后按台阶法分层、分区浇筑施工。

混凝土浇筑施工过程
中，浇筑时，混凝土同步振捣，坡顶、坡中和坡底位置各设置振捣棒振捣施工，各振捣点振捣时间≥30s，以粗骨料不再显著下沉、振捣点表面泛浆为标准，防止欠振、漏振、过振。

振捣过程中，振捣棒距模板距离≥1/2振捣棒有效半径，钢筋密集区域加强振捣。

分层浇筑施工时，振捣棒伸入下层混凝土中深度≥5cm，消除层间冷缝，加强上下层混凝土结合。

待混凝土浇筑到顶时，为促进混凝土表面封闭，现场施工时由人工抹压2遍收光处理，以此提高混凝土强度和表面密实度。

3.6养护管理
挡水墙施工完成后，施工单位加
强混凝土养护管理。

混凝土初凝后，
采用人工洒水养护，表面覆盖薄膜防止表面水分散失，造成混凝土表面出
现干缩性裂纹。

同时，为降低混凝土内外温差，夏季高温时覆盖保温层，降低挡水墙表面温度和内外温差。

养护期28d。

待挡水墙竖向混凝土强度达到2.5M P a 、悬臂板达到设计强度100%后方可拆模。

拆模时，先拆除模板锚固件、支撑件后拆除模板，防止拆模造成混凝土和模板损伤。

模板拆除后，分别清理后分类存放，满
足模板转运、重复利用要求。

3.7止水及伸缩缝施工
工程中，由于该工程鱼道挡水
墙长度大，一次浇筑难度大，施工单位根据分区分段设置止水片和
伸缩缝。

止水片设置与混凝土接缝面垂直，中心线与接缝中心线偏差≤5mm。

已安装完成止水片做好保护措施，防止混凝土浇筑过程中移位、变形。

临近止水片位置浇筑混凝
土时，去除混凝土中粒径≥40m m 的粗骨料，并加强止水片下混凝土振捣密实，确保混凝土与止水片紧密结合，避免混凝土止水片位置形成空穴。

水平止水片竖向50cm范围内不设置水平施工缝。

待止水片基座混凝土强度达到10MPa后浇筑上层混凝土，浇筑前在基座混凝土界面涂刷
隔离剂，并避免污染其他部位。

伸缩缝设置时，应确保挡水墙伸
缩缝位置混凝土平整、洁净，无蜂窝麻面。

待伸缩缝两侧混凝土浇筑完成后，施工单位在伸缩缝位置涂刷底子油，并填塞橡胶止水带和焦油塑料胶泥封堵，确保挡水墙防水、止
水性能满足工程设计要求。

4.结语
该工程鱼道挡水墙结构施工完
成后，挡水、止水效果良好，挡水墙结构无显著表面裂缝或贯通性裂
缝，表明该工程挡水墙施工效果良
好，达到预期施工目标。

在水电工程鱼道挡水墙施工中，施工单位应根据结构设计要求和技术规范要求，
加强挡水墙施工过程管理与质量控制，严把挡水墙混凝土浇筑施工质量关，延长结构使用寿命，保证水电
工程鱼道结构安全。

项目水泥/kg 细骨料/kg
粗骨料/kg 水/kg 掺和料/kg
外加剂设计配合比
4255531085165
110
13
施工配合比
425
595
1100
11211013
表1 混凝土配合比。