朱川
中国水利水电第九工程局有限公司 贵州贵阳 550081
摘 要：马马崖一级水电站地下厂房岩锚梁为大体积混凝土现浇混凝土，需采取清水混凝土施工工艺，施工难度较大，混凝土外观质量要求较高；施工过程通过加强对混凝土拌制、入仓及振捣工序的控制，并对混凝土采取有效的温控及养护措施，确保了混凝土浇筑质量。
关键词：岩锚梁；模板安装；混凝土浇筑；温度控制；质量控制；
1 工程概述
马马崖一级水电站为北盘江干流(茅口以下)规划梯级的第二级，位于北盘江干流(茅口以下)中游，花江大桥上游20.2km处的关岭县尖山村和兴仁县补朗村交界的尖山峡谷河段，其上游45km为已建成的光照水电站，下游依次为规划的马马崖二级水电站和刚建成的董箐水电站。工程任务以发电为主，航运次之，电站装机容量558MW，安装三台单机容量为180MW的水轮发电机组和一台单机容量为18MW的生态流量机组；电站保证出力97MW，年利用小时2797h，年发电量15.61亿kW·h。
马马崖一级水电站属二等大(2)型工程，主要建筑物由枢纽工程由碾压混凝土重力坝、坝身开敞式溢流表孔、坝身放空底孔、左岸引水系统及左岸地下厂房等组成。
地下厂房岩锚梁以上宽24.9m、以下宽23.3m，安装间以上长140.5m、最大开挖高度72.5m。岩锚梁位于厂房开挖的第二层（EL533.00～EL525.80），对称布置在厂房上、下游侧开挖岩台上，高程EL531.03～EL28.23，宽1.9m，斜面长1.42m、竖直面高1.9m；岩锚梁分为两期浇筑，一期结构混凝土厚2.6m，结构以上排水沟高0.3m；二期混凝待桥机轨道安装完成后进行，混凝土厚0.1m。
2 主要施工方案
2.1 浇筑分仓
上游岩锚梁长140.5m，下游岩锚梁不包括厂变交通洞洞口部位长13.3m简支梁、长127.2m；按照设计要求，岩锚梁需采取分段、跳仓浇筑，12.0m长19仓、8.5m长1仓、9.0m长2仓、8.95m长1仓、4.25m长1仓、13.3m1仓，其中共计25仓；除简支梁外，每仓混凝土相接部位施工缝面设置键槽，键槽宽75cm、高75cm、深25cm；混凝土浇筑分仓布置见图1。
厂变交通洞作为厂房第三层开挖与岩锚梁施工的唯一通道，位于该部位的简支梁与相临两仓岩锚梁只能待厂房第三层开挖完成后才能施工，在厂房第二层可浇筑的岩锚梁为22仓。
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2.2、钢筋制安
钢筋严格按照设计图纸进行下料，在加工厂内制作成型，5t汽车运输至现场，采用人工搬运至施工作业面，散件绑扎组合而成，岩锚梁钢筋连接采用焊接，钢筋焊接接头错开布置，错开间距不小于40d。测量人员按照设计图纸放出结构边线，钢筋工将钢筋散件安装设计图纸进行安装，并作到体型尺寸准确；钢筋绑扎好后，按照50cm×50cm的间排距安放一块与混凝土同标号的砂浆垫块，垫块厚度为钢筋保护层厚度。
2.3 模板安装
2.3.1 模板的选用
模板采用优质竹胶板，规格1.22m×2.44m，板厚14mm；施工缝部位模板选用一般木板
2.3.2 永久面模板制安
按照岩锚梁结构尺寸下料后现场进行拼装，斜面模板每块长2.44m、宽1.42m，采用5cm×10cm的木方用钉子加固在模板上做竖楞，间距20cm；立面模板每块长2.44m、宽1.60m，采用5cm×10cm的木方用钉子加固在模板上做竖楞，间距25cm。为防止混凝土浇筑过程中模板接缝部位漏浆，拼装时在该部位粘贴20mm×5mm的双面胶。
2.3.3 永久面模板加固
模板采用人工按照测量放点进行安装，先安装斜面模板，待钢筋绑扎完后进行立面模板安装，具体方案如下：
（1）斜面模板
斜面模板采取拉筋与脚手架支撑共同受力；在岩锚梁底部搭设3根立杆、纵向间距0.8m，水平杆步距1.0m；拉筋间排距0.8m×0.70m，焊接在岩台φ32、L=9.0m系统锚杆与增设的φ25、L=1.5m锚杆上，按照拉筋布置位置，在模板上开孔，孔径15mm；模板安装到位后，将拉筋穿出模板，按照测量放线对安装的模板进行校正，满足结构要求后，调整脚手架上的支撑模板的钢管使其紧贴模板底部加固木方，同时在拉筋上安装蝴蝶扣件与螺帽进行加固；。
为了确保混凝土结构尺寸满足设计要求，根据施工经验，梁底中部抬高1～2cm以抵消混凝土施工荷载对模板支撑体系产生的变形。
（2）立面模板
拉筋间排距0.8m×0.7m，焊接在岩台φ32、L=9.0m系统锚杆与增设的φ25、L=1.5m锚杆上，按照拉筋布置位置，在模板上开孔，孔径15mm；模板安装到位后，将拉筋穿出模板并采用钢管临时支撑在脚手架上；按照测量放点对模板进行校正，满足结构要求后，在拉筋上安装蝴蝶扣件与螺帽进行加固。
岩锚梁模板加固布置见图2。
2.3.4 槽模板安装
键槽模板采用木板现场拼装，岩锚梁上的水平钢筋采取在键槽模板上开孔穿过施工缝，以便与下一仓钢筋焊接；键槽模板采取拉筋内拉与在脚手架上搭设斜撑进行加固，拉筋焊接在系统锚杆上。
2.4 模板拆除
键槽模板在混凝土达到2.5MPa后拆除，立面模板在混凝土达到7.5MPa后拆除，斜面模板在混凝土达到设计强度后拆除。
模板采用人工拆除并转运至地面堆放；模拆除过程中，注意保护模板，做到小心轻放，防止模板表面及棱角受损，模板拆除后，及时将模板面上的杂物清理干净，按规格堆放整齐，以便重复使用。
键槽模板采用人工撬除，损坏的木板不再重复使用。
2.5 混凝土浇筑
2.5.1配合比试验
按照设计要求，岩锚梁采用C30（二级配）清水混凝土浇筑。砂石骨料、水泥及粉煤灰由业主统一提供，骨料到右岸加工系统进行购买，水泥采用P.O 42.5普通硅酸盐水泥，粉煤灰为Ⅱ灰，外加剂为高效缓凝减水剂。由于在岩锚梁混凝土施工期间，右岸骨料加工系统还处于调试阶段，技术指标不稳定，存在砂含泥、砂细度模数大、骨料超径严重等现象，因此配合比试验过程中适当增加了胶凝材料用量，在混凝土浇筑过程中及时根据骨料检测结果对配合比进行了调整，混凝土配合比见表1。
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2.5.2 混凝土拌制
混凝土由我项目部已建的1.0m3强制式拌合楼生产；清水混凝土技术标准比普通混凝土高，要求和易性、流动性较好，因此混凝土拌制要求较高，原材料使用量必须与配合比一直，且必须为统一产地、厂家与同一品种；混凝土搅拌时间比普通混凝土延长20～30s；减水剂采用后掺法。
2.5.3 混凝土运输与入仓
混凝土采用8m3罐车运输，经进厂交通洞、厂变交通洞进入地下厂房。清水混凝土对混凝土拌合物质量要求较高，从搅拌结束到施工现场卸料完成不宜超过120min，在运输及浇筑过程中严禁加水；混凝土拌合物应逐车检查坍落度，检查颜色有无变化及骨料分析情况，对塌落度不满足设计要求、出现颜色发生明显变化或骨料离析的混凝土，严禁入仓浇筑。
混凝土采用输送泵配合梭槽入仓，在浇筑仓号中部向两端搭设梭槽；罐车卸料至输送泵泵送混凝土至梭槽顶部向两端同时下料。
混凝土浇筑采用平铺法，整个仓面均匀下料、同时上升，每层铺料厚30cm～50cm。
2.5.4 混凝土振捣
混凝土浇筑采用φ50的插入式软轴振动器进行振捣，混凝土铺料完一层立即进行振捣，插入点应均匀布置，逐点移动振捣棒、间距为40cm，振捣时间控制30～35s以内，振捣时注意快插慢拔，振捣棒在振捣过程中要求上下略有抽动，使混凝土振动均匀，振捣结束以上层混凝土表面出现翻浆、不再有显著下沉、不再有大量气泡上冒为准。上层混凝土振捣要在下层混凝土初凝之前进行，并要求振捣棒插入下层混凝土5～10cm。
为了防止混凝土振捣对模板产生位移和变形，振捣过程中使振捣棒离模板内壁保持不小于50mm的距离。混凝土浇筑中派专人进行模板维护，一旦发现有移位、变形或松动管件，立即采取措施进行加固，并按照测量放线对模板进行校核。
2.5.5 施工缝的设置及处理
严格按照设计图纸要求进行混凝土分层、分段浇筑，初凝后，对施工缝面进行凿毛处理，要求露出碎石为止，并清除钢筋上的水泥浆，然后用清水冲洗干净。
由于后期要进行二期混凝土浇筑，不对岩锚梁顶部进行抹平、清光，混凝土初凝后，立即采用人工对一、二期混凝土结合部位进行凿毛处理。
3 混凝土温度控制
3.1 冷却水管安装
冷却水管采用高密度聚乙烯导热塑料管（HDPE管），材料特性如下：管径：φ32mm，管壁厚度不大于2mm，导热系数k≥0.45w/（m×℃）,拉伸屈服厚度应力≥20m Pa，纵向回收率≤3%。冷却水管分3层布置在岩锚梁内，安装高程分别为EL529.18m、EL529.78m、EL530.38m；冷却水管安装布置见图3。
为保证在混凝土浇筑时冷却水管不发生位移，采用细铁丝将其绑扎固定在各层钢筋上。水管铺设好后进行通水试压，检查有无漏水情况。冷却水管均不得穿过岩锚梁施工缝，距周边结构面0.5m，并向上引至EL530.83m高程；安装固定好的冷却水管管口采用塑料胶布对其封住，避免混凝土浇筑过程中将管道堵塞；冷却水管与仓面外的φ50进回水干管相接，并设闸阀进行控制。
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3.2 通水冷却方案
混凝土初凝后对冷却水管注水冷却；具体方案入下：
（1）测量进水温度后，将注水管接至进水管上，打开进回水管闸阀，向冷却水管内注水；
（2）待回水管出水后，测量出水水温，并做好记录；
（3）通过流量表查看水流流速，控制在设计要求的20～25L/min内；
（4）注水达到12小时后，更换注水方向，即将进回水管方向对换，每12小时如此循环一次，直到通水冷却至第7天。
4 混凝土养护
凝土初凝后，除了通过冷却水管注水对混凝土进行冷却外，同时对混凝土表面进行洒水养护；采用棉被对混凝土面进行覆盖，派专人全天24小时进行洒水，保持混凝土面保持湿润状态，养护时间不少于14天。
5 质量控制措施
（1）必须加强测量控制，做好模板安装前的测量放线工作；模板安装完后，测量人员再次进行检查，复核无误后再进行下仓混凝土施工。
（2）混凝土浇筑过程中派专人对模板、支撑系统进行检查，一旦移位、变形或者松动要马上修复。
（3）混凝土浇筑中安排专门的质检人员进行旁站，发现质量问题，及时上报，以加强混凝土浇筑过程中的质量控制。
（4）混凝土浇筑中试验人员24小时跟班，对混凝土进行抽样检查，发现过稀过稠的混凝土均不得使用，塌落度严格控制在14～16cm范围内，确保混凝土满足泵送要求。
（5）安排技术能力强、经验丰富的浇筑工进行混凝土振捣，适当延长混凝土振捣时间，尽量将气泡排除，使水泥浆与模板面完全接触，以确保混凝土表面光滑。
（6）混凝土浇筑必须均衡下料、分层铺设，防止模板支撑系统受力不均发生变形；混凝土入仓速度控制在12m3/h以内，防止浇筑过快出现漏振或引起模板变形。
（7）混凝土的拌制严格按施工配合比拌料，实验人员现场进行监督，达不到设计要求的混凝土杜绝入仓，并立即进行调整；在每仓混凝土浇筑前，实验人员对砂石骨料进行检测，并及时对配合比进行调整。
（8）混凝土初凝后派专人进行通水与洒水养护，同时加强对已浇混凝土的保护，防止混凝土表面及菱角受损。
6 结束语
马马崖一级水电站厂房岩锚梁要求采取分段、跳仓浇筑，施工工序繁杂；施工过程我们克服了场地狭窄、模板加固与混凝土浇筑等施工技术难点，确保了施工进度与浇筑质量。岩锚梁混凝土浇筑外观质量较好，完全达到了清水混凝土施工标准，国家质量巡检总站专家组在马马崖一级水电站巡检中，对岩锚梁混凝土浇筑质量给予了较高评价。岩锚梁混凝土施工过程中，由于采取了较好降温与养护措施，仅在4仓岩锚梁中部发现了一条微小的竖向温度裂隙，且未贯通梁顶与底部，在目前国内地下厂房所浇筑的岩锚梁中，马马崖一级水电站地下厂房岩锚梁混凝土温控是比较成功。
作者简介：朱川（1974.04）男，重庆长寿人，本科，高级工程师，长期从事工程项目技术管理，施工管理工作。