长河坝水电站泄洪洞群混凝土衬砌施工技术

詹然成，陈英旭，符鹏军

(1.中国水利水电第七工程局有限公司，四川成都611730；2.四川大唐国际甘孜水电开发有限公司，四川康定626001)



长河坝水电站泄洪洞群混凝土衬砌施工技术

詹然成1，陈英旭2，符鹏军1

(1.中国水利水电第七工程局有限公司，四川成都611730；2.四川大唐国际甘孜水电开发有限公司，四川康定626001)

长河坝水电站泄洪洞洞身采用高标号抗冲磨硅粉混凝土施工。从衬砌台车设计、混凝土快速施工技术及高标号硅粉温控技术等方面进行分析，以实现混凝土衬砌施工的质量可控、进度快速、温升防裂等多个目标。实际施工表明，该工程泄洪洞洞身高标号抗冲磨硅粉混凝土施工达到了快速、高质量、高标准和低成本的目的。

泄洪洞群；混凝土衬砌；施工技术；长河坝水电站

0 引 言

1 施工技术难度分析

(1)保证泄洪洞大断面、高流速混凝土施工质量是混凝土浇筑施工的重点。泄洪洞最高运行水头达162.5 m，洞身坡比均在10%以上，为高速水流

表1 泄洪洞洞身及混凝土衬砌参数

编号洞长/m坡比/%衬砌厚度/m衬砌断面(宽×高)/m1号13721027907～1514×(16～19)2号15081084807～1514×(15～18)3号15401055207～1514×(15～18)

流道。C40、C50高标号硅粉混凝土衬砌内、外质量要求高，施工工艺复杂，对模板技术要求高；洞室断面大、坡度大，大断面台车的设计、制作、安装、运行难度大；边墙与顶拱混凝土标号不一，不利于一次性衬砌。因此，台车的选型、设计和混凝土浇筑技术措施的选择及如何保证混凝土衬砌质量是本工程的重点。

(2)控制混凝土温度裂缝及表面平整度是混凝土浇筑施工的重点。硅粉混凝土对温控要求严格，极易产生温度裂缝；高速水流流道对底板平整度要求高(不平整度最大允许高度3 mm/2 m、垂直水流磨平坡度1/50、平行水流磨平坡度1/30)，大坡度底板混凝土收面困难，表面平整度控制难度大。因此，控制混凝土温度裂缝的产生及混凝土表面平整度是本工程施工的重点。

2 大坡度、高平整度混凝土施工关键技术

2.1 衬砌台车

传统的衬砌台车设计均采用泵送混凝土浇注。低塌落度混凝土能够有效控制混凝土内部温升，而泵送混凝土内部温升相对较大，不利于混凝土的温控防裂。泵送混凝土水泥用量高于常态混凝土，放热量大，热强比高于常态混凝土。低塌落度混凝土抗裂安全系数在1.84～2.81之间，而泵送混凝土明显较低，局部抗裂安全系数在1.0～1.3左右。泄洪洞大体积混凝土的浇注采用常态混凝土有利于高标号混凝土温度的控制及降低施工成本，对混凝土的整体浇注质量具有重要的意义。

为解决常态混凝土的浇注问题，台车设计采用常态混凝土双向供料系统并结合皮带机布料系统。为解决在大坡度上混凝土起吊系统的行走问题，台车设计电机-链条驱动系统，采用料斗将混凝土提升至皮带机水平面以上，通过葫芦吊架减速机纵向移动至皮带机正上方，再通过可逆皮带机将料斗中的混凝土输送至浇筑处。此浇筑方式适用于纵坡的隧道施工，坡度适用范围可达0°～30°，大大降低了施工成本，便于衬砌质量的控制，提高了施工效率，有效降低了工人的劳动强度。

泄洪洞边墙及顶拱分别采用边墙、顶拱钢模台车进行混凝土浇筑施工，标准分段长度9.1 m/段，可局部调整。其中，边墙混凝土采用台车自带提升系统入仓；顶拱混凝土采用HBT60混凝土泵泵送入仓，台车预留进料口，顶拱台车预留排气孔，混凝土采用流动性大的二级配料或者一级配料，除人工采用软轴振捣器振捣外，还采用安装于台车上的附着式振捣器辅助振捣。混凝土浇筑时，在仓内下落垂直高度应控制在2.0 m以内，两侧边墙、顶拱混凝土均匀上升，下料高差控制在1.0 m内。合理控制浇筑上升速度，避免上升速度过快导致模板变形。钢模台车见图1。

图1 钢模台车

2.2 底板混凝土施工

王敬凯听了张秋的陈述后，立即带着那把钥匙来到张秋家，亲自打开张家的门，认定那把钥匙确实是张家的，亦即张小波身上的那把。

泄洪洞洞身标准段底板混凝土主要采用自行式可伸缩布料机、长臂反铲，浇筑低坍落度常态混凝土。自行式可伸缩布料机由行走系统及布料机系统组成，其最大爬坡25%，满足泄洪洞洞身纵坡要求。布料机通过卷扬机系统在主布料桁架中伸缩，最大伸缩距离6 m，最大受料距离20 m(满足隔仓浇筑要求)；布料宽度大于14 m，采用80 cm 宽输送带，设计送料强度60 m3/h(满足混凝土入仓强度要求)。混凝土浇筑时，仓号内混凝土上升高度控制在50 cm/h以内，浇筑层厚控制在30～40 cm之间，以避免上层覆盖前底层混凝土发生初凝。底板混凝土浇筑采用人工持φ100、φ50 mm手提式振捣器进行平仓振捣。

图2 自行式可伸缩布料机

2.3 多异形结构高速水流混凝土施工

泄洪洞1、2号掺气坎结构设计局部底板面为异形曲面结构，常规施工方法无法满足结构面形体及混凝土表面高平整度要求。为此，结合现场实际施工及相关施工经验，经方案对比分析，1、2号掺气坎底板混凝土采用滑模平行立体一次性连续浇筑完成，此施工方式满足掺气坎异形曲面结构要求，混凝土表面达到高平整度要求，并具有可连续性浇筑、无施工缝、快速浇筑等优点。

滑模采用有轨拉模，由专业厂家设计制作。滑模主要组成部分包括模板、桁架、抹面平台等。滑模设计跨距14 m-2×0.05 m、宽1.5 m。采用液压千斤顶借助埋入式滑轨牵引提升，带动模板逐步滑动上升，一次立模，连续浇筑的施工工艺。

滑模滑升分初滑和正常滑升。浇完首段混凝土后，即可进行初滑，先滑升20 cm左右，待滑出的混凝土经检验达到出模强度时，即可进入正常滑升。滑模正常滑升时，模板滑升速度的快慢直接影响混凝土的施工质量和工程进度。实际滑升速度取决于混凝土的凝结时间、混凝土浇筑强度以及气温等因素，滑升速度控制在15～25 cm/h，每20～30 min滑升1次。滑升过程中执行“浇一段、滑一段、测一次、纠一次”的措施，做到防微杜渐，严防平台偏移。待操作较熟练后，可适当提高滑升速度。浇筑混凝土过程中，及时清除粘在模板、滑轨上的砂浆、钢筋上的油渍和被油污的混凝土。多异性结构滑模见图3。

图3 多异性结构滑模

3 高标号抗冲磨混凝土温控施工技术

3.1 降低混凝土浇筑温度

采用预冷混凝土。在混凝土拌和系统使用风冷骨料和加冰拌和的方式生产预冷混凝土，出机口温度控制在12～14 ℃ 。为减少混凝土运输浇筑过程中的温度回升，采用防阳隔热设施，主要是在混凝土运输汽车车厢顶部设移动式帆布遮阳棚，在混凝土运输车辆箱体上安装发泡保温装置。此外，要加强管理，减少等待卸车时间和卸料人仓时间，避免多次转料入仓，混凝土浇筑覆盖时间控制在1 h以内。

3.2 温控监测

3.2.1 预埋冷却水管通冷水

泄洪洞抗冲磨硅粉混凝土内部设置冷却水管并通冷水，以削减混凝土内部初期水化热温升，控制混凝土最高温度不超过容许范围。冷却水管采用HDPE塑料管，蛇形布置于里层钢筋上，布置间距1.0 m×1.0 m，主管内径32.6 mm、壁厚3.7 mm、外径40.0 mm；支管内径28.0 mm、壁厚2.0 mm、外径32.0 mm。冷却水管直接引用响水沟低温冷水(水温低于18 ℃)，连续通水时间控制在15 d以上，通水流量不低于1.5 m3/h。冷却水管布置见图4。

图4 冷却水管布置

3.2.2 混凝土温度监测

每个浇筑段内部预埋测温装置，测量混凝土内部温度。测温装置由测温管与温度计组成。其中，测温管采用钢管，测温管内在不同浇筑层布置电阻温度计。温度监测时期为自混凝土浇筑至浇筑后5 d，监测频率为1次/4 h，且温度出现高峰期间加密观测。

3.3 混凝土常流水养护

混凝土浇筑完成且钢模台车移出后，采取常流水淋水养护。在混凝土顶部布置PVC喷水花管，养护水沿边墙混凝土面流淋，达到淋水养护效果。养护水引用响水沟低温水。常流水淋水养护时间不少于14 d。常流水养护见图5。

图5 常流水养护

4 结 语

针对大坡度、高速水流、高平整度混凝土快速施工技术及质量控制的专项研究尚不多见，长河坝水电站围绕这一问题进行了研究。工程实际表明，长河坝水电站泄洪洞洞身高标号抗冲磨硅粉混凝土施工达到了快速、高质量、高标准、低成本的施工目的，积累了宝贵经验，对以后类似工程施工有一定的指导意义。

(责任编辑 杨 健)

Concrete Lining Construction Technology of Spillway Tunnel Group in Changheba Hydropower Station

ZHAN Rancheng1, CHEN Yingxu2, FU Pengjun1

(1. Sinohydro Bureau 7 Co., Ltd., Chengdu 611730, Sichuan, China; 2. Sichuan Datang International Ganzi Hydropower Development Co., Ltd., Kangding 626001, Sichuan, China)

High-grade abrasion resistant silica fume concrete is used in the construction of spillway tunnels in Changheba Hydropower Station. The design of lining construction trolley, the fast construction technology of concrete and the temperature control technology of high-grade silica fume are analyzed to achieve the targets of concrete lining construction on quality, progress and cracking control. The actual construction of high-grade abrasion resistant silica fume concrete for the spillway tunnels in Changheba Hydropower Station is rapid, high-quality, high standard and low-cost．

spillway tunnel group; concrete lining; construction technology; Changheba Hydropower Station

2016- 07- 22

詹然成(1987—)，男，重庆人，助理工程师，主要从事水利水电工程施工及管理工作．

TV544.92(271)

A

0559- 9342(2016)10- 0080- 03