文登水电站纵向围堰混凝土水下施工技术分析

杨 峰

(邹平县韩店镇人民政府， 山东 邹平 256209)

文登水电站纵向围堰混凝土水下施工技术分析

杨 峰

(邹平县韩店镇人民政府， 山东 邹平 256209)

山东文登水电站一期截流纵向围堰工程，在参考围堰体型结构与工程特性基础上，采用了导管法与倾注法相结合的混凝土水下联合施工工艺，本文对其具体施工方案与施工流程进行了分析。实践结果表明，该工艺在确保施工质量的前提下，能够快速开展施工作业，确保工程按期完工。

水电站；混凝土；水下施工；技术

1 工程概述

文登水电站地处山东省胶东地区文登市界石镇境内，主要由上水库、下水库、水道系统、地下厂房系统及开关站等建筑物组成。电站拟建的上水库——泰礴顶水库位于昆嵛山最高峰泰礴顶东南侧支沟首部，最大坝高101m，坝顶长度472m，水库正常蓄水位625m，正常蓄水位时库容923.90万m3；拟建下水库——柳林庄水库位于西母猪河支流，坝址在柳林庄村上游100m、昆嵛山水库下游1800m处，最大坝高51m，坝顶长度425m，水库正常蓄水位136m，总库容(校核洪水位以下)1282万m3。文登水电站装机容量1800MW，年发电量26.28亿kW·h，年抽水用电量35.04亿kW·h，年利用小时数1460h。电站一期截流混凝土围堰长562m，堰顶宽1.60m。围堰两侧坡度比1∶0.35，高程289m以下均选用混凝土水下施工技术，混凝土总量2.60万m3。

2 混凝土水下施工方案设计

2.1 纵向围堰结构特点分析

文登水电站一期截流纵向围堰采用带状长型结构，断面形状为梯形，其中混凝土水下施工部分结构为方形台体，浇筑宽度15～17m、高度3～10m(见图1)。

图1 水电站纵向围堰体型结构

2.2 混凝土水下浇筑设计

围堰混凝土水下浇筑作业常用工艺主要有泵压法、导管法、倾注法及柔性管法等。此次围堰水下施工在参考围堰体型结构与工程特性的基础上结合导管法施工质量高与倾注法施工效率高的优点，采用两种方法相结合的综合施工工艺。施工时，选取围堰中间区域先进行导管法浇筑作业，待浇筑出水面后再以前期浇筑块体为平台采用倾注法对围堰上下游进行推进浇筑。

2.3 立模方案设计

混凝土水下作业常规程序为：清理地基→锚筋埋设→立模→浇筑→拆模。其中立模工序一直是施工的重点难点，对工程完工质量及完工速度有直接影响。

考虑文登水电站纵向围堰作业现场水流及水深条件，无法采用专业施工船舶进行作业，不适宜选用大型拼装式模板进行立模。故采用陆地预支模板骨架→浮吊机吊运至水下→潜水员水下安装固定→骨架上安装定型钢模板的施工工艺(见图2)。

图2 模板结构

3 混凝土水下施工流程分析

3.1 作业准备

3.1.1 搭设作业栈桥

自水电站左岸向纵向围堰构建作业栈桥，利用栈桥进行前期混凝土水下作业。通过浮船以间排距800mm×800mm规格，在水下布设钢管并在水面采用钢管进行横向连接。此外，栈桥两侧布设斜插钢管以增强整体稳定性。栈桥高程291m，宽2m，桥面以钢模板铺设，通过8号铁丝与钢管固定。

3.1.2 水下地形测量

施工前，由专业潜水人员对作业区域水下地形进行摸排，然后，测量技术员对围堰区域内水下地形进行精准测量。测量方法为重锤测深法，测点布设依照断面距2m、点距1m的标准进行。

3.1.3 清理基岩

对基岩面、立模与水下锚筋钻埋区域进行彻底清理，清理作业由潜水员采用“水下高压枪+清淤吸管”的方法进行。

3.2 水下立模作业

3.2.1 锚筋钻锚

锚筋功能为固定并支撑模板。首先由测量人员布设特征点，以确定围堰区域轮廓；然后由潜水员水下依照特征点钻孔并安插锚筋；随后拉设导向绳；最后潜水员依据导向绳在水下使用风钻以1500mm为标准间距逐个钻孔并安装锚筋(钻孔直径40mm，深1000mm；锚杆直径32mm，长1500mm)。

3.2.2 预支模板骨架

采用12号槽钢与5mm缀板焊制模板骨架，骨架竖向间隔1200mm布设1根，横向间隔1000mm布设1排。

3.2.3 水下立模

通过浮吊机将骨架吊运到水下并定位后，由潜水员进行水下焊接作业，连接骨架与预埋锚筋，最后将定型钢模板安插至骨架凹槽内。

3.2.4 填塞缝隙

当模板同基岩面缝隙高度大于500mm时，采用木模进行封堵；当模板同基岩面缝隙高度小于500mm时，采用袋装混凝土填塞。

3.3 导管法浇筑

使用直升导管进行混凝土浇筑作业。在水电站左岸布设混凝土拌和系统，通过泵管将制成的混凝土运输至浇筑平台集料斗，再由导管进行水下浇筑作业。

3.3.1 浇筑平台搭建

纵向围堰受水深影响，选用固定式平台进行作业，平台搭建所用钢桁架单件重2t，使用汽车吊进行安装与搭拆(见图3)。

图3 混凝土水下浇筑平台结构

3.3.2 施工指标控制

a.混凝土配合比。结合工程作业特点，参照混凝土级配试验，混凝土选用两级配比，坍落度160～200mm(见下表)。

C20混凝土配比表 单位：kg/m3

b.混凝土首批数量。浇筑初期，混凝土浇筑堆脚高度不超过400mm，导管混凝土内埋深不超过300mm，混凝土流入后仓内坡度0.25。混凝土首批数量应大于1.10m3，桁架上部设置集料斗规格1.50m3。

c.混凝土浇筑速度。结合现场混凝土搅拌制作效率，以最大浇筑仓面为标准，确保混凝土初凝时间不少于16h，因此，混凝土浇筑时仓面上升速度应控制在0.14～0.16m/h。

d.导管作用半径。遵循导管作用半径相互交错可实现仓面整体浇筑的原则，设计导管作用半径(通常为3m)，作业时进行循环浇筑，单根导管浇筑时长不超过0.50h，同时相邻导管底差不得大于200mm。

3.3.3 导管浇筑质量控制

进行导管安装前，应先对导管进行压水检测，管身同接头处不能存在漏水现象，同时，水压应超过混凝土满管运输时的最大压力；浇筑作业时必须对首批混凝土数量进行严格把控，避免导管高埋深的不合规；导管必须按照作用半径进行相互交错式布置，确保浇筑混凝土能够完全覆盖仓面；浇筑过程中导管提升必须垂直上下进行，不可左右移动；对导管上部承料漏斗超出水面的最小高度进行实时调控，确保导管底部注入压力一直高于管外水压，以保障混凝土的持续注入；浇筑作业应连续进行，避免注浆间隙过长，一旦出现注浆间隙过长或导管脱空现象，应按照施工缝进行处理。

3.4 倾注法浇筑

采用倾注法进行混凝土水下浇筑，首先应采用导管法在已完成浇筑区域的上游(下游)待浇筑作业部位浇筑出一角，然后在混凝土堆顶部继续下料浇筑，依靠后浇筑混凝土重量将先浇筑混凝土推开，并向前移近，直到整体浇筑完成(见图4)。

图4 倾注法浇筑作业

倾注法进行混凝土浇筑作业时混凝土坍落度应为60～90mm，整个工序操作便捷，施工关键在于确保前一批混凝土凝固前完成后续浇筑作业。

3.5 水下拆模

水下拆模作业应在水下混凝土强度达到设计标准强度的50%后开始，首先由潜水员在水下借助切割装置割除同模板连接的拉筋、支撑，然后在水面借助起重设备进行拆除作业。拆除顺序为：先拆后立，后拆先立。

4 结 语

充分结合工程施工作业特点，对施工工艺进行科学、合理的选择是确保水电站混凝土水下作业高质、高效完成的必要前提。文登水电站纵向围堰施工中导管法与倾注法的联合运用表明：在适宜条件下，将具备互补优势的施工工艺进行有机结合，能够充分发挥彼此优势，提高工程作业效率，显著提升作业质量。

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Analysis of Underwater Construction Technology for Longitudinal Cofferdam Concrete of Wendeng Hydropower Station

YANG Feng

(People’sGovernmentofHandianTownofZoupingCounty,Zouping256209,China)

Based on the references of the body structure and engineering characteristic of cofferdam, the first phase closure Longitudinal Cofferdam Project of Wendeng hydropower station in Shandong Province has adopted the concrete underwater joint construction technology which combines the tremie method and tilt-pour process together. This paper conducts a detailed analysis on the specific construction scheme and the construction process. In all, the practice result shows that under the premise of ensuring construction quality, the construction work can be carried out rapidly to ensure the completion of the project on schedule by this technology.

hydropower station; concrete; underwater construction; technology

TV511.3+2

B

1673-8241(2017)01- 0006- 04